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Energieeffizienz

Definition: die effiziente Umwandlung oder Nutzung von Energie

Englisch: energy efficiency

Kategorien: Energieeffizienz, Energiepolitik, Grundbegriffe

Autor:

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 17.03.2010; letzte Änderung: 03.11.2018

Der Begriff Energieeffizienz hat genau betrachtet unterschiedliche Bedeutungen:

Energieeffizienz in diesem zweiten Sinne ist also keine rein technische Angelegenheit, sondern Gegenstand einer umfassenderen Betrachtung, die eine rationelle Energieanwendung anstrebt.

Als ein (allerdings recht grober) quantitativer Indikator für die Energieeffizienz wird manchmal die Energieproduktivität verwendet.

Stromeffizienz ist ein spezifischerer Ausdruck für Energieeffizienz bei der Anwendung elektrischer Energie.

Eine verbesserte technische Energieeffizienz ist einer der Wege zur Realisierung des Energiesparens. Sie kann in Konkurrenz oder als Ergänzung zu anderen Wegen gesehen werden, insbesondere zum Verzicht auf energieaufwendige Dinge (Suffizienz) oder zu Verhaltensänderungen. Ein wesentliches Potenzial liegt in sozialen Innovationen, die Verhaltensänderungen oder eine sparsamere Nutzung von technischen Einrichtungen ermöglichen. Beispielsweise hat es in Japan ein gelockerter Dresscode in Büros ermöglicht, den Einsatz von Klimaanlagen zu reduzieren.

Quantifizierung von Energieeffizienz

In vielen Fällen kann ein Wirkungsgrad die Energieeffizienz eines Geräts oder eines Prozesses quantifizieren. Er ist das Verhältnis von erhaltener Nutzenergie und eingesetzter Energie.

Im Falle von Wärmepumpen und Kältemaschinen geht es um unterschiedliche Energieformen. Bei Kompressionswärmepumpen und Kältemaschinen gibt man eine Leistungszahl (oder für ihr Jahresmittel die Jahresarbeitszahl) an, bei Absorptionswärmepumpen eine Heizzahl.

Motivation für das Streben nach hoher Energieeffizienz

Es gibt unterschiedliche Gründe, eine möglichst hohe Energieeffizienz anzustreben (vor allem im zweiten Sinne gemäß der obigen Unterscheidung). Die typischen Gründe sind:

  • Eine effiziente Energienutzung führt zu einem verringerten Verbrauch an Energieträgern für einen gegebenen Nutzen, somit auch zu verringerten Kosten, Umweltbelastungen (z. B. Klimagefahren), politischen Abhängigkeiten, etc. Viele Maßnahmen zur Erhöhung der Energieeffizienz sind auch ohne Subventionen wirtschaftlich und weisen deswegen negative CO2-Vermeidungskosten auf.
  • In Situationen der Knappheit kann mit effizienter Energienutzung der maximale Nutzen aus einer begrenzt vorhandenen Menge von Energie gewonnen werden. Energieeffizienz ist auch ein Mittel zur Milderung später auftretender Knappheit, die etwa aus der Erschöpfung fossiler Energieressourcen resultieren wird. Ihre Verbesserung ist deswegen auch eines der zentralen Instrumente auf dem Wege zur Nachhaltigkeit der Energieversorgung.

Andererseits kann das Erreichen hoher Energieeffizienz teure Investitionen erfordern, die nicht immer betriebswirtschaftlich oder volkswirtschaftlich rentabel sind, insbesondere wenn die Preise der Energieträger niedrig sind. In anderen Fällen erfordert die Erhöhung der Energieeffizienz den Verzicht auf einen bestimmten Nutzen (Suffizienz), z. B. den schnelleren und bequemeren Transport.

Die gesamte ökonomische Bilanz ist nicht nur eine Frage des Vergleichs von Energie- und Investitionskosten, sondern hängt auch von vielen weiteren Faktoren ab, etwa von den betrachteten Zeithorizonten, vom Zinssatz und von der relativen Bewertung von Kosten und Schäden für die Konsumenten und für andere Betroffene. Ebenfalls können volkswirtschaftliche Nebeneffekte von Investitionen wie höhere Beschäftigung und technische Innovation berücksichtigt werden. Eine weiter gefasste (nicht nur rein ökonomische) Betrachtung kann zusätzliche Aspekte wie die Gerechtigkeit gegenüber späteren Generationen beachten.

In manchen Situationen gibt es noch ganz andere Gründe für das Streben nach einer hohen Energieeffizienz:

  • Bei Elektroautos ist die Reichweite von großer Bedeutung; wegen der hohen Kosten und des Gewichts von Batterien kann man nicht einfach größere Energiemengen mit sich führen.
  • Bei mobilen Geräten, die über Batterien mit Energie versorgt werden, möchte man einen häufigen Batteriewechsel oder das häufige Laden von Batterien vermeiden, weil dies lästig, einschränkend oder teuer sein kann. Deswegen werden beispielsweise Smartphones mit sehr ausgefeilten Methoden auf eine äußerst hohe Energieeffizienz getrimmt.
  • In der Raumfahrt ist es extrem wichtig, jedes unnötige Gewicht einzusparen, weil sonst enorme Transportkosten entstehen. Während einer Mission sind die Möglichkeiten, Energie beispielsweise mithilfe der Photovoltaik zu gewinnen, begrenzt. Deswegen werden auch Satelliten und Sonden zur Erkundung von Planeten sehr stark auf eine hohe Energieeffizienz hin optimiert.

Faktoren, die Energieeffizienz erschweren

In der Praxis wird vielfach bei Weitem nicht die technisch mögliche Energieeffizienz realisiert. Die Gründe hierfür sind vielfältig:

  • Häufig mangelt es an Information. Beispielsweise wird nicht erkannt, dass Standby-Verbraucher und nicht drehzahlgeregelte Heizungs-Umwälzpumpen unnötig viel elektrische Energie verbrauchen. Auch im Beleuchtungssektor wurde z. B. der Ersatz von Glühlampen durch Energiesparlampen erst durch das sogenannte Glühlampenverbot wesentlich beschleunigt, obwohl er für die Konsumenten ohnehin vorteilhaft ist.
  • Häufig werden Produkte primär mit Blick auf die Anschaffungskosten beschafft, während Energiekosten nicht beachtet werden oder nur für einen sehr kurzen Zeithorizont.
  • In manchen Situationen (z. B. beim Hausbau) ist Kapital ein besonders knapper Faktor. Dies kann dazu führen, dass Zusatzinvestitionen vermieden werden, auch wenn sie langfristig durchaus rentabel wären. Zinsgünstige Zusatzkredite durch staatliche Unterstützung (z. B. KfW-Kredite) können dieses Problem mildern.
  • Energieeffiziente Lösungen, beispielsweise öffentlicher Verkehr anstelle von Individualverkehr, sind häufig weniger bequem.
  • Manche Verbraucher haben sich daran gewöhnt, beispielsweise jedes Jahr erhebliche Zahlungen für den Brennstoff der Heizungsanlage zu leisten (beispielsweise tausende von Euro für ein Einfamilienhaus), und sehen weder darin noch in den dadurch verursachten Umweltbelastungen ein drängendes Problem.
  • In manchen Fällen wäre der technische und evtl. auch administrative Aufwand tatsächlich zu hoch.

Es wurden diverse Faktoren genannt, die die Realisierung von Energieeffizienzpotenzialen oft auch dann verhindern, wenn die Maßnahmen rentabel wären, also sogar Geld sparen würden. Deswegen sind oft zusätzliche Aufwendungen nötig, um solche Maßnahmen zu veranlassen, beispielsweise durch Informationsmaßnahmen, zusätzliche Vorschriften oder Subventionen. Solche Zusatzaufwendungen werden als Transaktionskosten bezeichnet.

Ein häufig auftretendes Problem, welches die Wirksamkeit von Effizienzmaßnahmen betrifft, sind Rebound-Effekte – siehe hierfür den nächsten Abschnitt.

Energieeffizienz und Klimaschutz; Rebound-Effekte

Die Energiepolitik fördert oft die Energieeffizienz mit der Absicht, so mehr Klimaschutz zu erreichen. Die hier gemachte Annahme ist, dass mehr Energieeffizienz den Verbrauch von weniger fossilen Energieträgern bedeutet und somit geringere CO2-Emissionen. Allerdings vermindern Rebound-Effekte die gewünschte Auswirkung: Mehr Energieeffizienz bewirkt häufig auch einen verstärkten Einsatz. Beispielsweise wird ein Auto u. U. mehr gefahren, wenn es weniger Benzin pro Kilometer benötigt. In manchen Fällen steigt der Verbrauch als Folge höherer Effizienz und dann verstärkter Nutzung sogar an (Jevon's Paradoxon).

Es ist auch möglich, dass die Energiepolitik nicht direkt bei der Energieeffizienz ansetzt, sondern näher am gewünschten Ziel – etwa mit Emissionshandel im Rahmen von Cap & Trade oder durch die Erhöhung von Energiesteuern. Dann wird Energieeffizienz als eine mögliche Reaktion darauf verstärkt praktiziert werden – neben der Substitution fossiler durch erneuerbare Energien und auch der Suffizienz. Man beachte hierbei den wichtigen Umstand, dass das Ausmaß der politisch machbaren Aktionen (etwa der Verknappung von CO2-Zertifikaten im Emissionshandel) stark davon abhängen kann, in welchem Ausmaß Energieeffizienz-Optionen bestehen, um die negativen Wirkungen abzufedern. Beispielsweise konnten die gesetzlich geforderten Energiestandards für neue Gebäude nur deswegen immer weiter verbessert werden, weil verbesserte Methoden und Materialien z. B. für die Wärmedämmung zur Verfügung stehen.

Zielführend ist also offenkundig nicht das Setzen auf technische Energieeffizienz allein, sondern eine geeignete Kombination von Energieeffizienz (die z. B. durch gesetzliche Anforderungen verbessert werden kann) mit Instrumenten, die am Energieangebot ansetzen (z. B. über Emissionshandel).

Literatur

[1]Irrtümer und Propaganda zum Thema Energieeffizienz
[2]E. U. von Weizsäcker, A. B. Lovins und L. H. Lovins: “Faktor vier. Doppelter Wohlstand – halbierter Verbrauch. Der neue Bericht an den Club of Rome”, Knaur (1997)
[3]E. U. von Weizsäcker, M. Smith und K. Hargroves, “Faktor Fünf: Die Formel für nachhaltiges Wachstum”, Droemer/Knauer (2010)
[4]M. Hänggi, “Fetisch Effizienz”, http://www.mhaenggi.ch/texte/fetisch-effizienz
[5]P. Hennicke und M. Fischedick, “Erneuerbare Energien: Mit Energieeffizienz zur Energiewende”, 2. Auflage, C. H. Beck (2010)
[6]Extra-Artikel: Neue Energiequellen, Effizienztechnologien, oder Verzicht?
[7]http://www.energiesparen-im-haushalt.de/
[8]Deutsche Energie-Agentur, http://www.dena.de/
[9]Initiative EnergieEffizienz, http://www.initiative-energieeffizienz.de/, eine Informations- und Motivationskampagne für mehr Energieeffizienz insbesondere im Strombereich
[10]Energie Zukunft Schweiz, http://www.energiezukunftschweiz.ch/, eine Plattform für die Förderung erneuerbarer Energien und Energieeffizienz
[11]http://www.energie-bewusstsein.de/ mit Informationen zur effizienten Energienutzung und alternativen Energiequellen
[12]Stromeffizienz-Website der dena für private Haushalte, http://stromeffizienz.de/

(Zusätzliche Literatur vorschlagen)

Siehe auch: Energie, Exergie, Wirkungsgrad, Nutzungsgrad, Jahresnutzungsgrad, Energieverlust, Leistungszahl, Heizzahl, Kraft-Wärme-Kopplung, thermodynamisch optimiertes Heizen, Kraftstoff sparen, Klimaschutz, Rebound-Effekt, Energieproduktivität, Energiepolitik, Energiedienstleistung, Energie-Contracting, Gebäudeenergieausweis, Glühlampenverbot, Suffizienz, Substitution, Nachhaltigkeit, Energiesteuer
sowie andere Artikel in den Kategorien Energieeffizienz, Energiepolitik, Grundbegriffe

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