Energieeffizienz und Dekarbonisierung im Überblick

Der weltweite Energieverbrauch steigt weiterhin an, ohne Aussicht darauf, dass sich dies in naher Zukunft ändern könnte. Diese Tendenz beruht auf verschiedenen Faktoren, die sowohl wirtschaftlicher als auch soziologischer Natur sind:

• Wachsende Weltbevölkerung Nach Angaben der Vereinten Nationen erreichte die Weltbevölkerung Mitte November 2022 8,0 Milliarden Menschen. Seit 2010 ist die Bevölkerung um 1 Milliarde und seit 1998 um 2 Milliarden Menschen gewachsen. Es wird erwartet, dass die Weltbevölkerung in den nächsten 30 Jahren um fast 2 Milliarden Menschen zunehmen wird, von derzeit 8 Milliarden auf 9,7 Milliarden im Jahr 2050, und Mitte der 2080er Jahre einen Höchststand von fast 10,4 Milliarden erreichen könnte. Mehr Menschen als je zuvor nutzen Strom, wobei der Anteil der Weltbevölkerung, der Zugang zu dieser Dienstleistung hat, von 83 % im Jahr 2010 auf fast 90 % im Jahr 2022 gestiegen ist. Dieser Bevölkerungszuwachs wird vor allem in Asien und Afrika stattfinden, wo der Energieverbrauch pro Person in Zukunft ebenfalls erheblich zunehmen dürfte: Wenn heute fast 9 von 10 Menschen Zugang zu Elektrizität haben, wird es verstärkter Anstrengungen bedürfen, die unversorgten Menschen zu erreichen.

Dies bedeutet, dass der Energiebedarf in Zukunft steigen wird, damit die Menschen von einem besseren Lebensstandard profitieren können. Dieser zusätzliche Energiebedarf wird weltweit nicht durch einen Rückgang des Energieverbrauchs in den Industrieländern kompensiert. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur ist der durchschnittliche Energieverbrauch pro Person zwischen 1990 und 2019 um 14 % gestiegen.

• Urbanisierung und Industrialisierung Im Jahr 2021 lebten nach Angaben der Vereinten Nationen 56 % der Weltbevölkerung in städtischen Gebieten, was 4,4 Milliarden Menschen entspricht. Es wird erwartet, dass die Stadtbevölkerung bis 2050 68 % der Weltbevölkerung ausmachen wird: Die Weltbevölkerung könnte bis 2050 um weitere 2,2 Milliarden Menschen in städtischen Gebieten anwachsen, wobei fast 90 % dieses Anstiegs auf Asien und Afrika entfallen.

Dies bedeutet, dass mehr Energie für den Bau, die Herstellung und den Transport von Menschen und Gütern benötigt wird.

Der Anteil der fossilen Brennstoffe am Energiemix ist seit Jahrzehnten mit rund 80 % unverändert hoch. Dies hat zur Folge, dass enorme Mengen an CO2 (33,4 Gt im Jahr 2019) emittiert werden, was sich durch den Treibhauseffekt nachweislich auf den Klimawandel auswirkt. Zudem sind diese fossilen Brennstoffe aufgrund geopolitischer Probleme und des Wettbewerbs unter den Ländern nur noch zeitlich begrenzt lieferbar und unterliegen starken Preisschwankungen.

Aus diesen Gründen haben sich die Länder weltweit verpflichtet, die Nutzung fossiler Brennstoffe einzuschränken: Es ist inzwischen allgemein anerkannt, dass die Weltwirtschaft bis 2050 eine Netto-Null-Emission von Treibhausgasen erreichen muss.

Im Jahr 2018 veröffentlichte der Zwischenstaatliche Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC) einen kritischen Bericht über mögliche Wege zur Begrenzung der globalen Erwärmung auf unter 1,5 °C. Es wurden vier Szenarien entwickelt, die alle auf einen Netto-Null-Ausstoß von Treibhausgasen (THG) bis 2050 hinauslaufen.

Das Kyoto-Protokoll war das erste internationale Abkommen, mit dem sich die Industrieländer Ziele zur Verringerung der Treibhausgasemissionen gesetzt haben. Diese Verpflichtung wurde auf der Konferenz der Vertragsparteien (COP 21) im Jahr 2015 bestätigt, mit dem Ziel, die globale Erwärmung auf ein akzeptables Maß zu begrenzen (maximal 2 °C, möglicherweise 1,5 °C). Nach der COP26 sind nun über 90 % des globalen BIP durch Netto-Null-Verpflichtungen abgedeckt, und 153 Länder haben neue Emissionsziele für 2030 (NDCs) vorgelegt.

Um diese Ziele zu erreichen, wurden in vielen Ländern, zum Beispiel in Bezug auf eine energieeffiziente Bebauung, verschiedene Regelungen umgesetzt.

Ein Vorschlag für die Lösung des Dilemmas zwischen wirtschaftlicher Entwicklung und dem Ausstoß von CO₂ besteht darin, den Anteil der Elektrizität im Energiemix zu erhöhen. Die Erzeugung von Elektrizität macht rund 30 % der weltweit verbrauchten fossilen Brennstoffe aus, während 68 % der elektrischen Energie aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe (Kohle, Öl und Erdgas) gewonnen wird.

Daher sollten u.a. folgende Maßnahmen ergriffen werden:

• Energieeffizienz an erster Stelle. Der Grundsatz „Energieeffizienz zuerst“ bedeutet, dass kosteneffiziente Energieeffizienzmaßnahmen bei der Gestaltung der Energiepolitik und den entsprechenden Investitionsentscheidungen weitestgehend berücksichtigt werden (Quelle: Europäische Kommission)

Ziel ist es, dasselbe Dienstleistungsniveau bei geringerem Energieverbrauch zu erbringen. Durch den Einsatz energieeffizienter elektrischer Geräte und intelligenter Steuerungen ist es möglich, bis zu 30 % Energie einzusparen. Dies ist das kostengünstigste Mittel zur Begrenzung der CO2-Emissionen und zur Einsparung von Energie und Kosten.

• Dekarbonisierung der Energie durch den Ausbau der erneuerbarer Energien

Nach Angaben der IEA wird der Anteil der erneuerbaren Energien an der weltweiten Stromerzeugung von 28 % im Jahr 2021 auf über 60 % im Jahr 2030 und fast 90 % im Jahr 2050 steigen. Die Integration lokaler erneuerbarer Energiequellen, in der Regel Photovoltaik (PV), in die Stromverteilungssysteme von Gebäuden und deren Nutzung zur Versorgung der Gebäudelasten ist eine Möglichkeit zur Dekarbonisierung und Steigerung der Energieeffizienz. Sie wird sowohl bei neuen als auch bei bestehenden Gebäuden immer häufiger eingesetzt. Mit diesem Schritt werden alle alten Elektroinstallationen in Erzeuger- und Verbraucher- = Prosumer-Elektroinstallationen umgewandelt.

Übersicht über die in diesem Kapitel vorgestellten Hauptpunkte:

• Einführung in die weltweite Normung und in Techniken zur Bewertung der Energieeffizienz
• Vorstellung der elektrischen Messung als wichtigstes Diagnoseinstrument
• Überblick über passive und aktive Energieeinsparmöglichkeiten in elektrischen Anlagen
• Auslegung von Prosumer- Elektroinstallationen