Mission Energieautarkie

Ein Unternehmen, das sich energetisch möglichst autark versorgt, ist technologisch und ökonomisch zukunftssicher aufgestellt. Der Weg, Autarkie zu erreichen, besteht aus vielen kleinen Schritten, weil Gebäude, Systeme, Logistik und Prozesse gleichermaßen betroffen sind. Eine Patentlösung gibt es nicht, wohl aber viele Möglichkeiten. Einige davon stellen wir in diesem Beitrag vor.

Was bedeutet energieautark?

In der wissenschaftlichen Literatur, dem politischen Diskurs und der Praxis werden Begriffe wie Energieautarkie oder Energieautonomie sehr unterschiedlich verwendet, je nachdem, ob sie sich auf den Endverbraucher, eine Region oder ein ganzes Land beziehen. Aber alle deuten auf einen Trend zur dezentralen Energieversorgung anstatt einer zentralen Energieversorgung durch großtechnische Anlagen hin. Nicht einheitlich wird dabei definiert, ob mit der Dezentralisierung auch ein (vollständiger) Ersatz fossiler Rohstoffe durch die Nutzung erneuerbarer Energien verbunden ist. Eine echte Autarkie, bei der der Energieverbraucher von seiner Umgebung energetisch abgetrennt ist und seine eigene Energienachfrage ständig und komplett autark deckt, kommt eher selten vor. Das liegt vor allem daran, dass die vorhandenen erneuerbaren Ressourcen nicht ausreichend verfügbar sind oder die benötigten Speicherkapazitäten zu groß wären. Vereinfacht ausgedrückt ist Energieautarkie also ein Konzept, bei dem Energieverbraucher (so weit wie möglich) lokal verfügbare Energieträger und -quellen nutzen bzw. selbst Energie produzieren und so nicht von externen Energielieferungen abhängig sind. Dies trägt global gesehen dazu bei, unabhängiger von importierter Energie zu werden. Und es führt zu einer verminderten Nutzung von fossilen Energieträgern.

Energieautarkie im Unternehmen

Wenn ein Unternehmen unabhängig(er) von externer Energielieferung sein möchte, muss es gleichermaßen und gleichgewichtig an zwei Stellschrauben drehen: Reduktion und Substitution. Es muss alles auf den Prüfstand gestellt werden: Beispielsweise die Gebäude und deren Beschaffenheit, die Logistik und die Produktionsprozesse. Möglichkeiten gibt es viele: Die Energieverbräuche müssen für eine energetische Produktionsauftragsplanung erfasst, ausgewertet und analysiert werden. Die Eigenschaften von Materialien und Verbindungen können verbessert werden: Glattere und härtere Oberflächen reduzieren beispielsweise Reibungsverluste. Bei robusteren Schaltverbindungen kann auf energieintensive Wärme- und Kälteschockprüfungen verzichtet werden.

Denn das Ziel der Energieautarkie ist nicht, im gleichen Umfang erneuerbare Energie zu verbrauchen wie bisher fossile Rohstoffe. Sondern es soll möglichst nur so viel Energie eingesetzt werden, wie tatsächlich benötigt und dezentral bereitgestellt wird. Jede Umstellungsmaßnahme von fossiler auf erneuerbare Energie ist darum gleichzeitig eine Prüfung, ob Energie eingespart werden kann. Zuerst muss daher in Form einer Bestandsaufnahme festgestellt werden, welche Energiequellen im Unternehmen in welchem Umfang genutzt werden. Auch an welchen Stellen es Energieverluste und -verschwendungen gibt, muss detailliert ermittelt werden. Erst wenn die Energieverbräuche im Unternehmen transparent sind und nach ihrem jeweiligen Einsparpotenzial priorisiert wurden, sollte mit der systematischen Optimierung gestartet werden. So kann die Auslegung der dezentralen Erzeugung besser geplant werden.

Energetische Gebäudesanierung

Viele Bestandsbauten in Unternehmen haben eine negative Klimabilanz und sind somit für Treibhausgasemissionen verantwortlich. Mit einer energetischen Sanierung der Gebäude, einer Umstellung der Heizanlagen auf Wärmepumpen, solarthermischen Kollektoranlagen oder nachhaltiger Nah- und Fernwärme und einer energieeffizienten Beleuchtung mit LED und Hochdruck-Entladungslampen (CDM-T) lassen sich Emissionen bei Gebäuden vermeiden oder verringern. Ein wichtiger Baustein ist dabei die Fassadendämmung, da gerade Altbauten viel Wärme über die Fassade verlieren. Hier lohnt es sich, die enormen Potenziale auszuschöpfen. Bis zu 50 Prozent weniger Heizenergieverbrauch lassen sich mit geeigneter Wärmedämmung realisieren.¹ Eine PV-Anlage auf dem Dach senkt die Stromkosten. Der verbleibende Strombedarf sollte dann möglichst mit Öko-Strom von regionalen Stromanbietern gedeckt werden. Wenn Kühlung erforderlich ist, kann beispielsweise eine innovative Grundwasserkühlung eingesetzt werden, so kommt die Kälte aus dem Erdreich und muss nicht elektrisch erzeugt werden.

Neue Green Factory

Neubauten bieten gegenüber Bestandsbauten den Vorteil, schon bei der Planung energetische und klimatische Faktoren für den Bau energieautarker Gebäude berücksichtigen zu können. Dazu zählen neben der Energieversorgung (PV-Anlagen oder kleine Windräder) die Heizung und Kühlung (Wärmepumpen und Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen). Auch die Wahl der Baumaterialien und Dämmstoffe (Holz, Kalk, Sandstein, Kies, Lehm, Sand, Ton, Kork, Hanf, Flachs) und die Beleuchtung (smart gesteuerte LED-Systeme) spielen eine wichtige Rolle.

Ziel eines energieautarken Gebäudes ist, dass die notwendige Energie wie Strom und Wärme komplett selbst vor Ort erzeugt wird. Während des gesamten Jahres benötigt das Gebäude also keine externen Zuschüsse. Der Verbrauch kann deshalb nur so hoch sein, wie das autarke Gebäude Energie produziert. Das ist vor allem in energieintensiven Produktionsbetrieben nicht einfach und manchmal auch nicht vollständig umzusetzen. Doch ein Autarkiegrad von mindestens 50 bis maximal 70 % ist nach Erkenntnissen verschiedener Forschungsprojekte zu erreichen.²

Um diese Autarkie zu erreichen, wird die Energie der Sonne und/oder Geothermie genutzt. Mittels Solarthermie und/oder Geothermie kann Warmwasser aufbereitet und die Heizung betrieben werden. Eine PV-Anlage auf dem Dach sorgt für die notwendige Stromversorgung. Darüber hinaus sind ein Langzeitwärmespeicher für die Heizung sowie Akkus für den Strom erforderlich, welche die Energie über mehrere Wochen oder Monate speichern. Damit die Stromversorgung über die PV-Anlage ausreicht, ist ein intelligentes Energiemanagement notwendig. Hierzu gehören u.a. energieeffiziente Maschinen und Geräte, eine computeroptimierte Steuerung der Elektrogeräte sowie ein gemäßigter Stromverbrauch im Allgemeinen.

Modernisierung der Produktion

Neben den Gebäuden bergen vor allem die Produktionsprozesse erhebliche Potenziale für Energieeffizienz. Zum Beispiel kann durch eine optimierte Maschinenanordnung und -belegung ebenso Energie gespart werden wie durch kürzere Wege für Transportfahrzeuge und Roboter. Lastspitzen können durch Speichertechnologie abgebaut, neue Materialien für eine effizientere Produktion eingesetzt werden.

Energie lässt sich aber nicht nur durch optimierte Abläufe sparen, sondern auch durch neue Maschinen, die weniger verbrauchen. Aber große Produktionsanlagen sind in der Regel sehr kapitalintensiv. Ein Austausch, wenn er nicht durch gesetzliche Regularien erzwungen wird, muss daher sehr sorgfältig gegen die Nutzungsdauer der Maschine abgewogen werden. Gleichzeitig gibt es derzeit noch attraktive Förderungen im Bereich Energieeffizienz. Mögliche „Windfall-Profits” wie Strom- und Wärmeverkauf können sich auszahlen.

Auch wenn eine 100-prozentige Energieautarkie für absehbare Zeit eine Vision bleiben wird: Es lohnt sich in jedem Fall wirtschaftlich und ökologisch, durch Energiesparen und Energieumstellung auch kleinere Schritte auf dem Weg dahin zurückzulegen. Informieren Sie sich jetzt über Ihre ersten Schritte in Richtung Energieautarkie.