Zukunftsfähige Bioenergie und nachhaltige Landnutzung

202 8 Optimale Einbindung und Nutzung der Bioenergie in Energiesystemen
Öl
Erdgas
Feuerung
Heizung
Heute
Transformation
KWK-Wärme
Umgebungswärme
Strom
bei Strom aus GuD-Kraftwerken mit Wirkungsgraden
von ca. 60 % und sogar auf 350 % bei der Nutzung
von direkt erzeugtem Strom aus Solar-, Wasser-
und Windenergie. Demnach kommt die Energieeffizienz
der Elektrowärmepumpen am besten durch
den Einsatz von direkt erzeugtem Strom zum Tragen
(Abb. 8.1-6 und 8.1-7). Über einen thermischen Wärmespeicher
lässt sich der Strombedarf vom Wärmebedarf
entkoppeln. Damit wird ein effizientes Lastmanagement
möglich, bei dem z. B. in Zeiten hoher
Windenergieaufkommen der anfallende überschüssige
Strom auf diese Weise gespeichert wird. Durch
den beobachteten Trend eines zunehmend höheren
Anteils der Direkterzeugung aus erneuerbaren
Energien an der Stromerzeugung verbessert sich die
energetische Gesamteffizienz von elektrischen Wärmepumpen
in Zukunft deutlich.
Eine breite Einführung von Wärmepumpen reduziert
den Verbrauch fossiler und biogener Brennstoffe
im Wärmesektor erheblich. In Kombination
mit Abwärme aus der Kraft-Wärme-Kopplung kann
der fossile Primärenergiebedarf und somit der Treibhausgasausstoß
im Wärmesektor stark zurückgefahren
und direkt zu verbrennende Energieträger im
Idealfall ersetzt werden (Abb. 8.1-7). Raumwärme,
Warmwasser und ein Teil der Prozesswärme können
auf diese Weise geliefert werden. Ein weiterer Teil
der Prozesswärme kann durch regenerativen Strom
bereit gestellt werden.
Effizienzgewinne durch
Energieeinsparmaßnahmen
Es gibt viele Wege, die Nutzung von Energie effizienter
zu gestalten bzw. den Energieaufwand bei gleichem
Nutzen zu senken. In allen Energiesektoren
können solche Maßnahmen durchgeführt werden.
Nach der
Transformation
Nutzwärme
Abbildung 8.1-7
Transformation des
Wärmesektors: durch
den Ausbau der Kraft-
Wärme-Kopplung und die
verstärkte Nutzung von
Elektrowärmepumpen kann
in Zukunft der Prozess-
und Heizwärmebedarf
vollständig gedeckt werden.
Um das Effizienzpotenzial
von Elektrowärmepumpen
voll auszuschöpfen, sollte
der Strom überwiegend aus
regenerativen Quellen der
Direkterzeugung (Wasser-,
Solar- oder Windenergie)
kommen.
Quelle: WBGU
Sehr anschaulich wird dies im Wärmebereich: Durch
Wärmedämmung bis hin zur Passivhausbauweise
kann der Energiebedarf zum Heizen erheblich reduziert
werden. Verbesserte Heizungsanlagen, Herde
und Warmwasserbereitung sind weitere Beispiele.
Auch im Stromsektor sind viele Maßnahmen
machbar. Beispielsweise wird Druckluft in industriellen
Prozessen häufig sehr ineffizient eingesetzt.
Durch verbesserte Dichtungen und den Austausch
undichter Komponenten kann Kompressorstrom
eingespart werden. Ein weiteres Beispiel sind Energieeinsparungen
in der Beleuchtung. Ein Industrieland
wie Deutschland wendet dafür zwar nur 5 %
des Stromverbrauchs auf, allerdings gehen in konventionellen
Glühbirnen 95 % davon als Abwärme
verloren. Würden in jedem der 39 Mio. deutschen
Haushalte 75-Watt-Standardglühbirnen durch Energiesparlampen
der gleichen Lichtstärke (15 Watt)
ersetzt, könnten theoretisch 2,3 GW Kraftwerksleistung,
also zwei große Kraftwerke, während der Zeit
des Lichtbedarfs abgeschaltet werden. Alle Haushaltsgeräte
(Kühl- und Gefrierschränke, Herde
usw.), Beleuchtung (LED-Technik) und industrielle
Prozesse (elektrische Antriebe, Leistungselektronik,
usw.) können noch effizienter gestaltet werden und
den gleichen Zweck mit geringerem Stromverbrauch
erfüllen. Das Abschalten von Stand-by-Schaltungen
durch den Einbau schaltbarer Steckdosen oder sogar
ihr Verbot sind weitere Maßnahmen, die der Energieeffizienz
dienen.
Im Verkehr lässt sich der Energieaufwand aller
Flug- und Fahrzeuge durch die Verbesserung der
Aerodynamik und die Reduzierung des Gewichts
oder Rollwiderstands reduzieren. Auch durch sozioökonomische
und organisatorische Maßnahmen in
Form einer besseren Ausgestaltung des ÖPNV, einer