Effizienz und Ressourcenschonung im Kontext Energiewende

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1 Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Energie, Verkehr und Landesentwicklung Praxisforum Landkreis Marburg - Biedenkopf am Effizienz und Ressourcenschonung im Kontext Energiewende Dr. Justus Brans Dipl. Umweltwiss., Dipl.Ing

2 Und weil das Thema Energieeffizienz Ressourceneffizienz so komplex ist, ist eine strukturierte Annäherung an das Thema erforderlich.. aus Die Kunst, aufzuräumen von Ursus Wehrli

3 Struktur! aus Die Kunst, aufzuräumen von Ursus Wehrli

4 Motivation Energiewende Klimawandel Ressourcenverfügbarkeit Technologische Sicherheit Direkte Umwelteinflüsse

5 Energieaufkommen und - verbrauch Energienachfrage steigt weltweit. Trotz steigender Effizienz wird bei einem Wirtschaftswachstum von 2-3 % pro Jahr 2030 ein Drittel mehr Energie benötigt als heute (Kalkoffen 2012) Abhängigkeit vom Import knapper und teurer Energierohstoffe von nur wenigen Ländern. Die Entwicklungsländer mit China an der Spitze haben erstmals die OECD- Nationen beim Verbrauch von Primärenergie übertroffen. Die Internationale Energieagentur warnt bereits im Februar 2009, dass sich die Ölförderkapazitäten aufgrund zurückgehender Reserven und ausbleibender Investitionen verringern.

6 30 Ölzeitalter (Förderung in Milliarden Gb/a) 25 Ölsandgewinnung Shale gas Frage der zeitlichen Betrachtung!

7 Ölsandgewinnung Kanada - die letzten fossilen Ressourcen werden mobilisiert (Ausstieg Kanadas aus dem Kyoto Protokoll Dezember 2011) Ölsandgewinnung in Alberta/Canada. Ein Viertel der Provinz wird nach den derzeitigen Plänen umgegraben. Wald in der Größe wie England müsste gerodet werden.

8 Braunkohlegewinnung Hambach Tagebau Hambach Hektar Ehemals größtes Waldgebiet der Jülicher Börde Umsiedlung von vier Ortschaften von fast Menschen.

9 Kupfererzgewinnung in Chile- einer der größten Minen der Welt. Von 1915 bis 2005 förderte das Bergwerk 2,3 Milliarden Tonnen Erz. Der Tagebau ist ungefähr m lang und m breit und bis 1000 Meter tief (11 km³). Umsiedlung von Menschen

10 Ressourcen, Reserven und Potenziale Die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Hannover, definiert Reserven als Teil des Gesamtpotenzials, der mit großer Genauigkeit erfasst wurde und mit den derzeitigen technischen Möglichkeiten wirtschaftlich gewonnen werden kann. Bestimmung des Gesamtpotenzial der Ressourcen nicht möglich-.nur Schätzung.. Wirtschaftsverband Erdöl- und Erdgasgewinnung e.v Dr. Justus Brans HMUELV,

11 In jedem LCA ist der Energieverbrauch ein Teil des Ganzen

12 Alles richtig. Energiewende heißt aber auch, dass wir viel Energie aufwenden müssen um die Wende zu schaffen und dies nicht nur im Energiebereich! Sowohl im Energiesektor- als auch in den übrigen Produktionsbereichen wird die Ressourcenverfügbarkeit der begrenzende Faktor sein. Kupfer Erdgas Seltene Erden etc. Wasser Eisenerz Ackerfläche etc.

13 Exkurs Recycling Recyclingquoten in Deutschland (Dauke 2012) Kupfer 54 % Aluminium 35 % Blei 59 % Stahl 90 % Cobalt 25 % Papier 86 % Öl, Gas, etc. 0 % Quoten gelten zu den höchsten weltweit und? Am Rande: Nach dem Institut der deutschen Wirtschaft 2009 besitzt die Kupferreserve eine statische Reichweite* von 36 Jahren! Es wird keine 100 % Kreislaufwirtschaft geben! Je mehr Recycling- desto besser Die Erschöpfung der Ressourcen ist nur eine Frage der Zeit Die Reduzierung auf den Energiebereich greift zu kurz. Gleichwohl ist die Energieversorgung die tragende Säule *statische Reichweite:Zeitspanne in Jahren, für die bei aktuellem Verbrauch die weltweit bekannten und wirtschaftlich förderbaren Vorkommen eines nicht erneuerbaren Rohstoffs noch reichen wird

14 .deshalb muss Energie als Ressource verstanden werden Ressourcenwende! Ressourceneffizienz Effizienz Speicherung Netzausbau Mobilität Ausbau EE Wärmeversorgung Photovoltaikanlagen Windkraftanlagen Fossile Energieträger Wasserverbrauch Recycling Verbrauchsreduzierung Rohstoffmanagement Das nennen wir Energiewende bisher eigentlich nur Stromwende

15 Energiemanagement Ressourcenmanagement Vorausschauende, organisierte und systematisierte Koordination von Beschaffung, Wandlung, Verteilung und Nutzung von Rohstoffen Energie zur Deckung der Anforderung unter Berücksichtigung ökologischer und ökonomischer Zielsetzungen VDI Richtlinie 4602 Kurz: Handhabung von Energie..! Ressourcen

16 Beispiel für Schnittstelle Energie und Material Photovoltaik CIGS Zelle (Kupfer-Indium-Gallium- Diselenid) Modulfertigungskosten kaum noch optimierbar Erhöhung der Wirtschaftlichkeit erfolgt vor allem über die Verbesserung des Wirkungsgrades Wirkungsgrad der CIGS Zelle entwickelt sich in Richtung 20 % aber Materialverfügbarkeit Energie-- wende Energie-- versorgung Durch eine entsprechende Massenproduktion ist eine Verknappung des Indiums (wird auch für Flachbildschirme benötig) zu erwarten (Koenemann 2014). Der Ersatz des Indiums durch Zink oder Zinn wird daher schon untersucht.

17 Beispiele zur Energieverbrauchsreduzierung Annahme: Stunden/Jahr Von 115 W auf 11 W Ca. 600 kwh/a, ca. 175 /a Ersparnis Annahme: 5 Stunden/Tag Ca. 95 kwh/a ca. 27 /a Ersparnis 60 Watt 8 Watt

18 Aber Achtung. Gerade bei der Beleuchtung gibt es erhebliche Rebound Effekte Ich beleuchte energiesparend, dann kann ich....ja die Lampe brennen lassen..meinen Garten nachts beleuchten..die Weihnachtsdeko aufrüsten Es gibt Studien (z.b. Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie 2012), die von einem langfristigen Energieeffizienzverlust durch Rebound-Effekte von 50 % ausgehen.

19 Beispiel zur Energieverbrauchsreduzierung Druckluft Leckagen werden im Betrieb oft nicht entdeckt, da Druck vom Kompressor gewährleistet wird. Erst bei Erreichung der Leistungsgrenze des Kompressors und einhergehendem Druckabfall wird Leckageortung veranlasst. Kompressoren stehen meist zentral in eigenen Räumen (Lärm, Wärme). Zuordnung zu einzelnen Produktionseinheiten mitunter schwierig. Schon ein Loch im Millimeterbereich kann tausende von Euros Strommehrkosten bedeuten. Kosten unterlassener Instandhaltung Kosten der Instandhaltung Minimale Instandhaltung Maximale Instandhaltung

20 Beispiele zur Energieverbrauchsreduzierung Druckluft Der jährliche elektrische Energiebedarf für die Druckluftbereitstellung beträgt in Deutschland etwa 14 TWh- 7 % des industriellen Strombedarfs - 1,3 Kernkraftwerke. Wirkungsgrad für die Nutzleistung bezogen auf die eingesetzte Endenergie ist 2-5 % Das BMU geht davon aus, dass 20 bis 40 Prozent des Energieverbrauchs in der Industrie zu wirtschaftlich vernünftigen Bedingungen bis 2020 eingespart werden könnten. Bei einer Einsparung von 30 Prozent entspricht dies etwa 4,7 TWh/a Windkraftanlagen

21 Hessisches Ministerium für Umwelt, Energie, Landwirtschaft und Verbraucherschutz Beispiel Druckluft: Ein moderner Kompressor kann einen vergleichsweise hohen Wirkungsgrad haben- die Verwendung von Pressluft z.b. für Montageanwendungen kann aber ebenso sehr ineffizient sein. Heißt also: Wenn wir effizienter werden wollen, müssen wir die Vorgänge um uns herum verstehen.

22 Hessisches Ministerium für Umwelt, Energie, Landwirtschaft und Verbraucherschutz Emissionsminderung Verbrauchsreduzierung Dynamikerhöhung Sicherheitssteigerung Komfortverbesserung Kognitive Dissonanz (Meinungen, Einstellungen, Wünsche die nicht miteinander vereinbar sind 22

23 Fazit Energiepolitischen Ziele sind nicht zu erreichen, wenn sich primärenergetisch nichts bewegt. Nur durch den Ausbau der EE allein werden die Energiewendeziele nicht erreicht werden können. Eine Reduzierung des EEV muss erreicht werden. Hierbei spielen sowohl Effizienzsteigerungsmaßnahmen als auch Verhaltensänderungen eine Rolle. Die alleinige Fokussierung auf den Ausbau der Erneuerbaren Energien und die sehr einseitige Kostendiskussion reduziert die Akzeptanz. Aufgrund der Vielfältigkeit industrieller Prozesse gibt es zahlreiche Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung. Oft handelt es sich dabei um speziell angepasste Prozesse und Technologien Energie- und Ressourcenmanagement ist strategisch abgestimmt auszurichten (Energie)effizienz ist die sauberste, billigste, sicherste (Energie) ressource und sofort verfügbar.

24 Vorbildliche Energie- und Ressourceneffizienz Herzlichen Dank