Benennung und Bewertung beispielhafter , zukunftsweisender Energieeffizienztechnologien

1. Benennung und Bewertungbeispielhafter, zukunftsweisenderEnergieeffizienztechnologien Prof. Dr.-Ing. Bernd Ponick InstitutfürAntriebssysteme und Leistungselektronik Leibniz-Universität Hannover

2. Ziele des Gesetzgebers Ziele und Rahmenbedingungen • Die EU hat am 9.3 2007 in Brüssel beschlossen: • Steigerung der Energieeffizienz gegenüber dem Trend um 20% • Ausbau der erneuerbaren Energie an der Stromerzeugung auf 20% • Die Bundesregierung hat am 17.8.2007 in Meseberg beschlossen: • Ausbau der erneuerbaren Energie an der Stromerzeugung auf 25 - 30% • Steigerung der Energieeffizienz gegenüber dem Trend um 20% • Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung an der Stromerzeugung auf 25%

3. Prognoseunsicherheit: Fortsetzung des Trends oder optimistischstes Szenario VDE-Studie +50% -40% Quelle: VDE-Studie Effizienz- und Einsparpotentiale elektrischer Energie in Deutschland, 2008

4. Wichtigste Beiträge zur technologischen Steigerung der Effizienz bei der Stromanwendung • Raumwärme: • Wärmepumpensystem • Solarthermiesysteme mit den entsprechenden Pumpen • Elektronische Steuerungen und Überwachung des Verbrauchs • Geregelte umrichtergesteuerte Hocheffizienzpumpen statt alte Umwälzpumpen • Intelligente Automatisierung im Bereich der Raumheizung • Intelligentes Gesamtenergiemanagement • Einschränkung des Einsatzes von Klimaanlagen • Nutzung von Abwärme • Nutzung von Nah- und Fernwärme • Mechanische Energie: • Vermeidung / Verbot von mechanischen Stellgliedern • Umrüstung von Altmotoren auf Premium-Effizienz-Motoren • Flächenweite Einführung geregelter Antriebstechnik, wo energetisch sinnvoll • Beschleunigter Austausch von alten Lüftern durch Hochleistungsantriebe VDE-Studie

5. Wichtigste Beiträge zur technologischen Steigerung der Effizienz bei der Stromanwendung • Informations- und Kommunikationstechnik: • Einschränkung / Verbot von Stand-by, wo zur Grundfunktion nicht erforderlich • Beleuchtung: • Elektronische Vorschaltgeräte • Energiesparende Lampen, wo sinnvoll • Optimierung der Straßenbeleuchtung (Einsatz von Hocheffizienzlampen, Einschränkung der Betriebszeiten) • Prozesswärme: • Energieoptimierter Einsatz von Hybridtechnologien • Energieoptimierte Abstimmung von Prozessschritten • Energiemanagementsysteme • Verbesserte Prozessüberwachungssysteme • Abwärmenutzung VDE-Studie

6. Neue Vorschriften des Gesetzgebers Ziele und Rahmenbedingungen • Konkrete Verordnungen auf Basis der EUP-Richtlinie (EnergyUsing Products) der EU, beispielsweise: • Schrittweises Verbot herkömmlicher Glühlampen • Verpflichtender Einsatz von Energiesparmotoren

7. Mögliche Reaktionen Konsequenzen • Sich noch schnell mit alten Glühlampen eindecken? • Sich für eine Revision störender Verordnungen engagieren? • Gezielt Lücken in den Verordnungen nutzen? • Auf rettende neue Technologien warten (Supraleitung, Kernfusion, ...)? • Auf Fördergelder warten? • ... oder schon jetzt Technologien nutzen, die sich selbst finanzieren!

8. Einsatz energieeffizienter Motoren Amortisationsrechnungen für die Anschaffung eines IE2-Motors (h = 89%) anstelle eines IE1-Motors (h = 84,2%) für 1-, 2- oder 3-Schicht-Betrieb;Randbedingungen: 6% Kapitalzinsen, 0,08 €/kWh Energiekosten 4 kW, 100% Last 4 kW, 75% Last Amortisationszeit: Amortisationszeit: 9 Monate bis 3 Jahre 1,5 Jahre bis 5 Jahre Vorhandene Effizienztechnologien Quelle: SEW Eurodrive

9. Einsparpotential bei Industrieantrieben Vorhandene Effizienztechnologien Quelle: ZVEI „Energiesparen mit elektrischen Antrieben“, April 2006

10. Einsatz geregelter Elektroantriebe anstelle pneumatischer Antriebe • Weite Verbreitung pneumatischer Antriebe in Handhabungstechnik sowie Maschinen- und Anlagenbau • Gesamtwirkungsgrad nur ca. 10% • Gesamtwirkungsgrad geregelter Elektroantriebe: 70 bis 90% • Pauschale Betrachtung: p. a. lassen sich 85,7% bis 88,9% der Energiekosten einsparen Vorhandene Effizienztechnologien Quelle: Gloor, Energieeinsparungen bei Druckluftanlagen in der Schweiz; BfE 2000

11. Einsatz geregelter Elektroantriebe anstelle von Antriebs-Gasturbinen • Kompressorenzum Transport von Erdgaswerden in derRegeldurchIndustrie-Gasturbinenangetrieben • CO2-Emissionen derdeutschenGasversorgerentsprechen 1% des gesamtendeutschenGasverbrauchs Vorhandene Effizienztechnologien Industrie-Gasturbine, Wirkungsgrad 25 ... 38% • MinimaleEnergiekostenfürElektromotorbeiNutzungalsRegelleistungim EV-Netz Elektroantrieb für Erdgas-Kompressor, Wirkungsgrad 98%

12. Gebäudeklimatisierung durch sorptive Kühlung I • Zur Erzeugung von 100 kWGesamtkälteleistung benötigt man • 33 kW elektrische Leistung • oder • 50 kW thermische Leistung • Grundprinzip: Kühlung durch Nutzung von Abwärme, z. B. Fernwärme, Abwärme aus Blockheizkraftwerk, Solarthermie ... Vorhandene Effizienztechnologien Sorbenz im Maßstab 1:1 Sorptionsspeicher Trockene, warme Luft verlässt den Speicher Vorkühlung Vorkühlung z. B. Geothermie oder Kälterückgewinnung Befeuchtung Adiabate Kühlung durch Befeuchtung 18°C 32°C Quelle: Kronauer Sorptionstechnik, Wedemark

13. Gebäudeklimatisierung durch sorptive Kühlung II Vorhandene Effizienztechnologien • Universell einsetzbar zur • Kühlung • Heizung • Trocknung (z. B. in Lackieranlagen) • Befeuchtung • Zugeführte Desorptionswärme wird bei sorptiven Wärmerückgewinnungsanlagen zu 86%, bei Entfeuchtungs- und Trocknungsanlagen zu > 100% zurückgewonnen. • Schadstofffreier Speicher mit 15 bis 20 Jahren Standzeit • Bei thermischem Antrieb kein nennenswerter Stromverbrauch Europapark Rust Quelle: Kronauer Sorptionstechnik, Wedemark

14. Elektromobilität im städtischen Lieferverkehr • Erforderliche Komponenten grundsätzlich verfügbar • Haupt-Herausforderung: Batterie • Sehr hohes Potential zur Steigerungder Energieeffizienz: • Energienutzungsgrad konventioneller Fahrzeuge:Stadtverkehr: 10%Überlandverkehr: 30 ... 40 % • Energienutzungsgrad von Elektrofahrzeugen:Stadtverkehr: ca. 80%Überlandverkehr: ca. 80% • Basis: Energienutzungsgrad eines idealenverlustfreien Fahrzeugs: 100% • Für kommerzielle Fuhrparks ggf. bereits heute wirtschaftlich: • Kosten für Diesel 1,2 €/l entsprechend 0,12 ct/kWh • Kosten für Strom 0,08 ... 0,20 ct/kWh Vorhandene Effizienztechnologien Quelle: eco craft

15. Fazit • Der Druck zur Erhöhung der Energieeffizienz durch Gesetze und Vorschriften wird nicht sinken • Umgehung von Vorschriften ist möglich, aber oft unwirtschaftlich • Energieeffizienztechnologien sind bereits heute in vielen Bereichen der Energienutzung verfügbar und oft bereits wirtschaftlich • Größtes Hemmnis für deren Einführung ist in Firmen oft eine organisationsbedingte Teiloptimierung, die die Umsetzung der betriebswirtschaftlich günstigsten Lösung behindert Zusammenfassung