Handlungsfelder

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Die Betrachtungsfelder für die Analyse bzw. die Handlungsfelder für Verbesserungsmaßnahmen können sehr unterschiedlich klassifiziert werden. Auf dieser Wiki-Seite werden einige Systematisierungsansätze vorgestellt und die jeweiligen Handlungsbedarfe erläutert.

„Entlang der Gewinnung und Anwendung von Energie werden in der Energiewirtschaft allgemein folgende Umwandlungsstufen [(Energiearten)] unterschieden:

• Primärenergie ist der Energieinhalt von Energieträgern, die in der Natur vorkommen und technisch noch nicht umgewandelt wurden. Es wird zwischen „unerschöpflichen“ bzw. regenerativen, fossilen (Erdöl, Kohle, Erdgas) und nuklearen Energieträgern klassifiziert.
• Sekundärenergie ist der Energieinhalt von Energieträgern, die aus Primärenergie durch einen oder mehrere Umwandlungsschritte gewonnen wurden (bspw. Elektrizität, Kraftstoff, Heizöl).
• Im Endenergieverbrauch wird nur die Verwendung derjenigen gehandelten Endenergieträger aufgeführt, die der Erzeugung von Nutzenergie dienen und somit endgültig als Energieträger dem Markt entzogen werden.
• Nutzenergie umfasst alle technischen Formen der Energie, welche der Verbraucher letztendlich benötigt, also Wärme, mechanische Energie, Licht, elektrische und magnetische Feldenergie (z. B. für Galvanik und Elektrolyse) und elektromagnetische Strahlung, um Energiedienstleistungen ausführen zu können. Nutzenergien müssen im Allgemeinen zum Zeitpunkt und vom Ort des Bedarfs aus Endenergie mittels Energiewandlern (bspw. Motoren, Kessel, Leuchtmittel) erzeugt werden.“ [Blesl et al.]

[HessenEnergie o.J.]

Wie die obige Abbildung bereits aufzeigt, treten bei jeder Umwandlung sog. Wandlungsverluste auf. Mithilfe moderner Technik sollen daher „Energiedienstleistungen mit einem geringeren Aufwand an Primärenergie und damit effizienter“ bereitgestellt werden. Dies umfasst die gesamte Kette von der Primärenergie bis zur durch Nutzenergie erzeugten Energiedienstleistung [HessenEnergie mbH o.J.].

„Der Energiebedarf eines Produktionsprozesses […] setzt sich [somit] aus der eigentlichen Nutzenergie sowie den mit der Nutzung einhergehenden Wandlungsverlusten zusammen:

Zur Steigerung der Energieeffizienz ergeben sich damit zwei Ansatzpunkte. Zum einen sind die Wandlungsverluste soweit wie physikalisch möglich zu eliminieren und zum anderen ist die Nutzenergie durch den Produktionsprozess effizienter zu nutzen, ihre jeweilige wertschöpfende Wirkung zu erhöhen.“ [Erlach et al. 2009]

[Pehnt 2010]

Dabei ist die Steigerung der Energieeffizienz nur ein Bestandteil des Energiesparens (siehe obige Abbildung). „Energiesparen beinhaltet zusätzlich auch den teilweisen oder vollständigen Verzicht auf die Inanspruchnahme von Energie- oder Mobilitätsdienstleistungen“ [Pehnt 2010].

„Nutzenergiearten, die branchenübergreifend und prozessunabhängig zum Einsatz kommen, werden auch als Querschnittstechnologien bezeichnet“ [Blesl et al. 2013] In der folgenden Abbildung wird die Verteilung des industriellen Stromverbrauchs dargestellt.

[Blesl et al. 2013]

Nach [Pehnt 2011] birgen die strombasierten Querschnittstechnologien die folgenden wirtschaftlichen Energieeffizienzpotenziale:

[Blesl et al. 2013] stellt in seinem dritten Kapitel zu jeder strombasierten Querschnittstechnologie eine Checkliste zur Energieeffizienz (Maßnahmen) vor, wie sie in der nachfolgenden Abbildung exemplarisch für elektrische Antriebe dargestellt ist:

Die Klassifizierung von Prozessen und entsprechend auch das Vorgehen bei der Prozessanalyse kann wiederum nach verschiedenen Gesichtspunkten erfolgen. Die folgende Abbildung fasst drei Varianten zusammen:

[Hecklau 2013]

„Zur Energieeffizienz unterschiedlicher Fertigungsverfahren gibt es generische Untersuchungen, die auch den Bezug zwischen einer optimalen Werkstoffausnutzung und dem erforderlichen Fertigungsenergieaufwand herstellen“ [Blesl et al. 2013].

Wichtig ist, dass nicht nur auf technischer Seite (Anlagen, Fertigungsverfahren) Potenziale zur Steigerung der Energieeffizienz vorliegen, sondern ganz wesentlich auch bei den Arbeitsabläufen der Mitarbeiter. „Durch einfache Verhaltensänderungen von Mitarbeitern [lassen] sich häufig bis zu 50 % der Energie- und Kosteneinsparungen erzielen“ [BMU, UBA 2012].

Zur Energieinfrastruktur gehören Anlagen zur:

• Erzeugung (Kessel-, Abgasanlagen, Wärmepumpen etc.),
• Umwandlung (Wärmetauscher, Transformatoren, Gleichrichter etc.),
• Verteilung (Wärmenetze, Kraftstromnetze, Abwassernetze, Fördereinrichtungen etc.) und
• Speicherung (Druck-, Kälte-, Wärmespeicher, Akkumulatoren)

von Energie.

Anlagen, die Energie verbrauchen, sind folgendermaßen einzuteilen:

• gebäudetechnisch (raumlufttechnisch, Klima-, Kälte-, Beleuchtungsanlagen, Aufzüge),
• produktionstechnisch (Antriebe, Industrieöfen, therm. Verfahren, Galvanik-, Kühleinrichtungen, Verdichter, produktionslufttechnische Anlagen) und
• betriebstechnisch.

[TWW o.J. i.A.a. VDI 3922]

Auf den Energiebedarf eines Gebäudes wirken folgende Einflussfaktoren:

• Gebäudeanordnung und –ausrichtung
• Gebäudegestalt
• Gebäudezonierung
• Gebäudekonstruktion
• Fenster, Türen und Tore

[Hecklau 2014]

Ein wenig allgemeiner gehalten aber mit den Einflussfaktoren in Beziehung gesetzt, stellt die folgende Abbildung die Zusammensetzung des Gebäudeenergiebedarfs dar: [Müller et al. 2009]

Die Norm gibt einige Handlungsfelder für Verbesserungsmaßnahmen vor.

• Identifizierung, Bewertung und Verbesserung von Abläufen, mit den festgestellten signifikanten Energieeinsatzbereichen zusammenhängen

• Einbeziehung von Notfallsituationen in die Ablauflenkung hinsichtlich Auswirkungen auf den Energieverbrauch ist gem. ISO 50001 weitgehend freiwillig
• „Planung und Steuerung von Notfällen und Erarbeitung von Maßnahmen zur Vorbeugung von schädlichen Umweltauswirkungen und Gefahren im Zuge eines Notfallmanagements wichtiger Bestandteil der Forderungen der ISO 14001“ [Geilhausen et al. 2015]

• Verbesserungsmöglichkeiten bei der Auslegung neuer, veränderter oder renovierter Anlagen/Standorte, Einrichtungen, Systeme und Prozesse mit wesentlichem Einfluss auf die energiebezogene Leistung

• Einkauf anhand einzuführender Kriterien für den Energieeinsatz, den Energieverbrauch sowie die Energieeffizienz über die geplante oder erwartete Nutzungsdauer der zu beschaffenden Energie nutzenden Produkte, Einrichtungen und Dienstleistungen
• Möglichkeit zur Beeinflussung des energiebezogenen Verhaltens der Lieferanten
• Eine Übersicht sowie weitere Informationen zur nachhaltigen und innovativen Beschaffung geben:
  • das UBA (Umweltbundesamt),
  • das BMWI (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie) hinsichtlich energieeffizienter Bürogeräte (ENERGY STAR-Programm der EU)
  • die Beschaffungsamt des BMI (Bundesministerium des Innern) - Kompetenzstelle für nachhaltige Beschaffung