Energieeffizienz in der Industrie

verfasst von: Markus Blesl, Alois Kessler

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Über dieses Buch

Das vorliegende Buch quantifiziert die Potenziale für mehr Energieeffizienz in der Industrie anhand technologie- und branchenbezogener Analysen. Ausgehend von den methodischen Grundlagen werden im ersten Teil die strom- und wärmebasierten Querschnittstechnologien und -prozesse anhand zahlreicher Anwendungsbeispiele erörtert. Neben so klassischen Themen wie bspw. Beleuchtung oder Wärmerückgewinnung werden auch bisher weniger beachtete Prozesse wie die Trocknung oder die Lackierung erfasst. Der zweite Teil ist der energieintensiven Metallerzeugung und -verarbeitung, der Herstellung der nichtmetallischen Werkstoffe Zement und Glas sowie der Chemie-, Papier- und Lebensmittelindustrie gewidmet. Beide Teile werden abschließend in einen größeren energie- und volkswirtschaftlichen Kontext gestellt. Die Erkenntnisse werden an vielen Stellen zu Checklisten verdichtet und in der Gesamtschau am Ende zu allgemeingültigen Empfehlungen zusammengefasst.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einführung

Zusammenfassung

Das moderne Leben ist ohne den Einsatz von Energie nicht denkbar. Der kaum gezügelte Ressourcenverbrauch von mittlerweile fast sieben Milliarden Menschen stößt allerdings an Grenzen. Nicht nur die heute überwiegen genutzten fossilen Energieträger sind endlich, auch viele andere Ressourcen wie bspw. Wasser oder Ackerflächen sind nicht unbegrenzt verfügbar. Überdies ist die Aufnahmekapazität unserer Umwelt und Atmosphäre für die Rest- und Abfallprodukte begrenzt. Zahlreiche Kulturen vor uns sind an einer Übernutzung ihrer Umweltressourcen letztlich zugrunde gegangen. Bereits unsere biblischen Vorfahren wussten um die Gefahr einer Übernutzung ihres kargen Landstrichs; noch heute zeugen zahlreiche Speisevorschriften und andere Gebote davon. Nachhaltigkeit ist also das Gebot der Stunde.

Markus Blesl, Alois Kessler

2. Grundlagen

Zusammenfassung

Entlang der Gewinnung und Anwendung von Energie werden in der Energiewirtschaft allgemein folgende Umwandlungsstufen unterschieden:

Primärenergie ist der Energieinhalt von Energieträgern, die in der Natur vorkommen und technisch noch nicht umgewandelt wurden. Es wird zwischen „unerschöpflichen“ bzw. regenerativen, fossilen (Erdöl, Kohle, Erdgas) und nuklearen Energieträgern klassifiziert.
Sekundärenergie ist der Energieinhalt von Energieträgern, die aus Primärenergie durch einen oder mehrere Umwandlungsschritte gewonnen wurden (bspw. Elektrizität, Kraftstoff, Heizöl).
Im Endenergieverbrauch wird nur die Verwendung derjenigen gehandelten Endenergieträger aufgeführt, die der Erzeugung von Nutzenergie dienen und somit endgültig als Energieträger dem Markt entzogen werden.
Nutzenergie umfasst alle technischen Formen der Energie, welche der Verbraucher letztendlich benötigt, also Wärme, mechanische Energie, Licht, elektrische und magnetische Feldenergie (z. B. für Galvanik und Elektrolyse) und elektromagnetische Strahlung, um Energiedienstleistungen ausführen zu können. Nutzenergien müssen im Allgemeinen zum Zeitpunkt und vom Ort des Bedarfs aus Endenergie mittels Energiewandlern (bspw. Motoren, Kessel, Leuchtmittel) erzeugt werden.

Markus Blesl, Alois Kessler

3. Strombasierte Querschnittstechnologien mit Anwendungsbeispielen

Zusammenfassung

Elektrischer Strom ist universell einsetz- und praktisch unverzichtbar. Abbildung 3.1 zeigt die Verteilung des industriellen Stromverbrauchs nach (PROGNOS, zitiert in Pehnt et al. 2011) auf einzelne Anwendungen und macht deutlich, dass es sich bei einem Großteil der Stromanwendungen um Querschnittstechologien handelt, die in praktisch allen Branchen zum Einsatz kommen.

Markus Blesl, Alois Kessler

4. Querschnittstechnologien zur Wärme- und Kälteerzeugung mit Anwendungsbeispielen

Zusammenfassung

Eine Reihe von Verfahren zur Nutzung industriell anfallender Abwärmemengen existiert in der Praxis. Dabei können die anfallenden Energiemengen entweder thermisch in Form von Wärme oder Kälte sowie elektrisch durch Verstromung genutzt werden. Für die thermische und die elektrische Abwärmeverwendung stehen am Markt jeweils unterschiedliche Techniken zur Verfügung, die nachfolgend charakterisiert sind. Zudem werden die jeweiligen Einsatzkriterien benannt. Anhand konkreter, bereits realisierter Projekte werden beispielhaft die Anwendung der einzelnen Techniken in der Praxis und deren Ergebnisse dokumentiert.

Markus Blesl, Alois Kessler

5. Charakterisierung ausgewählter Branchen mit Anwendungsbeispielen

Zusammenfassung

Der Wärmebedarf in der Industrie in Deutschland wird vom Prozesswärmebedarf dominiert; die Aufwendungen für Raumwärme und Warmwasserbereitung weisen dagegen nur geringe Anteile auf. Im Gegensatz zu Raumwärme und Warmwasser, deren Temperaturbedarf innerhalb des Niedertemperaturbereich (NT) mit Temperaturen bis maximal 90 °C angesiedelt ist, erstreckt sich der Prozesswärmebedarf der Industrie über Temperatursegmente bis weit über 1.000 °C wie bspw. in der Stahlerzeugung. Die Verteilung des industriellen Brennstoffbedarfs nach Prozessen in Abb. 5.1 macht deutlich, dass sich ein Großteil des Brennstoffbedarfs auf wenige energieintensive Branchen konzentriert. Nur vier Prozesse vereinigen beinahe die Hälfte des industriellen Brennstoffbedarfs in Deutschland auf sich (Pehnt et al. 2011).

Markus Blesl, Alois Kessler

6. Energieeffizienz im energiewirtschaftlichen Kontext

Zusammenfassung

Die Umsetzung der in den vorangegangenen Kapiteln beschriebenen Maßnahmen hat komplexe Folgen nicht nur für die einzelnen Unternehmen, sondern eben auch für den gesamten Wirtschaftsstandort Deutschland und Europa. Zunächst wird auf die Perspektiven der Energieeffizienz im politischen Kontext eingegangen um im Folgenden eine quantitative Abschätzung der Energieeinsparpotenziale vorzunehmen.

Markus Blesl, Alois Kessler

7. Zusammenfassung

Zusammenfassung

Die Energieeffizienzpolitik ist eine tragende Säule der deutschen und europäischen Klimaschutzpolitik. In den 20-20-20-Zielen der Europäischen Union werden für das Jahr 2020 neben der Steigerung der Energieproduktivität um 20 % eine Reduktion der THG-Emissionen um 20 % sowie eine Steigerung des Erneuerbarer-Energien-Anteils am Primärenergieverbrauch auf 20 % als Ziele definiert. Die deutsche Bundesregierung hat im Rahmen der „Energiewende“ für 2050 weitergehende Energieeffizienzziele formuliert. Zur Senkung des Primärenergiebedarfs um insgesamt 20 % bis 2050 soll eine Reduktion des Stromverbrauchs um 25 % sowie ein drastischer Rückgang des Primärenergiebedarfs im Gebäudebereich um 80 % beitragen. In der Summe entspricht dies einer Steigerung der gesamtwirtschaftlichen Energieproduktivität um durchschnittlich 2,1 % pro Jahr. Um diese Ziele zu erreichen, müssen die bisherigen Instrumente und Gesetze (Emissionshandel, EEG, EEWärmeG, KWKG, EVPG, BVT, EDL-RL, BImSchG …) kontinuierlich angepasst werden. Die Vielfalt der absehbar notwendigen Anpassungen führt bei den betroffenen Unternehmen zu einer nicht zu unterschätzenden Unsicherheit.

Markus Blesl, Alois Kessler

Backmatter

Titel: Energieeffizienz in der Industrie
verfasst von: Markus Blesl
Alois Kessler
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-642-36514-0
Print ISBN: 978-3-642-36513-3
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-36514-0