Energiesparende Technologien und ihre Rolle im modernen Leben

Energiesparende Technologien und ihre Rolle im modernen Leben
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Unter energiesparenden Technologien werden verschiedene Produktions- und Haushaltsprozesse verstanden, die darauf abzielen, den Verbrauch von Materialien und Energieressourcen pro Produktionseinheit oder pro aufgewendeter Energieeinheit – thermisch oder elektrisch – zu reduzieren.

Grundsätzlich sind zwei Möglichkeiten der Energieeinsparung möglich – entweder weniger nicht erneuerbare Energieressourcen (Gas, Kohle, Öl) zu verbrauchen oder sie effizienter zu nutzen.

Betrachten wir die größten Wirtschaftszweige, in denen die Einführung energiesparender Technologien besonders wichtig ist. Dies sind Industrie, Baugewerbe und Haushalte.

Praxis der Anwendung energiesparender Technologien in der Produktion

Traditionell verbrauchen die Metallurgie, die chemische Industrie und der Maschinenbau die meisten Material- und Energieressourcen. Das Kriterium für die Wirksamkeit eines jeden technologischen Prozesses ist sein Effizienzindikator.

Die Hauptverluste sind:

  1. Reibungsverluste, die beim Betrieb mechanischer Energieumwandlungssysteme entstehen.
  2. Wärmeverluste, bei denen überschüssige Ressourcen für die unproduktive Erwärmung der Umwelt aufgewendet werden.
  3. Elektrische Leistungsverluste, die mit der Übertragung erheblicher Energie über große Entfernungen einhergehen.
  4. Magnetische Verluste in Geräten, die eine Energieart in eine andere umwandeln sollen.
Energy saving technologies
Bild: alliance-allice.com

Gleichzeitig steigt mit zunehmender Leistung einer einzelnen Einheit auch die Höhe ihrer Verluste. Da traditionelle Energieressourcen häufiger für den Betrieb metallurgischer Industrien genutzt werden, geht ein erhöhter Energieverbrauch häufig mit einer Verschlechterung der Umweltsituation einher.

Um den spezifischen Energieverbrauch in der Metallurgie zu reduzieren, werden verwendet:

  • Erweiterter Einsatz von Sekundärrohstoffen und Produktionsabfällen;
  • Optimierung des Managements metallurgischer Anlagen mithilfe von Computertechnologie;
  • Geräte, die sich durch eine erhöhte Effizienz während ihres Betriebs auszeichnen.

In ähnlicher Weise werden ressourcenschonende Technologien in der chemischen Industrie eingeführt. Und in der Metallbearbeitung kommen überwiegend abfallfreie Technologien zum Einsatz: Beispielsweise werden plastische Verformungsprozesse zunehmend der mechanischen Bearbeitung (bei der eine erhebliche Menge an Spänen entsteht) vorgezogen, und zwar im kalten Zustand, wenn die Abfallmenge minimal ist.

Supraleiter – neue Materialien für effiziente Energie
Supraleiter – neue Materialien für effiziente Energie

Besonders intensiv entwickeln sich energiesparende Technologien in Industrien mit Massenproduktion. Ein Beispiel ist die Produktion von Autos oder Motoren. Moderne energiesparende Technologien begleiten die gesamte Entstehungskette eines neuen Fahrzeugs – von der Konstruktion, bei deren Entwicklung Faktoren des Widerstands gegen Fahrzeugbewegungen vollständig berücksichtigt werden, bis hin zu Montagevorgängen, die mit höchster Produktivität und Qualität durchgeführt werden.

Bei der Herstellung energieeffizienter Motoren werden Motorlast, minimale Abwärme und Abgase, maximaler Wirkungsgrad und bei Verbrennungsmotoren auch die beste chemische Zusammensetzung des Kraftstoffs berücksichtigt.

Neue energiesparende Technologien im Bauwesen

Bei der Planung und Errichtung von Wohngebäuden und öffentlichen Gebäuden sollten die Kosten unproduktiver Verluste vollständig berücksichtigt werden.

Energy saving technologies
Bild: aceee.org

Unter ihnen:

  • Verluste bei der Raumheizung.
  • Wärmeverlust durch das Dach von Gebäuden.
  • Schwach kontrollierte Prozesse des Wärmeaustauschs zwischen der Außenfläche des Gebäudes und der Umgebung, insbesondere in der kalten Jahreszeit.
  • Ineffektive Klimaanlage.

Die vielversprechendste energiesparende Bautechnologie in Russland ist die Installation von Kondensationsbeschichtungsmodulen. Diese Geräte bieten einen höheren Verbrennungswirkungsgrad – von 89 % bis 97 % – und gelten als die effizienteste Heiz- und Lüftungsmethode mit Gasbrennstoff.

Auf Dächern werden Kondensationsgeräte installiert, die ebenfalls für eine effektive Belüftung sorgen. Diese Geräte enthalten einen sekundären Wärmetauscher. Durch diesen Wärmetauscher strömende Abgase senken ihre Temperatur bis zu dem Punkt, an dem Wasserdampf kondensiert. Dadurch können die Geräte latente Wärme zurückgewinnen, die sonst an die Abluft verloren gehen würde.

Erneuerbare Energien sind ein notwendiger Kompromiss zwischen Mensch und Natur
Erneuerbare Energien sind ein notwendiger Kompromiss zwischen Mensch und Natur
Moderne energiesparende Technologien wurden auch bei der Auswahl von Heizgeräten konsequent weiterentwickelt. Beispielsweise kann eine Infrarotheizung mit energiesparender Technologie den spezifischen Energieverbrauch um 70–75 % senken, während Automatisierungssysteme die beste relative Luftfeuchtigkeit in den Räumlichkeiten aufrechterhalten. Bisher werden solche energiesparenden Heiztechnologien vor allem in Flachbauten eingesetzt.

Die Planung und Installation von Beleuchtungssystemen für Gebäude, Straßen und andere Einrichtungen zeichnet sich durch einen viel größeren Einsatz energiesparender Technologien im Bauwesen aus. LED-Lampen haben hier einen klaren Vorteil: Sie haben einen um 85 % höheren Lichtstrom als Glühlampen gleicher Leistung. In den nächsten Jahren soll sich die Leistungsdichte von LEDs verdoppeln, von derzeit 125-135 Lumen pro Watt auf 230 Lumen pro Watt.

Noch vielversprechender aus Sicht moderner Energiespartechnologien ist der Einsatz von Induktionsbeleuchtung. Im Vergleich zu Glühlampen sind Induktionslampen etwa viermal effizienter und halten mehr als 40-mal länger.

Hauptrichtungen und Programme zur Energieeinsparung in der Siedlung

Ressourcen- und energiesparende Technologien sind insbesondere für Privathäuser relevant, wenn Einsparungen bei den Materialkosten nur durch ihren rationellen Einsatz gewährleistet sind.

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Bild: constellation.com

Die Hauptrichtungen für die Einführung energiesparender Technologien für ein Privathaus sind:

  • Effektive Isolierung von Wänden und Verwendung von Materialien mit erhöhter Wärmekapazität im Bauwesen.
  • Energiekosten bei der Installation von Klimaanlagen senken.
  • Einsatz von Wärmepumpen zur individuellen Wasserversorgung mit gesteigerter Effizienz.
  • Verwenden Sie nach Möglichkeit Kraftwerke, die erneuerbare Energiequellen nutzen: Wind, Solarbeleuchtung, geothermisches Wasser usw.

Ein Beispiel für rationellen Ressourceneinsatz und energiesparende Technologien ist der Kühlprozess von Kühlmittel in Klimaanlagen. Moderne Kältemaschinen zeichnen sich durch ein erhöhtes Volumen an Kondensatoren und Verdampfern aus. Mit Kompressoren können Sie die Antriebsgeschwindigkeit variieren und die Leistung von Klimaanlagen steuern.

Grüner Wasserstoff – der Energieträger der Zukunft?
Grüner Wasserstoff – der Energieträger der Zukunft?

Die Rolle von Energieeffizienzprozessen und energiesparenden Technologien in der Hausinstallation ist groß. Insbesondere Doppelspültoiletten und wasserlose Schwerkrafturinale können bis zu 30 % Wasser einsparen. Wichtig ist, dass der Doppelspülmechanismus Teil des Spülventils ist und problemlos an vorhandenen Sanitärarmaturen installiert werden kann.

Wasserlose Urinale funktionieren ohne Spülmechanismus. Anstelle eines herkömmlichen Abflusses wird eine austauschbare Kartusche verwendet, die eine einzigartige Flüssigkeit enthält, die als Dichtungsmittel dient. Die Dichtungsflüssigkeit fungiert als luftdichte Barriere und verhindert, dass Gerüche in Innenräumen gedämpft werden. Da es in der Kartusche verbleibt, wird das wasserlose Urinal etwa 3-4 Mal im Jahr gereinigt, was zu erheblichen Energieeinsparungen führt.

Unter Berücksichtigung ihrer Bedeutung werden Pläne für die flächendeckende Einführung energiesparender Technologien erstellt. So entstehen in Industrieländern bis zu 31 % der Verluste an Material- und Energieressourcen in der Industrie, 28 % in der Logistik, 22 % im Haushaltssektor und 19 % im Baugewerbe.

Wissenswertes über energiesparende Technologien

  • Dänemark steht weltweit an erster Stelle, wenn es um den Grad der Nutzung energiesparender Technologien pro Kopf geht. Somit wird bis zu einem Drittel des gesamten Stroms im Land durch Windkraftanlagen erzeugt.
  • 35 % des gesamten Energieverbrauchs in der globalen Industrie entfallen auf die Eisen- und Nichteisenmetallurgie.
  • Oak Ridge und General Electric haben einen neuen Haushaltskühlschranktyp entwickelt, der mithilfe spezieller Magnete Kälte erzeugt. Ein solcher Kühlschrank nutzt den magnetokalorischen Effekt, bei dem durch Änderung des Magnetfeldes eine Senkung oder Erhöhung der Temperatur des Materials erreicht wird. Der spezifische Energieverbrauch wird um 37-40 % reduziert.