FAKTOR 4 bis Faktor 10 und darüber hinaus...

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1 FAKTOR 4 bis Faktor 10 und darüber hinaus... Strategien und Lösungswege für unsere künftigen Versorgung mit Wärme für Heizung und Brauchwasser Hermann Groß / Dipl. Ing. Frank Lischka

2 Danksagung Ich danke unserem Schöpfer für alles was er geschaffen und uns Menschen gegeben hat. Ich entschuldige mich dafür, daß auch ich mit all meinem Konsum, mit dem Verbrauch von nötigen wie auch unnötiger Gütern sowohl Ressourcen verbraucht und in gleichem Maßstab unsere Welt verschmutzt und mit Rückständen vergiftet habe und gelobe künftig Besserung. Besserung nach zweierlei Maßstab: 1. Weniger Energie zu konsumieren (physikalische Maßnahmen) 2. Eingesetzte Ressourcen vielfach effizienter zu nutzen, wenn es darum geht warmes Wasser für die Raumheizung und heißes Wasser für das Kochen, Duschen und Baden bereitzustellen. (technische Maßnahmen) Die Energiewende voranzubringen bedeutet vor allem bisherige konventionelle Technik (die Verbrennung von Öl, Gas, Kohle und Holz) zu minimieren und Techniken anzuwenden, deren Output höher ist als der Input (in kwh). Sonnenenergie, Wärmerückgewinnungstechnik und auch Wärmepumpentechnologie sind besonders effizient und damit ökologischer.

3 Inhaltsverzeichnis: 2 Danksagung 3 Inhaltsverzeichnis 4 Der Faktor4 - Lösung für unsere Probleme 5 Einleitung 6 Drei Wege zur Lösung unserer Energie- und Umweltprobleme 7 Faktor4 - Der Nutzen ist vierfach höher 8 Die Lösung unserer Energie- und Umweltprobleme ist einfach 9 Energieeffizienz ist ein Grundgesetz der Natur 1 0 Möglichkeiten und Grenzen der Physik 11 Die Anlagenaufwandszahl ep 1 2 Vermeidung von Energieverlusten - Faktor1 am Gebäude durch physikalische Maßnahmen 13 Beispiele praktischer Umsetzung - Faktor2 14 Beispiele praktischer Umsetzung - Faktor4 15 Schlusswort - Prof. Dr. Leibundgut ETH-Zürich 16 Quellenverzeichnis

4 Der Faktor4 - Lösung für unsere Probleme? Die Botschaft von Faktor vier ist neu, einfach und aufregend: neu, weil sie nichts Geringeres ankündigt als eine neue Richtung des technischen Fortschritts, einfach, weil sie dafür eine einfache Formel anbietet, und aufregend, weil sie Profite verspricht. Bisher war Fortschritt gleichbedeutend mit dem ständigen Zuwachs an Arbeitsproduktivität, was dazu führte, dass wir heute zwanzigmal mehr Wohlstand aus einer menschlichen Stunde Arbeit herausholen als Doch um welchen Preis? Die zunehmende Rationalisierung ließ die Arbeitslosigkeit ansteigen. Eine weitere Erhöhung der Arbeitsproduktivität scheint volkswirtschaftlich kaum mehr lohnend und im Hinblick auf unsere Umwelt gefährlich. Das Erdklima gerät aus dem Gleichgewicht, die Artenvielfalt schwindet, und die Rohstoffe werden knapp. Uns bleibt nur eines: weniger Natur zu verbrauchen und mit dem Wenigen wirksamer zu arbeiten. Wir müssen eine Effizienzrevolution in Gang setzten, die dazu führt, dass wir die Naturgüter mindestens viermal besser nutzen als bisher. Das ist der Faktor vier. Er macht es möglich, dass wir trotz halbierter Naturnutzung den verteilbaren Wohlstand verdoppeln können. Ulrich von Weizsäcker, Amory B. Lovins L. Hunter Lovins 1995 Buchauszug Einleitung Faktor 4 ISBN:

5 Einleitung An der Schwelle zu einem neuen Jahrtausend steht die Menschheit vor gewaltigen Herausforderungen. Die Rohstoffvorräte gehen zurück, die Umwelt wird vergiftet, die Weltbevölkerung wächst von Tag zu Tag. Krankheiten und Seuchen breiten sich aus, und in Dritt-Welt-Ländern sterben immer noch Millionen Menschen den an den Folgen von Krieg und Unterernährung. Einerseits sprechen wir von einem technischen Fortschritt: Wir können weltweit über Ton und Bild miteinander kommunizieren, produzieren gigantische Mengen an Energie und Konsumgütern, bauen Hochhäuser von einigen hundert Metern Höhe und errichten riesige Talsperren, Meeres- und Kernkraftwerke. Andererseits ist es gerade die heutige Art der Technik, die uns mit Ihrer Ausrichtung auf materiellen Profit in die Umweltkrise hineinmanövriert und durch die weltweite Rationalisierung zur Arbeitslosigkeit beigetragen hat. Das Wissen über die Zusammenhänge Technik-Ökologie verbreitet sich immer mehr, und damit werden wir auch offener dafür nach Lösungen zu suchen. Bern am Adolf Schneider Einleitung zum Buch von Dr. Manfred Wild

6 Drei Wege zur Lösung unserer Energie- und Umweltprobleme Es gibt drei mögliche Wege. Wir können alle drei gehen, auch gleichzeitig. Denn das halbe Jahrhundert, das uns dazu bleibt läuft schnell ab. Es kommt also nicht alleine darauf an was wir tun, sondern es ist wichtig dass wir es jetzt tun! Der erste Weg besteht darin, dass wir Energieverluste an der Gebäudehülle reduzieren. Durch entsprechende Maßnahmen wie z. B. Wärmedämmung an Dach, Wänden und dem Einbau energiesparender Fenster können wir unseren derzeitigen Energiebedarf heute schon deutlich senken. Wenn also ohnehin eine Renovierung ansteht, ist der Mehraufwand für eine verbesserte Wärmedämmung gering und amortisiert sich in kurzer Zeit durch die erreichbaren, hohen Einsparungen am Heizwärmebedarf. (Faktor1) Der zweite Weg beschreibt Verbesserungen bei bestehender Heizanlagentechnik, um unsere für den Heizwärmebedarf benötigte Primärenergie effizienter zu nutzen. Bei etwa 20 Millionen Heizungsanlagen in Deutschland wird nur ein Teil des kostbaren Brennstoffs in Wärme umgesetzt, während 25 bis 50 % als Verlust verloren gehen. Das ist vermeidbar und zeigt damit deutlich den Handlungsbedarf. Eine Heizungsmodernisierung sollte unter strengen wirtschaftlichen Gesichtspunkten erfolgen, zudem eine solche Investition die Heizkosten der kommenden 20 Jahre wesentlich bestimmt. (Faktor2) Der dritte Weg soll zum Ziel haben, den Einsatz von Sonnenkollektoren und anderen Einrichtungen zur Wärmerückgewinnung zu fördern, um so erneuerbare Energien zu gewinnen, zu speichern und wirtschaftlich zu verwenden. Im Vordergrund steht der dezentrale Einsatz in Ein- und Mehrfamilienhäusern. Die Grundlagen dazu sind bekannt. Es ist dazu keine Forschungstätigkeit mehr erforderlich sondern lediglich Verfahren, um solche Anlagen und Geräte rationeller herzustellen und kostengünstigreranbieten zu können.

7 Mit einer sinnvollen Kombination dieser Maßnahmen soll erreicht werden, dass unser Bedarf an fossilen Brennstoffen spürbar verringert und in gleichem Umfang der Ausstoß klimaschädlicher Treibhausgase reduziert wird. Nur auf diese Weise können wir mittelfristig bis zu 90% unseres Primärenergiebedarfs, und gleichzeitig den Ausstoß klimaschädigender Treibhausgase entsprechend den erreichten Einsparungen reduzieren. (Faktor4) Faktor4 spart Geld und schont die Umwelt Faktor4 Der Nutzen ist vierfach höher Alle unsere Entscheidungen treffen wir oft unter Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit. Dies ist in folgender Formel beschrieben: Wirtschaftlichkeit = Nutzen geteilt durch Kosten oder Wollen wir unseren erforderlichen Energieaufwand zur Bereitstellung von Raumheizung und zur Erwärmung von Trinkwasser auf ¼ reduzieren, so können sich in gleichem Umfang die Verbrauchskosten entsprechend verringern. Dies bedeutet bei Heizungsanlagen mit einem Verbrauch von derzeit etwa 4000 Liter Heizöl ein Einsparpotential von bis zu in den kommenden 20 Jahren. (Stand 06/2008 Basisrechnung mit durchschnittlicher Heizölpreissteigerung der letzten 20 Jahre) Selbst eine umfangreiche Modernisierung mit einem relativ hohen Investitionsvolumen rechnet sich innerhalb des gewünschten Nutzungszeitraums. Diese Investition macht sich durch die enorm verbesserte Wirtschaftlichkeit bis zu 4x bezahlt. Das bezeichnen wir im Arbeitskreis Energieeffizienz mit dem Faktor4

8 Die Lösung unserer Energie- und Umweltprobleme ist einfach Nach den Erkenntnissen des Physikers Dr. Hermann Wild können wir heute schon unseren Energieverbrauch dauerhaft und nachhaltig senken, entlasten damit unsere Umwelt und können ohne Verzicht auf Komfort unsere Energiekosten entsprechend reduzieren. Wir brauchen also nichts Neues zu erfinden, es genügt wenn wir vorhandenes Wissen anwenden (nutzen) um die Ursachen unserer Probleme zu erkennen und diese beseitigen. Hermann Wild beschreibt unseren Weg ins 21. Jahrhundert wie folgt: Energieverluste müssen vermieden werden und die potentielle Energie unserer fossilen Energieträger sollte noch effizienter genutzt werden. Die Wirtschaftlichkeit beurteilt dabei die erreichbare Effizienz der verwendeten Technologie und ist deshalb der Maßstab beim Vergleich unterschiedlicher System- und Anlagentechniken. Zusätzlich kann durch Nutzung verfügbarer Umweltenergien die Leistung unserer Anlagentechnik weiter verbessert werden. Gerade diese Anlagentechnik benötigt einen nur sehr geringen Primärenergieeinsatz und kann unter bestimmten Betriebsbedingungen außergewöhnlich hohe Wirkungsgrade erreichen. Geringere Energieverluste mit Dämmung Ebenso wie alle großen Wissenschaftler bezog Dr. Hermann Wild sein Wissen aus der sorgfältigen Beobachtung und Aufzeichnungen. Alle Messergebnisse bei Energieumwandlung in die Energieformen Licht, Kraft und Wärme sind mit mathematischer Sorgfalt zusammengestellt und bilden damit die Grundlage für eine wissenschaftliche Betrachtungsweise.

9 Energieeffizienz, ein Grundgesetz in der Natur Allein schon deshalb ist die Lösung unserer Energie- und Umweltproblematik für jedermann nachvollziehbar und kann schon heute mit relativ geringem finanziellem Aufwand erreicht werden. Durch Beobachtung von natürlichen Gesetzmäßigkeiten werden Ursachen und Auswirkungen können erkennbar. Lösungswege können aufgezeigt und umgesetzt werden. Selbst das Klimaziel aller Regierungen dieser Welt, den CO2-Ausstoß bis zum Jahr 2050 um bis zu 90% zu senken, kann bei entsprechender Anwendung (Handeln) deutlich früher erreicht werden. Der Mensch ist von Natur aus bequem. Er führt bestimmte Arbeiten so aus, dass sein Arbeitsaufwand so gering wie möglich wird. Er sucht nach geeigneten Werkzeugen und Hilfsmitteln, die seine Arbeit erleichtern und, wenn keine vorhanden sind, erfindet er welche. Einerseits ist in diesem Hang zur Bequemlichkeit der menschliche Erfindergeist begründet. Andererseits erkennen wir darin ein Grundgesetz der Natur, nämlich das Streben nach minimalem Energieverbrauch. Diesem Grundprinzip begegnen wir ü- berall, im Tierreich, im Pflanzenreich und schon im Allerkleinsten, beispielsweise im Aufbau der Atome. In den Atomen umkreisen Elektronen auf bestimmten Bahnen den Atomkern. Die Elektronen ordnen sich auf den möglichen Kreisbahnen so an, dass ihre gesamte erforderliche Energie minimal wird. Auch organische Verbindungen gehorchen solchen Gesetzmäßigkeiten. Grundsätzlich lässt sich jede Kombination von Elementen und Bausteinen zu einem komplexeren Gebilde auf physikalische Gesetzmäßigkeiten zurückführen. Bringen wir solche natürlichen Gesetzmäßigkeiten in einen mathematischen Zusammenhang, so können wir hieraus logische Aussagen ableiten. Dies entspricht einer wissenschaftlichen Betrachtungsweise. Dr. Hermann Wild, Naturwissenschaftler, ETH Zürich

10 Möglichkeiten und Grenzen der Physik Die Lehrsätze der Thermodynamik, kennzeichnend durch den Energieerhaltungssatz, beschreiben folglich die physikalischen Gesetzmäßigkeiten bei Umwandlung von einer potentiellen Energieform in eine andere Energieform (Beispiel: Umwandlung potentieller, chemisch gespeicherter Energie eines Primärenergieträgers in die Energieform Wärme). Mit dem Gesetz zur Erhaltung der Energie wird also die Effizienz bei einer Energieumwandlung mit einer erreichbaren Wirkleistung bis zu 100% beschrieben. Im Arbeitskreis Energieeffizienz bezeichnen wir damit den erreichbaren Faktor1 in der Anlagentechnik. Auslegung: Grundsätzlich versteht man unter Energie E die Fähigkeit eines Körpers Arbeit zu verrichten (Arbeitsvermögen oder Arbeitsvorrat). Unter potentieller Energie (Lageenergie und Spannungsenergie) kann auch Hubarbeit oder Verformungsarbeit beschrieben werden. Weitere Ausführungen hierzu lassen sich in jeder physikalischen Formelsammlung finden. Der Prozess der Wärmeumwandlung eines fossilen Brennstoffes ist eine chemische Reaktion. Hier gelten dann die chemischen Gesetzmäßigkeiten. Genauso verhält es sich mit der Anlagenaufwandszahl ep Der Begriff Energieeffizienz in der Gebäudetechnik beschreibt das Verhältnis der von der Anlagentechnik aufgenommenen Primärenergie in Relation zu der von ihr abgegebenen Nutzwärme (siehe Anlagenaufwandszahl ep gemäß DIN :2001:2). Hierfür werden entsprechende Anlagen vorausgesetzt, die vorhandene potentielle Energie des Primärenergieträgers (Öl-Gas-Kohle-Holz-Biomasse) in praktisch nutzbare thermische Energie für Raumheizung und Erwärmung von Trinkwasser umwandeln.

11 Die Anlagenaufwandszahl ep Die erreichte Anlagenaufwandszahl beschreibt die Effizienz der verwendeten Anlagentechnik (Heizung). Ein Wohngebäude mit einer beheizten Gebäudenutzfläche von 200 m² und einem Wärmebedarf von 60 kwh/m²/a erreicht gemäß der Tabelle eine Anlagenaufwandszahl von 1,7. Das entspricht einer Effizienz von etwa 58% im Vergleich zur eingesetzten Brennstoffmenge (Energiemenge). Diese Anlagenaufwandszahl von 1,7 bedeutet, dass nicht nur 100% Wärmeverluste über die Gebäudehülle ersetzt werden müssen, sondern zusätzlich weitere 70% Energieverluste bei der verwendeten Anlagentechnik entstehen. Energieverluste im bauphysikalischen Sinn bedeuten, dass diese Energiemenge nicht für die von uns gewünschte Anwendung zur Verfügung steht. Energieverluste sind in erster Linie Wärmeverluste, die mit geeigneter Technik (z. B. Wärmebildkamera) sichtbar gemacht werden können. Die der Effizienz der Anlagentechnik dagegen können wir verbessern. Die optimale Leistung im Vergleich Eine Anlagenaufwandszahl von 1,0 würde folglich eine 100%-ige Energienutzung beschreiben. Eine Anlagenaufwandszahl von 0,25 bedeutet eine weitere Verbesserung um den Faktor4. Im Vergleich zu einer Anlagenaufwandszahl von 1,7 bedeutet dies eine Reduzierung des bisherigen Primärenergieverbrauchs auf etwa 1/7 bzw. auf bis zu 15% im Vergleich zu der bisher üblichen Anlagentechnik.

12 Verbesserung der Wirtschaftlichkeit am Gebäude und in der Anlagentechnik Die bekannten Maßnahmen, den Heizwärmebedarf erheblich zu reduzieren zielen auf die Vermeidung von Energieverlusten an der thermischen Hülle (Dach-Wand- Fenster-Boden) sowie eine Optimierung der vorhandenen Anlagentechnik Mit dieser Kombination physikalischer und technischer Maßnahmen kann unser Primärenergiebedarf insgesamt um 50% bis 90% gesenkt werden. Faktor1 zur Reduzierung von Energieverlusten an der Gebäudehülle (Dach, Wände, Fenster, Boden) beschreibt die physikalischen Möglichkeiten an der Gebäudehülle mit dem Ziel, unseren Primärenergiebedarf deutlich zu senken. Die Energieberater können Energieverluste mit einer Wärmebildkamera sichtbar machen. In einer gründlichen Ausarbeitung kann das Einsparpotential einer Wärmedämmung, des Austauschs von Fenster- und Türelementen, sowie einer Dachsanierung aufgezeigt werden. Dies erleichtert die Entscheidung des Endkunden bei der Durchführung entsprechender Maßnahmen. Die Erfahrung vieler Hausbesitzer hat gezeigt, dass im Durchschnitt alle Jahre ohnehin umfangreiche Sanierungsmaßnahmen an Gebäuden vorzunehmen sind. Schadhafte Bedachungen und undichte Fenster müssen erneuert werden. Im Zusammenhang mit einer Renovierung der Fassade sind jetzt Überlegungen zur Verbesserung des Wärmeschutzes angebracht. Oft werden für Maßnahmen zur Reduzierung des Heizwärmebedarfs besonders vorteilhafte Finanzierungen und Förderprogramme unterschiedlicher Stellen angeboten. Auskünfte hierüber erhält man von den regionalen Energieagenturen und den Energieberatern. Diese Informationen stehen auch im Internet. Weil es eine Vielzahl regional unterschiedlicher Förderprogramme gibt, ist eine Beratung durch einen ausgebildeten Experten zu empfehlen.

13 Faktor2 - Reduzierung von Energieverlusten Praktischer Leitfaden für eine wirtschaftliche Betriebsweise Faktor2 beschreibt die technischen Möglichkeiten bei der Heizungsanlage mit dem Ziel, unsere Primärenergie wirtschaftlicher zu nutzen. Oft genügen schon kleine Änderungen wie die Reduzierung der Einschalthäufigkeit des Brenners, eine bedarfsgesteuerte Heizungsumwälzpumpe und ein hydraulischer Abgleich, um den bisherigen Energieverbrauch zwischen 20 und 35% zu senken. Der Energieberater kennt alle Möglichkeiten zur Reduzierung von Energieverlusten am Gebäude und bei der Anlagentechnik. Er kann Wege zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit aufzeigen und hilft bei der Beantragung entsprechender Fördermittel. Diese Dienstleistung ermöglicht Einsparungen bis zu während der Anlagennutzungsdauer von etwa 20 Jahren. Eine gründliche Untersuchung von Brenner, Kessel, Wärmespeicher und Energieverteilung, sowie die Aufzeichnung des Betriebsverhaltens bilden dabei die Grundlage für eine Auswertung nach ökonomischem Prinzip. Der finanzielle Aufwand für den Umbau zu einer wirtschaftlichen Betriebsweise (Material- und Lohnkosten) liegt bei etwa bis Euro. Der qualifizierte Heizungsbaufachbetrieb ist Ansprechpartner für Beratung und Einbau. Besonders vorteilhaft ist zudem, dass mit Einbau eines Pufferspeichers zu einem späteren Zeitpunkt eine thermische Solaranlage problemlos nachgerüstet werden kann.

14 Faktor4 - Energie wirtschaftlich nutzen Faktor4 beschreibt besonders eine sparsame Anlagentechnik mit dem Ziel, unseren Primärenergiebedarf um mehr als 90% zu senken. Brennwerttechnik, thermische Solaranlagen und Lüftung mit Wärmerückgewinnung erreichen außergewöhnlich hohe Leistungszahlen. Deshalb wird diese Anlagentechnik im Neubau fast selbstverständlich und bei Gebäudemodernisierung immer stärker eingesetzt. Im Vordergrund steht dabei maximaler Wohnkomfort bei minimalem Verbrauch von Primär- oder Antriebsenergie. Selbst kostspielige Anlagentechnik, vernünftige Planung vorausgesetzt, rechnet sich in relativ kurzer Zeit durch erreichte Einsparung bei den Betriebskosten. Mehr als Einsparpotential bei weiter steigenden E- nergiepreisen zeigen, dass sich eine Investition in eine wirtschaftliche Anlagentechnik auf jeden Fall lohnt. Dabei spielt es keine Rolle welche Art von Wärmeerzeuger eingebaut ist. Wirtschaftlichkeit lässt sich mit jedem Heizsystem erreichen. Der Gewinn an zusätzlichem Wohnkomfort durch moderne Lüftungstechnik, der Einsatz erneuerbarer Energien (z. B. Solar) und eine besonders umweltfreundliche - weil klimaschonende - Anlagentechnik kann von Ihrem Fachmann für Energieensparung detailliert dargestellt werden. Aus diesem Grund werden besonders wirtschaftliche Anlagensysteme von unseren Experten im Arbeitskreis Energieeffizienz empfohlen, weil der Investitionsaufwand im Idealfall durch die Heizkosten-Einsparung 4 x zurück fließt. Eine Anlagenaufwandszahl ep zwischen 0,1 und 0,25 ist das Ziel einer wirtschaftlichen Energieberatung und kennzeichnet ein besonders leistungsfähiges Energiesystem, das zwischen 75% und 90% weniger Energie für Raumheizung und der Erwärmung von Trinkwasser benötigt. Im Rahmen unseres Aufgabengebietes bieten wir eine Zusatzqualifikation mit Schwerpunkt Energieeffizienz für Planer, Handwerker und Schornsteinfeger an. Energie wirtschaftlich nutzen Dipl. Ing Frank Lischka Neubeuern Arno Engerer, Landshut Hermann Groß, Regelsbach

15 Faktor 4 eine logische Betrachtungsweise Folgende Aussagen sind zutreffend: 1.) Mit steigender Gebäudenutzfläche verbessert sich die Anlagenaufwandszahl ep 2.) Mit sinkendem Heizwärmebedarf verschlechtert sich die Anlagenaufwandszahl ep 3.) Die Anlagenaufwandszahl ep ist ein Maßstab zur Beurteilung der Effizienz verwendeter Anlagentechnik Der Heizwärmebedarf entspricht nur einem Bruchteil unseres Heizwärmeverbrauchs. Die Anlagenverluste können höher sein als der Heizwärmeverbrauch insgesamt. Erst mit einer Anlagenaufwandszahl unter 1,0 wird unsere Energie wirtschaftlich genutzt.

16 Energieeffiziente Gebäudekonzepte in Europa wie viel Energie brauchen wir wirklich Kongress Energieeffizienz bauen. BAU 2007 Prof. Dr. H.J. Leibundgut, ETH Zürich Der 2. Weltkrieg vor 60 Jahren hat die Erde zu einem Dorf gemacht. Innerhalb weniger Jahre wurde weltweit eine Industrie hochgezogen, die Waren in bisher nie gekannter Zahl und Komplexität produzieren konnte. Der Krieg war eine riesige Materialschlacht. Die Qualität des Explosionsmotors und die Verfügbarkeit der Treibstoffe waren entscheidende Erfolgskriterien. Nach dem Krieg wurde das neue Europa aufgebaut mit den technischen Errungenschaften der Kriegsindustrie und mit den neuen Transportmöglichkeiten für die fossilen E- nergieträger. Die neuen Gebäude in Europa wurden im Glauben erstellt, dass Öl jederzeit und ohne Probleme herangeschafft werden kann. 60 Jahre später werden die Folgen dieser Entwicklung sichtbar. In geradezu dramatischer Geschwindigkeit wird offensichtlich, dass das Verbrennen der fossilen Brennstoffe die Atmosphäre so stark belastet, dass die negativen Effekte der auf Kohlenstoff basierten Technologien die positiven Effekte überwiegen. Mittlerweile ist klar, dass das fossile Zeitalter zumindest mit der heutigen Technologie der Co2-Freisetzung nach der Verbrennung - rasch ein Ende finden muss und wird. Das Problem ist groß und komplex. Komplexe Probleme löst man, indem man sie in geeignete Teilprobleme zerlegt. Interessant ist die Gliederung des Flusses der fossilen Energieträger in die 3 Teilgebiete der Gebäude, der erdgebundenen Fahrzeuge und der Fahrzeuge zu Wasser und zu Luft. Interessant ist ferner die Analyse der Wirkungsketten des Energieeinsatzes in den 3 Teilgebieten. Bei den Fahrzeugen dominiert die Erzeugung von mechanischer Arbeit zum Antrieb, in den Gebäuden dominiert die Erzeugung von Wärme (mehrheitlich bei einer Nutztemperatur unter 50 C). Nun lehrt uns aber die Physik, dass Wärme in diesem Temperaturbereich sehr elegant mit einer thermodynamischen Maschine (der Wärmepumpe) bereitgestellt werden kann, in der 6 Einheiten Wärme mit einer Temperatur von 0 15 C durch den Einsatz von 1 Einheit Strom um C hochtransformiert werden kann. Was wir also tun müssen ist zwar aufwändig, aber technisch sehr einfach: Wir müssen erstens die Gebäude in Europa so transformieren, dass sie mit einer Temperatur des Heizmediums von 30 C auf der Raumtemperatur von 20 C bleiben. Wir müssen zweitens für jedes Gebäude Energiequellen erschließen, die 85 % der Wärmemenge bei einer Temperatur von mehr als 0 C liefern (Anergiequellen: Abluft, Abwasser, Erdreich, Grundwasser). Und wir müssen drittens den Siebentel der Nutzwärme als Strom CO2-frei produzieren und dem Gebäude über das Netz zuführen. Weil wir aber wissen, dass die Stromeffizienz unserer Gebäude ohne Komforteinbusse um den Faktor 2 mit bekannten Technologien verbessert werden kann ist der Mehrverbrauch unter dem Strich minimal. Die ebenfalls neuen Technologien der Windkraft und der Fotovoltaik lösen zusammen mit neuen Technologien für das Lastmanagement und die Stromspeicherung die Versorgungslücken im elektrischen Netz auf elegante Art und Weise. Das Teilproblem der Energieversorgung der Gebäude zerlegen wir also in die Detailprobleme: Wärme-Verlustminderung, Wärmeverteilung, Wärmeerzeugung, Anergiegewinnung, Effizienzsteigung stromverbrauchender Prozesse, Lastmanagemente und Stromspeicherung im Netz sowie in das Teilproblem der Stromproduktion aus Wind und Solarstrahlung. Jede Verbesserung in einem Teilsystem begünstigt die anderen Teilsysteme und wirkt synergetisch im Ganzen.

17 Erfahrungen zurückliegender Jahre ( ) mit unkonventioneller Heizungstechnik und Vergleich mit konventioneller Verbrennungstechnik. Die Anlagenaufwandszahl (= Kehrwert von Kosten./. Nutzen) bezeichnet den Jahresnutzungsgrad, bzw. den Aufwand welcher erforderlich ist um benötigte Wärme für Raumheizung und Brauchwasser herzustellen. Leistung Referenzanlagen der Baujahre 1968 bis 2016 aus m2 Wohnfläche, bei Objektgrößen zwischen 100 m2 bis m2 beheizter Fläche (incl. Brauchwasser)

18 Quellen: Bildinformationen: S. 09 Kernaussage Dr. Manfred Wild S. 11 Universität Siegen - Anlagenaufwandszahl ep nach DIN 4701 S. 12 Hochschule Coburg - Bild Thermografie S. 12 Radio 101.de - Aachen - Bild Thermografie S. 13 Markus Moster - Arbeitskreis Energieeffizienz S. 13 Viessman-Werke - Bild Heizkessel S. 14 Hermann Groß - Arbeitskreis Energieeffizienz Textinformationen: Faktor Vier, ISBN Campus Verlag GmbH, Frankfurt/Main 1999 Voller Energie Die globale Faktor 4 Strategie für Klimaschutz und Atomausstieg, ISBN , Campus Verlag Buchauszüge Dr. Hermann Wild Technologie von gestern, Chance für morgen, ISBN , Jupiter Verlag Bern Die vergessene Energie ISBN , Ancient Mail Verlag Groß-Gerau Auf dem Weg zur unerschöpflichen Energie ISBN , Ancient Mail Verlag Groß Gerau