Vermeidung von Energieverschwendung und Speicherung von Energie
1. Wärmerückgewinnung mit raumlufttechnischen Anlagen
Für die Wärmerückgewinnung werden raumlufttechnische Geräte (RLT) genutzt. Diese Geräte nutzen den Temperaturunterschied zwischen der Außen- und Innenluft von Gebäuden. Als Technik wird zum Beispiel ein Plattenwärmeübertrager oder ein Rotationswärmeübertrager genutzt. Damit wird die Wärme bzw. Kühle aus der Abluft des Gebäudes zurückgewonnen. Im Winter kann so die Zuluft aufgewärmt werden, um das Gebäude zu heizen. Im Sommer wird die Luft gekühlt. Neben der Einsparung von Energie senkt dieses Verfahren auch die Emission von CO2.
2. Intelligente Energiespeicherung mit Batterien
Wegweisend für die Energieeffizienz in Unternehmen ist die Möglichkeit, erzeugte Energie auch zu sparen.
Lithium-Ionen-Batterien sind heute Standard im Bereich der Akku-Technologie. Sie sind in Smartphones, im Fahrzeugbau und in Notebooks weit verbreitet. Auch die Speicherung mittels Photovoltaik erzeugter Energie erfolgt mit Lithium-Ionen-Batterien in Hausspeichern. So muss die Energie nicht ins Stromnetz eingespeist werden, sondern kann zum Beispiel am Abend oder in der Nacht selbst genutzt werden.
Für Großanlagen sind Redox-Flow-Batterien die richtige Wahl. Das sind Flüssigspeicherbatterien, die mit einem Brennstoff und einem Oxidationsmittel Energie speichern können.
Als Brennstoff wird entweder Vanadiumoxid, Natriumbromid oder Eisen verwendet. Brennstoff und Oxidationsmittel werden in getrennten Tanks gelagert. Pumpen und Membranen ergänzen das System. Die Batterien werden zum Beispiel als Pufferspeicher in Windenergieanlagen oder als Reservequelle für Mobilfunk-Basisstationen genutzt. In den USA werden die Batterien bereits für industrielle Anwendungen genutzt.
Feststoffbatterien verzichten auf flüssige Elektrolyte, Lithium-Ionen-Batterien haben Salze in Lösungen vorliegen. Sie versprechen kurze Ladezeiten, große Reichweite und hohe Brandsicherheit bei niedrigen Kosten. Verwendung finden sie zum Beispiel schon im Linienbus eCitaro.
3. Energieeffizienz bei der Erzeugung von Druckluft
Firmen, die Druckluft erzeugen, benötigen dafür viel Energie. Nötig ist Druckluft zum Beispiel in Lackieranlagen, aber auch für Druckluftwerkzeuge. Darüber hinaus wird Druckluft zum Kühlen, Heizen und zur Reinigung verwendet. Unternehmen, die einen großen Bedarf an Druckluft haben, sollten die Energie dafür aus überschüssiger Sonnen- oder Windenergie nutzen. Das ist effizienter, als den Strom in das allgemeine Stromnetz einzuspeisen.
4. Die Kraft des Wassers zur Energieerzeugung nutzen
Pumpspeicherkraftwerke werden in Wasserkraftwerken zur Energiespeicherung eingesetzt. Sie sind schwarzstartfähig. Sie können also bei einem großflächigen Stromausfall genutzt werden, um andere Kraftwerke beim Anfahren zu unterstützen.
Kugelpumpspeicher werden derzeit erprobt, um Energie aus Windparks in hohlen Betonkugeln unter Wasser zu speichern. Erste Experimente dazu gibt es zum Beispiel am Bodensee. Physikalisch machen sich Kugelpumpspeicher einströmendes Wasser zunutze, das im Bedarfsfall Turbinen antreibt. Der Wirkungsgrad ist vergleichbar mit dem eines Pumpspeicherkraftwerks. Er liegt bei 75 bis 80 %, abhängig vom Volumen und Tiefe der Hohlkugel.
Große Warmwasserspeicher können genutzt werden, um saisonal Warmwasser zu speichern. Dafür wird Wasser per Sonnenwärme aufgeheizt und in einem Warmwasserspeicher zwischengespeichert. Eine derartige Anlage befindet sich zum Beispiel an den Ackermannbögen in München. Im Vergleich zu Fernwärme kann das System deutlich CO2 einsparen.
5. Wärme- und Kältespeicher auf Basis von Salz
Bei dieser Variante werden Salzlösungen genutzt, um einen Phasenübergang bei günstigen Temperaturen von gasförmig zu flüssig zu ermöglichen. Denn im Phasenübergang lässt sich verhältnismäßig viel Energie speichern. Getüftelt wird derzeit noch am genauen Mechanismus der Wärmeabgabe. Daher ist diese Technologie wohl erst in ein paar Jahren serienreif.
Die Energieeinsparmöglichkeiten in Unternehmen
Eine der wichtigsten Ansatzpunkte ist die Verwendung von neuester Technik. Diese spart in vielen Bereichen Energie in Unternehmen.
Ein Beispiel ist die intelligente Produktion. Über moderne Steuerungssysteme lassen sich Prozesse flexibel steuern und damit auch den Verbrauch von Energie senken. Dazu tragen die Vernetzung und Kommunikationsfähigkeit der einzelnen Elemente und Maschinen entscheidend bei. Intelligente Produktion bedeutet, die vorhandenen Ressourcen effizienter einzusetzen. Somit kann bei gleichem Einsatz ein größerer Output generiert werden.
Ein Teil der Energiekosten ist auf die Beleuchtung zurückzuführen. Hier bringt intelligente Beleuchtung Einsparpotenziale. Ein simples Beispiel ist der Einbau eines Bewegungsmelders. Gerade in wenig frequentierten Bereichen kann dies große Einsparungen bringen. Oft fällt es tagelang nicht auf, wenn Licht unnötig brennt. Zudem können Unternehmen auf tageslichtabhängige Dimmung bzw. Lichtfarben setzen. Ist es hell genug, wird die Beleuchtung automatisch abgeschaltet. Ab einem bestimmten Schwellenwert schaltet sich die Beleuchtung automatisch ein. Allerdings nicht mit voller Intensität, sondern angepasst an den tatsächlichen Bedarf.
Mit neuartiger Bauweise Energie sparen
Die Bautechnik entwickelt sich ständig weiter und trägt wesentlich dazu bei, in Gebäuden Energie zu sparen.
1. Fassaden- und Dachbegrünung
Begrünte Dächer und Fassaden sind nicht nur ein Hingucker und machen Städte grüner. Begrünte Fassaden verändern das Kleinklima und senken so die Umgebungstemperatur. Im Sommer sind im besten Fall keine Klimaanlagen mehr nötig.
2. Intelligente Verglasung
Auch bei der Verglasung gibt es Einsparpotenzial. Hier sorgen Funktionsgläser dafür, dass die Sonneneinstrahlung in Innenräumen reduziert wird. Das reduziert ebenfalls den Bedarf für Klimaanlagen. Lohnenswert ist immer, wenn Einfachglas mit modernem Mehrfachisolierglas getauscht wird.
3. Photovoltaikanlagen auf der Fassade
Ein Klassiker ist inzwischen die Photovoltaik auf der Fassade. Gerade bei südseitig ausgerichteten Gebäuden kann effizienter Strom erzeugt werden. Wichtig ist natürlich, dass die Fassade freisteht und keine anderen Gebäude Schatten werfen. Neben der Photovoltaikanlage ist die Installation eines Energiespeichers sinnvoll.
4. Moderne Dämmung
Die Dämmung ist das A und O, wenn es um Energieeffizienz bei Gebäuden geht. Im Winter senkt sie den Heizbedarf. Im Sommer sorgt sie für niedrige Innentemperaturen. Möglichkeiten der Gebäudedämmung gibt es für den Innen- und Außenbereich. Auch nachträglich ist es noch möglich, bestehende Gebäude besser zu dämmen.
5. Thermische Bauteilaktivierung
Die thermische Bauteilaktivierung mittels Betonkernen ist noch eine vergleichsweise junge Technik. In diesem Fall speichert die ohnehin vorhandene Betonkonstruktion thermische Energie. Diese kann dazu genutzt werden, um Räume zu heizen oder zu kühlen. Beim Kühlen wird die im Sommer entstehende Wärme ans Erdreich abgegeben. Zum Heizen wird die Wärme des Erdreichs genutzt. Um die Technik nutzen zu können, müssen bestimmte Vorgaben erfüllt sein. Dazu gehört zum Beispiel eine Erdreich- und Grundwassertemperatur von 12 Grad. Interessant ist die thermische Bauteilaktivierung für öffentliche Gebäude wie Schulen, Krankenhäuser oder Verwaltungsgebäude.
6. Infrarotheizungen
Sinnvoll genutzt sparen Infrarotheizungen bis zu 50 % Energie im Vergleich zu herkömmlichen Heizungen. Sie sind ideal für selten genutzte Räume, wo die Installations- und Wartungskosten einer herkömmlichen Heizung deutlich höher lägen. Wichtig ist, die Heizung mit einem digitalen Thermostat zu kombinieren. Im Idealfall wird sie mit Strom aus einer Photovoltaikanlage betrieben.
