Energieeffizienz

In wenigen Jahren wird die Menschheit ins Zeitalter der Energieeffizienz eintreten.  Energie­effizienz wird dann unsere Handlungs­möglichkeiten begrenzen, nicht mehr die Verfügbarkeit von Wissen, Kapital oder militärischer Gewalt.  Diese Zeit wird erheblich früher kommen, als es Öffentlichkeit und die meisten Fachleute erwarten, unter anderem aus folgenden Gründen:

  • Optimistische Prognosen für die Energie­versorgung werden mit wesentlich höherer Wahrscheinlichkeit finanziert und publiziert als pessimistische.  Zum Beispiel das Bekanntwerden einer pessimistischen Prognose eines Erdölgeologen würde seine Berufs­laufbahn beenden, er würde keine weiteren Aufträge erhalten.  Auch die Tatsache, dass Prognosen wie zum Beispiel „World Energy Outlook“ der Internationalen Energie­agentur im Lauf der Jahre wesentlich häufiger nach unten als nach oben revidiert werden, deutet in die gleiche Richtung:  Das von Publikationen gezeichnete Bild der Lage der Energie­versorgung ist systematisch zu optimistisch
  • Der Konflikt zwischen exponentiell wachsender Nachfrage nach Energie­trägern und fortschreitend sinkendem Angebot wird aus einem „Geschwindigkeits­problem“ resultieren, nicht aus einem „Mengen­problem“.  Die in diesem Zusammenhang übliche, auf Vorrats­mengen fokussierte Rechnung „Reichweite in Jahren = verbliebene Vorräte dividiert durch Jahres­verbrauch“ ist irreführend, weil „mit morgen getanktem Diesel können wir heute noch nicht fahren.“  Eine „Reichweite“ von zum Beispiel 40 Jahren verschleiert die Tatsache, dass die Gewinnung der betreffenden Vorräte sehr viel länger dauert als 40 Jahre und durch kein energetisch rentables Mittel dieser Welt beschleunigt werden kann. 
  • Energetische Rentabilität wird über den Endzeitpunkt der Nutzung fossiler Energie­träger entscheiden, nicht finanzielle Rentabilität.  Je mehr Kapital und Energie investiert wird für den Aufschub dieses Zeitpunktes, um so früher tritt er ein, denn es gilt die Gesetz­mäßigkeit des mit wachsendem Aufwand sinkenden Grenz­ertrags.  Wir können daher von einer „Effizienzfalle“ sprechen.  Die Nutzung der Schiefergas­vorräte in den USA wird vor allem aus diesem Grund ein eher kurzes „Feuerwerk“ bleiben.  Und sie wird zusätzlich zum Energie­versorgungs­problem ein neues Problem hinterlassen:  Vergiftung von Boden und Grundwasser mit den beim „hydraulic fracking“ verwendeten Chemikalien.  Im Mai 2012 in Wien während der Konferenz „ASPO 2012“ präsentierte Analysen zeigen, dass die Gewinnung von Erdöl aus Teersand in Kanada nur Größenordnung 2/3 der im Teersand enthaltenen Energie liefern kann, der Rest bildet die energetischen Kosten dieses Gewinnungs­prozesses.  Noch schlechtere Energie­bilanz erzielt die Gewinnung von Erdöl aus Ölschiefer zum Beispiel in Estland, diese kann nur Größenordnung die Hälfte der im Ölschiefer enthaltenen Energie liefern, die andere Hälfte bildet die energetischen Kosten dieses Gewinnungs­prozesses.  Damit wird deutlich, wie essentiell die Unterscheidung zwischen konventionellen und unkonventionellen Vorräten von fossilen Energieträgern ist, und wie irreführend die in nahezu allen diesbezüglichen Publikationen bisher übliche Praxis ist, konventionelle und unkonventionelle Vorräte einfach zu summieren: 
    Konventionelle Vorräte
    • Derzeit noch energetisch und finanziell relativ billig, erst in schätzungsweise 10 bis 20 Jahren energetisch und finanziell teuer. 
    • Produktionsraten bestehender Bohrungen sinken um ungefähr 5 % pro Jahr. 
    Unkonventionelle Vorräte
    • Von Anfang an energetisch und finanziell teuer. 
    • Produktionsraten bestehender Bohrungen sinken um ungefähr 30 bis 50 % pro Jahr, wie zum Beispiel Analysen präsentiert während der bereits erwähnten Konferenz „ASPO 2012“ zeigen. 
    • Aus dem wesentlich rascheren Sinken der Produktionsraten bestehender Bohrungen ist zu schließen, dass die schon derzeit deutlich höheren energetischen und finanziellen Kosten im Lauf der Zeit nicht nur absolut, sondern auch relativ erheblich schneller wachsen, als bei konventionellen Vorräten.  Weiters ist zu folgern, dass die energetische Nutzung unkonventioneller Vorräte schon nach wenigen Jahren mehr Energie kostet als liefert und damit am jeweiligen Standort endet — nicht erst nach Jahrzehnten. 
  • Statistiken über Vorräte von fossilen Energieträgern zeichnen ein systematisch zu optimistisches Bild, weil sie nur Brutto­energieinhalte darstellen können.  Die nach Abzug der energetischen Kosten des Energie­gewinnungs­prozesses verbleibenden Nettoenergie­inhalte können noch nicht abgeschätzt werden, weil es viel zu wenige bzw. gar keine Kenntnisse gibt über die großteils erst zu entwickelnden Gewinnungs­verfahren.  Dies gilt besonders für den „end-of-recovery“-Bereich von konventionellen Vorräten, sowie für unkonventionelle Vorräte an extremen Standorten, zum Beispiel in arktischen Meeresböden und in Tiefseeböden.  Zu jenem Zeitpunkt, zu dem die Hälfte der Bruttoenergie­vorräte verbraucht ist, müsste eine mit den Augen eines Autofahrers gesehene, fiktive „Tankuhr“ wesentlich weniger als 50 % verbliebene nutzbare Nettoenergie anzeigen.  Vielleicht 30 %, vielleicht 20 %, wir können es erst lange Zeit nachträglich erfahren.  Im Vorhinein wissen wir nur, wesentlich weniger als 50 %. 
  • Gravierender Mangel an Sachkenntnis ist auch unter Fachleuten weit verbreitet.  Das „Ammenmärchen“ von der klima­freundlichen, CO2-emissionsarmen Kernenergie bleibt ein Märchen, egal wie oft es unüberlegt „nachgebetet“ wird.  Auch beliebig viel „Beten und Glauben“ wird uns keinen außerirdischen Lieferanten von Beton, Stahl und angereichertem Uran für Errichtung und Betrieb von Kernkraftwerken bescheren.  Jeder irdische Lieferant verbraucht direkt oder indirekt große Mengen fossiler Energieträger und verursacht folglich CO2-Emissionen.  Unter Einschluss aller vor- und nach­gelagerten Prozesse liegt die energetische Rentabilität der Kernenergie­nutzung Anfang 2013 in der Größenordnung von 2, das heißt um 2 Einheiten Energie zu gewinnen, muss 1 Einheit Energie investiert werden.  Zu diesem Ergebnis kommt die detaillierteste, mir bekannte, zu diesem Thema bisher publizierte wissenschaftliche Analyse (Informationsstand Anfang 2013).  Die CO2-Emissionen der Kernenergienutzung sind also nur marginal geringer als jene der Erdgasnutzung. 

Universelle Prinzipien für Energieeffizienz

Potentiale zur Steigerung der Energieeffizienz werden häufig übersehen, weil Menschen in Industrie- und Schwellenländern mehrheitlich gewohnt sind, Energie achtlos zu vergeuden.  In der Natur ist Energieeffizienz eine fast überall realisierte Selbstverständlichkeit — für uns Menschen gibt es in diesem Bereich noch viel zu lernen.  Immerhin hat „die Natur“ beim Optimieren einige Milliarden Jahre Vorsprung gegenüber der Menschheit.

Für das Erlernen von Energieeffizienz ist systemorientiertes Denken und aufmerksames Beobachten von Vorbildern in der Natur nützlich.  Vorbilder wie jenes der „Katze im Buddhistischen Tempel“.  Diese Katze meditiert so lange, bis die Mäuse unvorsichtig werden, in ihre Nähe kommen, und für einen Fang das gezielte Ausstrecken einer Pfote genügt.

Systemorientiertes Denken bedeutet unter anderem das Einbeziehen von vor- und nachgelagerten Prozessen.  Beispiele:

  • Viele Jahre hat Europas und Österreichs Politik ignoriert, was mindestens seit August 2007 publiziert und seit Jänner 2008 Mehrheitsmeinung der Wissenschaft ist:  Die Beimischung von Rapsmethylester zum Dieseltreibstoff bringt keine Verringerung, sondern im Gegenteil eine Verstärkung des globalen Treibhauseffektes.  Das wurde erst so spät erkannt, weil die dem Rapsanbau vorgelagerten Prozesse früher zu wenig oder überhaupt nicht untersucht und zu optimistische Stickstoff­aufnahmeraten angenommen wurden.  Erst im Oktober 2012 hat die EU-Kommission eine diesbezügliche Revision der Richtlinien betreffend die Beimischung von pflanzenbasierten Treibstoffen zu Dieseltreibstoff vorgeschlagen, die in einem Entwurf vorgesehene Anrechnung der indirekten Landnutzungsänderungen nach Protesten aus der Wirtschaft jedoch wieder zurückgenommen. 
  • Durch „unter den Teppich Kehren“ des indirekten Zeitaufwandes werden Durchschnitts­geschwindigkeiten von Verkehrsmitteln üblicherweise völlig falsch eingeschätzt.  Im Falle eines privaten PKWs ist der indirekte Zeitaufwand hauptsächlich die Arbeitszeit, in welcher jener Einkommensteil erwirtschaftet wird, der zur Finanzierung von Anschaffung, Besitz und Betrieb des PKWs erforderlich ist.  Die Rechnung „Jahresdurchschnitts­geschwindigkeit = (im Jahr gefahrene Kilometer) / (direkter + indirekter Zeitaufwand)“ ergibt in den meisten österreichischen Haushalten Durchschnitts­geschwindigkeiten von deutlich weniger als 15 km/h.  Ein Vergleich dieser Rechnung mit jener für eine Alternativvariante wie zum Beispiel „AutoTeilen + Verkehrsverbund-Jahresnetzkarte + Fahrrad + gelegentlich Taxi“ würde viele Autokäufe und in der Folge Treibstoff­preissteigerungen vermeiden, und könnte vielen Menschen zu mehr Lebensqualität verhelfen.

Es folgen zunächst Prinzipien für einzelne Systeme und dann für Systeme in Beziehungen zueinander:

  • Bedarfsgerechte Dimensionierung
  • Nichtlineare Skalierungseffekte
  • Resonanzeffekte
  • Nutzungskaskaden
  • Koppelungseffekte
  • Wärmerückgewinnung in Prozessketten durch Schleifenbildung

In meinem Vortrag „Wir befreien uns aus dem Problem ‚Hohe Energiekosten‘ “, den ich am 6. Oktober 2008 für die Berg- und Naturwacht gehalten habe, finden Sie das Thema weiter ausgeführt und mit anschaulichen Beispielen illustriert.

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