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Klimaschutz: Auf dieser Seite

Der Treibhauseffekt

Die Sonne schickt kurzwellige Strahlung auf die Erde. Dort angekommen wird sie in der Atmosphäre und vom Erdboden in Form von Wärme gespeichert und nachts als  Infrarotstrahlung in den Weltraum abgegeben.

Die klimarelevanten Spurengase in der Troposphäre absorbieren und reflektieren einen Teil dieser Abstrahlung, wodurch die nächtliche Abkühlung reduziert wird. Die Schicht der klimarelevanten Spurengase fängt also, wie die Glasscheiben eines Treibhauses Sonnenenergie ein, indem sie Sonnenlicht durchlässt und  Infrarotstrahlung zurückhält.

 Aufgrund dieser Analogie wird der Effekt Treibhauseffekt (T.) genannt. Der natürliche T. stellt eine gigantische, lebensnotwendige "Klimaanlage" dar. Ohne den natürlichen T. läge die bodennahe Durchschnittstemperatur auf der Erde nicht bei +15 Grad °C, sondern bei -18 Grad °C. Seit Beginn der Industrialisierung sind die Konzentrationen der Spurengase in der Atmosphäre durch menschliche Tätigkeiten angestiegen und zusätzliche Spurengase, v.a. FCKW  hinzugekommen.

Durch diesen zusätzlichen menschgemachten T. (anthropogener T.) wird der natürliche T. verstärkt und die Stabilität des Weltklimas gefährdet.

Folgen :Bis zum Jahr 2100 wird eine Erhöhung der bodennahen Weltmitteltemperatur um 2-5 Grad °C erwartet; regional und jahreszeitlich kann diese Erwärmung, zu den Polen hin zunehmend um ein Mehrfaches grösser sein. Dies kann in der Folge zum Anstieg des Meeresspiegels (Abschmelzen von Gletschern und Polkappen), Ausbreitung von Dürregebieten, Bodenerosion und Naturkatastrophen infolge von Wetterinstabilitäten führen.

Spurengase / Klimagase

* Unter dem Treibhauspotenzial versteht man die Wirksamkeit eines Moleküls des betreffenden Gases für den anthropogenen Treibhauseffekt in Bezug zu einem Molekül Kohlendioxyd (auf 100 Jahre betrachtet). Der Anteil der Spurengase an der Luft beträgt etwa 1%. (Der Rest der Luft besteht aus ca. 78% Stickstoff und ca. 21% Sauerstoff)

ppm = parts per million, ppb = parts per billion, ppt = parts per trillion

CO2 ist bei weitem der grösste Verursacher des anthropogenen Treibhauseffektes. Aus diesem Grund ist die Verringerung des CO2 Ausstosses das vordringliche Ziel des Klimaschutzes.

CO₂ Ausstoss: Werte der BRD

Als hochgradig industrialisiertes Land trägt die BRD besondere Verantwortung für den Klimaschutz.

• In der BRD ist CO₂ als Verursacher mit 87,2% weitaus grösser als der Weltdurchschnitt (64%) Grund: Hoher Grad der Industrialisierung. Dies zeigt auch wohin sich die “neuen” Industriestaaten wie z.B: China und Indien entwickeln werden.
• Hauptverursacher ist die Energiewirtschaft (ineffektiver Brennstoffeinsatz bei der Stromerzeugung, Wirkungsgrad ca. 34%), gefolgt vom Verkehrssektor (ineffektiver Brennstoffeinsatz Wirkungsgrad ca 29%)
• Die nächst grössten Verursacher sind die Industrie und die Haushalte

Zwei Ansätze sind aus den Zahlen ableitbar(unabhängig von der Notwendigkeit Energie zu sparen) :

1. Der durchschnittliche Wirkungsgrad bei der Stromerzeugung muss drastisch verbessert werden (z.B: GuD, Kraft- Wärmekopplung), vermehrter Einsatz erneuerbarer Energien (Solar, Wind, Wasser).
2. Es wird viel über die “Umweltschädlichkeit” der Energieform Strom (s.o) diskutiert. Aber ohne Strom geht es nicht, auch nicht in Zukunft!  Eine besondere Bedeutung fällt hierbei den Stromverteilnetzen und den Technologien zur Stromspeicherung zu. Strom aus regenerativen Energien fällt im wesentlichen an wie es der Natur gefällt und insbesondere regional nicht entsprechend dem Bedarf. Globale leistungsfähige Verteilnetze (smart grids)  müssen ein Baustein zukünftiger Energiepolitik sein, um den zeitlichen und örtlichen Ausgleich von Erzeugung und Verbrauch zu optimieren.
3. Der Wirkungsgrad des Sektors Verkehr ist gleichfalls dringend verbesserungsbedürftig s.u.

Ein Blick auf den Energieverbrauch (ohne Kraftwerke, diese sind ja eigentlich Energieerzeuger) zeigt weitere Ansatzpunkte

Energieverbrauch Werte der BRD (Haushalte)

    Quelle: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen 2006

• Bei der Betrachtung oben ist der Verbrauch der verschiedenen Endenergieträger dem jeweiligen Anwendungsbereich zugeordnet. Dabei fällt der Stromverbrauch von Kühl- und Gefrierschränken unter "Mechanische Energie". Elektrisch betriebene Waschmaschinen und Geschirrspülmaschinen sind mit ihrem Verbrauch der Wassererwärmung zuzurechnenden, Stromverbrauch ist dem Anwendungsbereich Warmwasser zugeordnet. Die Klimatisierung von Räumen fällt unter Raumwärme.
• Raumwärme ist der mit Abstand grösste Posten in der Energiebilanz eines Haushalts. Massnahmen sollten primär hier ansetzen (Energie Sparen, GebäudeDämmung, effiziente Anlagentechnik)
• Warmwasser Erzeugung steht an zweiter Stelle (Sinnvolle Massnahme: Thermische Solaranlage)
• Etwa 10% des Energieverbrauchs eines Haushalts wird über Strom gedeckt. Mittlerer Verbrauch eines 4 Personen Haushalts : ca. 4.500 kWh p.a..  Grösster Verbraucher: Kühl/Gefrier. Massnahmen: Energieeffiziente Geräte A bis A++, Energiesparlampen ..

Alle Werte sind Durchschnittswerte (Baustandard, Haushalt). In einem konkreten Haushalt kann die Situation sehr unterschiedlich sein. D.h: Konkrete Massnahmen müssen dem konkreten Fall angemessen sein.

Energieverbrauch Verkehr

Der Sektor Verkehr trägt etwa gleich viel zur CO2 Produktion bei wie die Haushalte.

Verbrennungsmotoren nutzen nur etwa 28% (Ottomotor) bzw. 36% (Dieselmotor) der zugeführten Energie zur Fortbewegung (bei optimalem Arbeitspunkt). Der Rest wird in Abwärme verwandelt . In einem typischen Fahrzyklus sind es sogar nur noch 15% bis 20%.

Massnahmen können beim Verhalten  oder bei der Technik ansetzen: Verhalten: Verlagerung des Verkehrs auf die Schiene, Nutzung öffentlicher Verkehrsmittel, etwas weniger Globalisierung?, geringere Geschwindigkeiten, kleineres leichteres KFZ (ein Porsche Cayenne verbraucht bei km/h 270 etwa 67 Liter auf 100 km)

Technik Ansatzpunkte :  Bremsenergie, Leerlaufverluste, Arbeitspunkt des Verbrennungsmotors, sonstige Motorverbesserungen, Leichtbau, cw-Wert, Rollwiderstand, innere Reibung.

Alternative Treibstoffe: Biodiesel, Wasserstoff, Erdgas.

• Verhaltensänderungen sind zumindest im privaten Bereich am ehesten und am wirkungsvollsten umzusetzen (die Treibstoffpreise erzeugen ausreichend Druck).

• Die Technik wird sich weiterentwickeln, ein Wirkungsgrad von 50% scheint mittelfristig erreichbar und bezahlbar. (Hybrid Antriebe)

• Alternative Treibstoffe bringen keinen besseren Wirkungsgrad (Wasserstoff Gesamtwirkungsgrad (unter Berücksichtigung des Herstellungsprozesses) ~ 13% bei typischen Fahrzyklen.

Quellen unserer Energie

Quelle: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen, Stand: Dez. 2007 (Primärenergie) 2006 (Endenergie)

Hauptenergieträger sind nach wie vor Erdöl und Erdgas (zusammen 56,5 %). Nur 6,6% der Primärenergie resultiert aus erneuerbaren Quellen. Von den fossilen Brennstoffen wird der weitaus grösste Teil importiert (Mineralöl 95,9%, Steinkohle 65,8%, Erdgas 84,2%, Kernenergie 100% (Uran). Bei Mineralöl und Erdgas sind wir im wesentlichen von einem Lieferanten abhängig (Russland)

Ein wichtiger Motor für eine Industrienation ist die sichere Verfügbarkeit von Energie zu kalkulierbaren Preisen und das in Übereinstimmung mit den Zielen des Klimaschutzes . Dies muss durch eine entsprechende Energiepolitik sichergestellt werden.

Der Energiepreis

Die Energiepreise werden weiterhin ansteigen, dazu:

• Bevölkerung wächst um ca 50% bis 2050
• Zahl der Kfz wird sich in 30 Jahren verdoppeln
• Zahl der Flugzeuge wird sich in 20 Jahren verdoppeln
• Das wird dann in 2030 ca 35% mehr Öl benötigen
• Es wird erwartet, dass in etwa 20 Jahren der Gesamtenergiebedarf (alle Ressourcen incl. erneuerbarer) um 65% steigt.

Ein hoher Energiepreis der fossilen Energieträger ist notwendig um den Anreiz zum Energiesparen hoch zu halten, und damit sich Investition in Entwicklung und Nutzung effizienter Anlagentechniken und erneuerbarer Energien lohnen.

Wird dies konsequent, nachhaltig und  vor allem zügig angegangen lässt sich vermutlich auch eine Explosion der Energiepreise oder Schlimmeres vermeiden.

Der Endverbraucher hat heute schon wesentliche Mittel zur Verfügung um “seine” Energiebilanz im Lot zu halten (Niedrigenergie-Haus, Null bis Minusenergie-Haus, 3 Liter Auto, Urlaub in Bayern). Da auch dazu in der Regel Investitionen erforderlich sind, müssen diese vom Staat honoriert werden (erfolgt derzeit durch zahlreiche staatliche Förderprogramme).

Die Preisentwicklung wird auch durch zwei weitere Faktoren bestimmt:

• Die Erschliessung neuer Ressourcen (fossiler) und die Ausweitung der Raffinerie Kapazitäten kann nicht mit der Ausweitung des Bedarfs Schritt halten.
• Die Reichweite fossiler Energieträger ist beschränkt: Reichweite Erdöl (in Jahren): bis  42* bezw 64**, Reichweite Erdgas bis 54* bezw 153**

* sicher gewinnbare Ressourcen, ** zusätzliche Ressourcen (geschätzt).

Die Werte gelten bei gegenwärtigen Fördermengen. Verbrauchsausweitung siehe oben.

Übersicht Klima- und Kontoschutz

Ziele Strategien Maßnahmen Haushalte Verkehr Kraftwerke GHD* 15% (Anteil an CO2 Ausstoss) 20% 45% 20% 29% (Anteil am Energieverbrauch) 28%   55% Energie zu erschwinglichen Preisen für alle         Schutz des Klimas unserer Erde   Weniger Energie verbrauchen (Sparen) Dämmung Fenstertausch Temperaturniveau verringern Raumspezifische Temperaturregelung Nachtabsenkung Sommerlicher Wärmeschutz Angepasstes Lüften, Lüftung mit Wärmerückgewinnung Standby Verbrauch reduzieren Wäschetrocknung im Freien PKW mit geringem Verbrauch Nutzung Öffentlicher Verkehrsmittel Auch mal zu Fuss gehen Verkürzung der Transportwege (Regionalisierung)   Siehe Haushalt und Verkehr   Effizienz bei Energie- Erzeugung und Verbrauch Brennwerttechnik Effizienz bei: Speicherung, Regelung, Pumpen Wärmerückgewinnung (Lüftung) Stromsparlampen Energieeffiziente Geräte (A, A++) Niedriges Temperaturniveau (Hzg.) Effizientere Motoren/ Aggregate, Hybridtechnik Nutzung der Bremsenergie Vermeidung Leerlaufverluste Optimaler Arbeitspunkt (Motor) Verringerung Rollwiderstand / Reibung Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) BHKW Gas und Dampf (GuD) Fernwärme** Nahwärme**   Einsatz erneuerbarer Energien Solarthermie (Kollektoren) Nutzung Erd-/Luftwärme (Wärmepumpen) Biomasse (Pellets, Stückholz, Hackschnitzel) Photovoltaik (Einspeisung, Eigennutzung) Windräder Biodiesel Biogas Wasserstoff Photovoltaik Solarthermie Geothermie Wind Wasser Biogas Biomasse

* GHD = Gewerbe, Handel und Dienstleistungen, ** aus KWK

BHKW= Blockheizkraftwerk (erzeugt Strom und Wärme) in kompakter Form, auch bei kleineren Wohngebäuden einsetzbar; GuD Kombination von Gas- und Dampfturbine zur Stromerzeugung, auch Nah- Fernwärme Erzeugung ist möglich. Beide Technologien erreichen einen hohen Wirkungsgrad, weil neben der Stromerzeugung auch die “Abwärme” genutzt wird.

Die oben aufgeführten Maßnahmen zeigen beispielhaft die Vielfältigkeit der Einsparmöglichkeiten. Welche Maßnahmen in Ihrer Situation möglich sind, welche Kosten dafür anfallen, was Sie an Energie / Kosten  einsparen und mit welchen Fördergeldern Sie rechnen können, zeigt Ihnen eine Energieberatung vom Spezialisten.