Effizienter Energieverbrauch, manchmal einfach Energieeffizienz genannt, ist das Ziel, den Energiebedarf für die Bereitstellung von Produkten und Dienstleistungen zu reduzieren. Zum Beispiel ermöglicht das Isolieren eines Hauses, dass ein Gebäude weniger Heiz- und Kühlenergie verwendet, um eine angenehme Temperatur zu erreichen und beizubehalten. Die Installation von LED-Beleuchtung, Leuchtstofflampen oder natürlichen Oberlichtfenstern reduziert die Energiemenge, die benötigt wird, um das gleiche Beleuchtungsniveau zu erreichen, verglichen mit der Verwendung herkömmlicher Glühlampen. Verbesserungen der Energieeffizienz werden in der Regel durch eine effizientere Technologie oder einen effizienteren Produktionsprozess oder durch Anwendung allgemein anerkannter Methoden zur Reduzierung von Energieverlusten erreicht.

Es gibt viele Gründe, die Energieeffizienz zu verbessern. Die Reduzierung des Energieverbrauchs reduziert die Energiekosten und kann zu einer finanziellen Kostenersparnis für die Verbraucher führen, wenn die Energieeinsparungen zusätzliche Kosten für die Implementierung einer energieeffizienten Technologie ausgleichen. Die Verringerung des Energieverbrauchs wird auch als eine Lösung für das Problem der Verringerung der Treibhausgasemissionen angesehen. Laut der Internationalen Energieagentur könnte eine verbesserte Energieeffizienz in Gebäuden, Industrieprozessen und im Transportwesen den weltweiten Energiebedarf bis 2050 um ein Drittel senken und dazu beitragen, die globalen Treibhausgasemissionen zu kontrollieren. Eine weitere wichtige Lösung ist die Abschaffung staatlich gelenkter Energiesubventionen, die in mehr als der Hälfte der Länder der Welt einen hohen Energieverbrauch und ineffiziente Energienutzung fördern.

Energieeffizienz und erneuerbare Energien werden als die zwei Säulen der nachhaltigen Energiepolitik bezeichnet und haben hohe Priorität in der nachhaltigen Energiehierarchie. In vielen Ländern hat Energieeffizienz auch einen Vorteil für die nationale Sicherheit, da sie dazu genutzt werden kann, die Energieimporte aus dem Ausland zu reduzieren und die Rate, mit der inländische Energieressourcen aufgebraucht werden, zu verlangsamen.

Überblick
Energieeffizienz hat sich als kosteneffiziente Strategie für den Aufbau von Volkswirtschaften erwiesen, ohne dass der Energieverbrauch zwangsläufig erhöht werden muss. Zum Beispiel begann der Bundesstaat Kalifornien Mitte der 1970er Jahre mit der Umsetzung von Energieeffizienzmaßnahmen, einschließlich Bauvorschriften und Haushaltsgeräten mit strengen Effizienzanforderungen. In den folgenden Jahren ist der Energieverbrauch Kaliforniens auf Pro-Kopf-Basis annähernd konstant geblieben, während sich der Verbrauch in den USA verdoppelt hat. Als Teil seiner Strategie hat Kalifornien eine „Ladereihenfolge“ für neue Energieressourcen eingeführt, die die Energieeffizienz an die erste Stelle setzt, erneuerbare Stromlieferungen an zweiter Stelle und neue fossil befeuerte Kraftwerke als letzte. Staaten wie Connecticut und New York haben quasi öffentliche Green Banks gegründet, um Wohnungs- und Geschäftsgebäudeneignern zu helfen, Energieeffizienzverbesserungen zu finanzieren, die die Emissionen reduzieren und die Energiekosten der Verbraucher senken.

Lovins Rocky Mountain Institute weist darauf hin, dass es in industriellen Umgebungen „reichlich Möglichkeiten gibt, 70% bis 90% der Energie und Kosten für Beleuchtungs-, Lüfter- und Pumpensysteme einzusparen; 50% für Elektromotoren und 60% in Bereichen wie Heizung, Kühlung, Bürogeräte und Geräte. “ Im Allgemeinen könnten bis zu 75% des Stroms, der heute in den USA verbraucht wird, durch Effizienzmaßnahmen eingespart werden, die weniger kosten als der Strom selbst. Das Gleiche gilt für den häuslichen Bereich. Das US-Energieministerium hat erklärt, dass es ein Potenzial für Energieeinsparungen in Höhe von 90 Milliarden kWh gibt, indem die Energieeffizienz im Haushalt erhöht wird.

Andere Studien haben dies betont. In einem 2006 vom McKinsey Global Institute veröffentlichten Bericht heißt es: „Es gibt genügend wirtschaftlich rentable Möglichkeiten für Verbesserungen der Energieproduktivität, die das globale Energiebedarfswachstum auf unter 1 Prozent pro Jahr begrenzen könnten“ – weniger als die Hälfte des Durchschnitts von 2,2 Prozent Wachstum bis 2020 in einem Business-as-usual-Szenario erwartet. Die Energieproduktivität, die den Output und die Qualität von Gütern und Dienstleistungen pro Einheit des Energieeinsatzes misst, kann entweder aus der Verringerung der für die Produktion von Energie benötigten Energie oder der Erhöhung der Menge oder Qualität von Waren und Dienstleistungen aus derselben Energiemenge resultieren .

Der Wiener Klimaforschungsbericht 2007 unter der Schirmherrschaft der Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen (UNFCCC) zeigt deutlich, „dass durch Energieeffizienz effiziente Emissionsreduktionen zu geringen Kosten erreicht werden können“.

Die internationalen Normen ISO 17743 und ISO 17742 bieten eine dokumentierte Methode zur Berechnung und Berichterstattung über Energieeinsparungen und Energieeffizienz für Länder und Städte.

Haushaltsgeräte
Moderne Geräte wie Tiefkühltruhen, Backöfen, Herde, Geschirrspülmaschinen sowie Waschmaschinen und Trockner verbrauchen deutlich weniger Energie als ältere Geräte. Die Installation einer Wäscheleine wird den Energieverbrauch erheblich reduzieren, da der Trockner weniger genutzt wird. Aktuelle energieeffiziente Kühlschränke zum Beispiel verbrauchen 40 Prozent weniger Energie als herkömmliche Modelle im Jahr 2001. Würden alle Haushalte in Europa ihre mehr als zehn Jahre alten Geräte in neue verwandeln, wären 20 Milliarden kWh Strom jährlich eingespart und damit die CO2-Emissionen um fast 18 Milliarden kg reduziert. In den USA wären das 17 Milliarden kWh Strom und 27.000.000.000 lb (1,2 × 1010 kg) CO2. Laut einer Studie von McKinsey & Company aus dem Jahr 2009 ist der Austausch alter Geräte eine der effizientesten globalen Maßnahmen zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen. Moderne Power-Management-Systeme reduzieren zudem den Energieverbrauch von Leerlaufgeräten, indem sie diese nach einer bestimmten Zeit ausschalten oder in einen energiesparenden Modus versetzen. Viele Länder identifizieren energieeffiziente Geräte, die eine Energieeintragskennzeichnung verwenden.

Die Auswirkung der Energieeffizienz auf den Spitzenbedarf hängt davon ab, wann das Gerät verwendet wird. Zum Beispiel verbraucht eine Klimaanlage am Nachmittag mehr Energie, wenn es heiß ist. Daher wird eine energieeffiziente Klimaanlage einen größeren Einfluss auf die Spitzennachfrage haben als die Nachfrage außerhalb der Spitzenlast. Eine energiesparende Geschirrspülmaschine hingegen verbraucht am späten Abend mehr Energie, wenn die Gäste ihre Speisen abwaschen. Dieses Gerät hat möglicherweise keine oder nur geringe Auswirkungen auf den Spitzenbedarf.

Gebäudedesign
Gebäude sind aufgrund ihrer Rolle als wichtiger Energieverbraucher weltweit ein wichtiges Feld für Verbesserungen der Energieeffizienz. Die Frage des Energieverbrauchs in Gebäuden ist jedoch nicht einfach, da die mit dem Energieverbrauch erzielbaren Innenraumbedingungen sehr unterschiedlich sind. Die Maßnahmen, die Gebäude komfortabel machen, Beleuchtung, Heizung, Kühlung und Lüftung, verbrauchen Energie. Typischerweise wird das Niveau der Energieeffizienz in einem Gebäude gemessen, indem die verbrauchte Energie mit der Bodenfläche des Gebäudes geteilt wird, was als spezifischer Energieverbrauch (SEC) oder Energieverbrauchsintensität (EUI) bezeichnet wird:

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Das Problem ist jedoch komplexer, da Baumaterialien in ihnen Energie enthalten haben. Auf der anderen Seite kann Energie aus den Materialien zurückgewonnen werden, wenn das Gebäude demontiert wird, indem Materialien wiederverwendet oder für Energie verbrannt werden. Wenn das Gebäude benutzt wird, können die Innenraumbedingungen variieren, was zu höheren und niedrigeren Innenräumen führt. Schließlich wird die Gesamteffizienz durch die Nutzung des Gebäudes beeinflusst: Ist das Gebäude die meiste Zeit belegt und werden Räume effizient genutzt – oder ist das Gebäude weitgehend leer? Es wurde sogar vorgeschlagen, dass für eine vollständigere Bilanzierung der Energieeffizienz die SEC geändert werden sollte, um diese Faktoren zu berücksichtigen:

{\ displaystyle {\ frac {{text {Verkörperte Energie}} + {\ text {Energieverbrauch}} – {\ Text {Energie wiederhergestellt}}} {{\ text {Gebaute Fläche}} \ times {\ text {Auslastung rate}} \ times {\ text {Qualitätsfaktor}}}}} {\ displaystyle {\ frac {{\ text {Verkörperte Energie}} + {\ text {Energieverbrauch}} – {\ text {Energie wiederhergestellt}}} {{\ text {Gebaute Fläche}} \ times {\ text {Nutzungsrate}} \ times {\ text {Qualitätsfaktor}}}}}
Daher sollte ein ausgewogener Ansatz für Energieeffizienz in Gebäuden umfassender sein, als einfach nur den Energieverbrauch zu minimieren. Fragen wie die Qualität der Innenräume und die Effizienz der Raumnutzung sollten berücksichtigt werden. Daher können die Maßnahmen zur Verbesserung der Energieeffizienz viele verschiedene Formen annehmen. Häufig enthalten sie passive Maßnahmen, die die Notwendigkeit, Energie zu verbrauchen, wie z. B. eine bessere Isolierung, reduzieren. Viele dienen verschiedenen Funktionen zur Verbesserung der Innenraumbedingungen sowie zur Verringerung des Energieverbrauchs, wie zum Beispiel eine erhöhte Nutzung von natürlichem Licht.

Der Standort und die Umgebung eines Gebäudes spielen eine Schlüsselrolle bei der Regulierung von Temperatur und Beleuchtung. Zum Beispiel können Bäume, Landschaftsbau und Hügel Schatten spenden und den Wind blockieren. In kühleren Klimazonen erhöht die Planung von Gebäuden in der nördlichen Hemisphäre mit nach Süden ausgerichteten Fenstern und Gebäuden in der südlichen Hemisphäre mit nach Norden ausgerichteten Fenstern die Menge an Sonnenenergie (letztlich Wärmeenergie), die durch Maximierung der passiven Solarheizung den Energieverbrauch minimiert. Eine strenge Gebäudeplanung, einschließlich energieeffizienter Fenster, gut versiegelter Türen und zusätzlicher Wärmedämmung von Wänden, Kellerdecken und Fundamenten, kann den Wärmeverlust um 25 bis 50 Prozent reduzieren.

Dunkle Dächer können bis zu 39 ° C heißer werden als die meisten reflektierenden weißen Oberflächen. Sie übertragen einen Teil dieser zusätzlichen Wärme in das Gebäude. US-Studien haben gezeigt, dass hellfarbige Dächer 40 Prozent weniger Energie zum Kühlen benötigen als Gebäude mit dunkleren Dächern. Weiße Dachsysteme sparen in sonnigem Klima mehr Energie. Fortschrittliche elektronische Heiz- und Kühlsysteme können den Energieverbrauch senken und den Komfort der Menschen im Gebäude verbessern.

Die richtige Platzierung von Fenstern und Oberlichtern sowie die Verwendung von architektonischen Merkmalen, die Licht in ein Gebäude reflektieren, können den Bedarf an künstlichem Licht reduzieren. In einer Studie wurde gezeigt, dass in Schulen und Büros die Produktivität von Beleuchtung und Beleuchtung gesteigert werden kann. Kompaktleuchtstofflampen verbrauchen zwei Drittel weniger Energie und halten 6 bis 10 mal länger als Glühlampen. Neuere Leuchtstofflampen erzeugen ein natürliches Licht und sind in den meisten Anwendungen trotz ihrer höheren Anfangskosten mit Amortisationszeiten von nur wenigen Monaten kosteneffektiv. LED-Lampen verbrauchen nur etwa 10% der Energie, die eine Glühlampe benötigt.

Effektive energieeffiziente Gebäudeplanung kann die Verwendung von kostengünstigen passiven Infrarotanlagen (PIRs) beinhalten, um die Beleuchtung auszuschalten, wenn Bereiche unbenutzt sind, wie Toiletten, Korridore oder sogar Bürobereiche außerhalb der Öffnungszeiten. Zusätzlich können die Luxwerte überwacht werden, indem Tageslichtsensoren verwendet werden, die mit dem Beleuchtungsschema des Gebäudes verbunden sind, um die Beleuchtung auf vordefinierte Niveaus zu schalten, um das natürliche Licht zu berücksichtigen und somit den Verbrauch zu reduzieren. Gebäudemanagementsysteme (Building Management Systems, BMS) verbinden dies alles in einem zentralen Computer, um die Beleuchtungs- und Energieanforderungen des gesamten Gebäudes zu steuern.

In einer Analyse, die eine Bottom-up-Simulation von Wohngebieten mit einem multi-sektoralen Wirtschaftsmodell integriert, wurde gezeigt, dass variable Wärmezuwächse durch Dämm- und Klimatisierungseffizienz lastverlagerende Effekte haben können, die nicht gleichmäßig auf die Strombelastung wirken. Die Studie hob auch die Auswirkungen höherer Effizienz der Haushalte auf die Stromerzeugungskapazitäten hervor, die vom Stromsektor getroffen werden.

Die Wahl, welche Raumheiz- oder -kühlungstechnologie in Gebäuden verwendet werden soll, kann erhebliche Auswirkungen auf den Energieverbrauch und die Energieeffizienz haben. Zum Beispiel wird der Ersatz eines älteren 50% effizienten Erdgasofens durch einen neuen, zu 95% effizienten Ofen den Energieverbrauch, die Kohlenstoffemissionen und die Winterrechnung erheblich senken. Erdwärmepumpen können noch energieeffizienter und kostengünstiger sein. Diese Systeme verwenden Pumpen und Kompressoren, um Kühlflüssigkeit um einen thermodynamischen Kreislauf zu bewegen, um Wärme gegen ihren natürlichen Strom von heiß zu kalt zu „pumpen“, um Wärme aus dem großen Wärmespeicher innerhalb des nahen Bodens in ein Gebäude zu übertragen. Das Endergebnis ist, dass Wärmepumpen typischerweise viermal weniger elektrische Energie verwenden, um eine äquivalente Wärmemenge zu liefern, als eine direkte elektrische Heizung. Ein weiterer Vorteil einer Erdwärmepumpe besteht darin, dass sie im Sommer umgekehrt werden kann und die Luft durch Wärmeübertragung vom Gebäude auf den Boden abkühlt. Der Nachteil von Erdwärmepumpen liegt in ihren hohen Anfangskosten, die sich aber in der Regel durch den geringeren Energieverbrauch in fünf bis zehn Jahren amortisieren.

Intelligente Zähler werden langsam vom kommerziellen Sektor übernommen, um den Energieverbrauch des Gebäudes in einem dynamisch darstellbaren Format für die Mitarbeiter und für interne Überwachungszwecke hervorzuheben. Die Verwendung von Power-Quality-Analysatoren kann in ein bestehendes Gebäude eingeführt werden, um Nutzung, harmonische Verzerrung, Spitzen, Anschwellungen und Unterbrechungen unter anderem zu bewerten, um das Gebäude letztendlich energieeffizienter zu machen. Häufig kommunizieren solche Zähler unter Verwendung von drahtlosen Sensornetzwerken.

Green Building XML (gbXML) ist ein neues Schema, eine Teilmenge der Building Information Modeling-Bemühungen, die sich auf das Design und den Betrieb von Green Buildings konzentriert. gbXML wird als Eingabe in mehreren Energiesimulations-Engines verwendet. Aber mit der Entwicklung moderner Computertechnologie ist eine große Anzahl von Gebäudemodellierungssimulationswerkzeugen auf dem Markt verfügbar. Bei der Auswahl des Simulationstools, das in einem Projekt verwendet werden soll, muss der Benutzer die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Werkzeugs unter Berücksichtigung der vorhandenen Gebäudedaten berücksichtigen, die als Eingabe für das Werkzeug dienen. Yezioro, Dong und Leite entwickelten einen Ansatz zur künstlichen Intelligenz zur Bewertung von Ergebnissen der Gebäudesimulation und fanden heraus, dass detailliertere Simulationstools die beste Simulationsleistung hinsichtlich des Heizens und Kühlens des Stromverbrauchs innerhalb von 3% des mittleren absoluten Fehlers aufweisen.

Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) ist ein Bewertungssystem, das vom US Green Building Council (USGBC) organisiert wird, um die Umweltverantwortung in der Gebäudeplanung zu fördern. Sie bieten derzeit vier Zertifizierungsstufen für bestehende Gebäude (LEED-EBOM) und Neubau (LEED-NC) an, basierend auf der Einhaltung der folgenden Kriterien: Nachhaltige Standorte, Wassereffizienz, Energie und Atmosphäre, Materialien und Ressourcen, Raumklimaqualität und Innovation im Design. Im Jahr 2013 entwickelte das USGBC die LEED Dynamic Plaque, ein Tool zur Überwachung der Gebäudeperformance im Vergleich zu LEED-Kennzahlen und einem potenziellen Weg zur Rezertifizierung. Im darauffolgenden Jahr arbeitete der Gemeinderat mit Honeywell zusammen, um Daten zur Energie- und Wassernutzung sowie zur Innenraumluftqualität von einem BAS zu sammeln, um die Plaque automatisch zu aktualisieren und so eine nahezu Echtzeit-Ansicht der Leistung zu ermöglichen. Das USGBC-Büro in Washington, DC, ist eines der ersten Gebäude, das mit der Live-Aktualisierung der LEED Dynamic Plaque ausgestattet ist.

Ein Deep-Energy-Retrofit ist ein ganzheitlicher Analyse- und Konstruktionsprozess, mit dem im Vergleich zu herkömmlichen Energie-Retrofits deutlich größere Energieeinsparungen erzielt werden können. Deep-Energy-Retrofits können sowohl auf Wohn- als auch auf Nichtwohngebäude („kommerzielle“ Gebäude) angewendet werden. Eine tiefe Energie-Nachrüstung führt typischerweise zu Energieeinsparungen von 30 Prozent oder mehr, möglicherweise über mehrere Jahre verteilt, und kann den Gebäudewert erheblich verbessern. Das Empire State Building wurde 2013 einem umfassenden Energie-Nachrüstungsprozess unterzogen. Das Projektteam, das sich aus Vertretern von Johnson Controls, dem Rocky Mountain Institute, der Clinton Climate Initiative und Jones Lang LaSalle zusammensetzt, wird eine jährliche Reduzierung des Energieverbrauchs von 38 erreichen % und 4,4 Millionen US-Dollar. Zum Beispiel wurden die 6.500 Fenster vor Ort in Superwindows wiederaufbereitet, die Hitze blockieren, aber Licht durchlassen. Die Kosten für die Klimatisierung an heißen Tagen wurden reduziert, was zu einer sofortigen Einsparung von 17 Millionen US-Dollar bei den Investitionskosten des Projekts und teilweise bei der Finanzierung weiterer Umbauten führte. Das Empire State Building, das im September 2011 das LEED-Rating erhielt, ist das höchste LEED-zertifizierte Gebäude in den Vereinigten Staaten. Das Indianapolis City-County-Gebäude wurde kürzlich einem tiefgreifenden Energie-Nachrüstungsprozess unterzogen, der eine jährliche Energieeinsparung von 46% und eine jährliche Energieeinsparung von 750.000 USD erreicht hat.

Energetische Nachrüstungen, einschließlich tiefer und anderer Arten, die in Wohn-, Gewerbe- oder Industriestandorten durchgeführt werden, werden im Allgemeinen durch verschiedene Formen der Finanzierung oder durch Anreize unterstützt. Incentives beinhalten vorgefertigte Rabatte, bei denen der Käufer / Nutzer möglicherweise nicht einmal bemerkt hat, dass der verwendete Artikel gefälscht oder „gekauft“ wurde. „Upstream“ – oder „Midstream“ -Käufe sind für effiziente Beleuchtungsprodukte üblich. Andere Rabatte sind expliziter und transparenter für den Endnutzer durch die Verwendung formaler Anwendungen. Zusätzlich zu Rabatten, die durch Regierungs- oder Versorgungsprogramme angeboten werden können, bieten Regierungen manchmal Steueranreize für Energieeffizienzprojekte an. Einige Unternehmen bieten Rabatte und Zahlungsleit- und Erleichterungsdienste an, die es Endverbrauchern ermöglichen, Rabatt- und Anreizprogramme zu nutzen.

Zur Beurteilung der wirtschaftlichen Solidität von Energieeffizienzinvestitionen in Gebäuden kann eine Kosten-Nutzen-Analyse oder CEA verwendet werden. Eine CEA-Berechnung ergibt den Wert der eingesparten Energie, manchmal Negawatt genannt, in $ / kWh. Die Energie in einer solchen Berechnung ist virtuell in dem Sinne, dass sie nie verbraucht wurde, sondern durch eine Investition in die Energieeffizienz gespart wurde. So ermöglicht CEA den Vergleich von Negawatt-Preisen mit Energiepreisen wie Strom aus dem Netz oder der billigsten erneuerbaren Alternative. Der Vorteil des CEA-Ansatzes in Energiesystemen besteht darin, dass die zukünftigen Energiepreise für die Zwecke der Berechnung nicht erraten werden müssen, wodurch die Hauptquelle der Unsicherheit bei der Bewertung von Energieeffizienzinvestitionen entfällt.
Industrie
Die Industrie verbraucht viel Energie, um eine Vielzahl von Produktions- und Rohstoffgewinnungsprozessen zu betreiben. Viele industrielle Prozesse erfordern große Mengen an Wärme und mechanischer Energie, von denen die meisten als Erdgas, Erdölbrennstoffe und Elektrizität geliefert werden. Darüber hinaus erzeugen einige Industriezweige Kraftstoff aus Abfallprodukten, die zur Bereitstellung zusätzlicher Energie genutzt werden können.

Da industrielle Prozesse so vielfältig sind, ist es unmöglich, die Vielzahl möglicher Möglichkeiten für Energieeffizienz in der Industrie zu beschreiben. Viele hängen von den spezifischen Technologien und Prozessen ab, die in jeder industriellen Einrichtung verwendet werden. Es gibt jedoch eine Reihe von Prozessen und Energiedienstleistungen, die in vielen Branchen weit verbreitet sind.

Verschiedene Industriezweige erzeugen Dampf und Elektrizität für den späteren Gebrauch in ihren Einrichtungen. Wenn Elektrizität erzeugt wird, kann die Wärme, die als Nebenprodukt erzeugt wird, eingefangen und für Prozessdampf, Heizung oder andere industrielle Zwecke verwendet werden. Konventionelle Stromerzeugung ist etwa 30% effizient, während Kraft-Wärme-Kopplung (auch Kraft-Wärme-Kopplung genannt) bis zu 90 Prozent des Brennstoffs in nutzbare Energie umwandelt.

Fortschrittliche Kessel und Öfen können bei höheren Temperaturen betrieben werden, während weniger Brennstoff verbrannt wird. Diese Technologien sind effizienter und produzieren weniger Schadstoffe.

Über 45 Prozent des von US-amerikanischen Herstellern verwendeten Kraftstoffs werden verbrannt, um Dampf zu erzeugen. Die typische Industrieanlage kann diesen Energieverbrauch um 20 Prozent reduzieren (laut dem US-Energieministerium), indem sie Dampf- und Kondensatrückführungsleitungen isoliert, das Austreten von Dampf stoppt und Kondensatableiter hält.

Normalerweise laufen Elektromotoren mit einer konstanten Geschwindigkeit, aber ein Frequenzumrichter ermöglicht es, dass die Energieabgabe des Motors der erforderlichen Last entspricht. Je nach Einsatz des Motors werden so 3 bis 60 Prozent Energie eingespart. Motorspulen aus supraleitenden Materialien können auch Energieverluste reduzieren. Motoren können auch von einer Spannungsoptimierung profitieren.

Die Industrie verwendet eine große Anzahl von Pumpen und Kompressoren in allen Formen und Größen und in einer Vielzahl von Anwendungen. Die Effizienz von Pumpen und Kompressoren hängt von vielen Faktoren ab, aber oft können Verbesserungen durch eine bessere Prozesskontrolle und bessere Wartungspraktiken erreicht werden. Kompressoren werden üblicherweise verwendet, um Druckluft bereitzustellen, die zum Sandstrahlen, Lackieren und anderen Elektrowerkzeugen verwendet wird. Laut dem US-Energieministerium können die Optimierung von Druckluftsystemen durch die Installation von Frequenzumrichtern und die vorbeugende Wartung zur Erkennung und Behebung von Luftlecks die Energieeffizienz um 20 bis 50 Prozent verbessern.

Transport

Automobile
Die geschätzte Energieeffizienz für ein Automobil beträgt 280 Passagier-Meile / 106 Btu. Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Energieeffizienz eines Fahrzeugs zu verbessern. Eine verbesserte Aerodynamik zur Minimierung des Luftwiderstands kann die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs erhöhen. Die Verringerung des Fahrzeuggewichts kann auch die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessern, weshalb Verbundmaterialien in Fahrzeugkarosserien weit verbreitet sind.

Fortgeschrittenere Reifen mit verringerter Reibung zwischen Reifen und Straße und Rollwiderstand können Benzin sparen. Die Kraftstoffeinsparung kann um bis zu 3,3% verbessert werden, indem die Reifen auf den richtigen Druck aufgepumpt werden. Das Ersetzen eines verstopften Luftfilters kann den Kraftstoffverbrauch eines Autos bei älteren Fahrzeugen um bis zu 10 Prozent verbessern. Bei neueren Fahrzeugen (ab 1980) mit computergesteuerten Motoren mit Einspritzung hat ein verstopfter Luftfilter keine Auswirkung auf den Mpg, aber der Austausch kann die Beschleunigung um 6-11 Prozent verbessern.

Turbolader können die Kraftstoffeffizienz erhöhen, indem sie einen Motor mit kleinerem Hubraum erlauben. Der „Motor des Jahres 2011“ ist ein Fiat 500-Motor, der mit einem MHI-Turbolader ausgestattet ist. „Verglichen mit einem 1,2-Liter-8-V-Motor hat der neue 85-PS-Turbo 23% mehr Leistung und einen um 30% besseren Leistungsindex. Die Leistung des Zweizylinders entspricht nicht nur einem 1,4-Liter-16-V-Motor, sondern auch dem Kraftstoffverbrauch ist 30% niedriger. “

Energieeffiziente Fahrzeuge können die doppelte Kraftstoffeffizienz eines durchschnittlichen Automobils erreichen. Innovative Designs wie das Diesel-Konzeptfahrzeug Mercedes-Benz Bionic erreichen eine Kraftstoffeffizienz von bis zu 84 Meilen pro US-Gallone (2,8 L / 100 km), das ist viermal so viel wie der aktuelle Durchschnitt der Automobilindustrie.

Der Mainstream-Trend in der automobilen Effizienz ist der Anstieg von Elektrofahrzeugen (all @ electric oder hybrid electric). Hybride, wie der Toyota Prius, verwenden regeneratives Bremsen, um Energie zurückzuerobern, die in normalen Autos zerstreuen würde; Der Effekt ist besonders im Stadtverkehr ausgeprägt. Plug-in-Hybride haben auch eine erhöhte Batteriekapazität, wodurch es möglich ist, begrenzte Strecken zu fahren, ohne Benzin zu verbrennen; In diesem Fall wird die Energieeffizienz von jedem Prozess bestimmt (z. B. Kohle, Wasserkraft oder erneuerbare Energiequelle), der die Energie erzeugt. Plug-ins können typischerweise rund 64 km (64 km) rein mit Strom ohne Aufladen fahren; Wenn die Batterie leer ist, schaltet sich ein Gasmotor ein und ermöglicht eine größere Reichweite. Schließlich werden auch reine Elektroautos immer beliebter. Die Tesla Model S Limousine ist das einzige Hochleistungs-Elektroauto, das derzeit auf dem Markt ist.

Straßenbeleuchtung
Städte rund um den Globus beleuchten Millionen von Straßen mit 300 Millionen Lichtern. Einige Städte versuchen, den Energieverbrauch von Straßenlicht zu reduzieren, indem sie die Beleuchtung außerhalb der Stoßzeiten dimmen oder zu LED-Lampen wechseln. Es ist nicht klar, ob die hohe Lichtausbeute von LEDs zu einer echten Energieeinsparung führen wird, da die Städte in Zukunft mehr Lampen oder Leuchtflächen als bisher installieren.

Flugzeug
Es gibt mehrere Möglichkeiten, den Energieverbrauch im Luftverkehr zu reduzieren, von Änderungen an den Flugzeugen selbst bis hin zur Steuerung des Luftverkehrs. Wie in Autos, Turbolader sind eine effektive Möglichkeit, den Energieverbrauch zu reduzieren; Anstatt jedoch die Verwendung eines Motors mit kleinerer Verdrängung zuzulassen, arbeiten Turbolader in Strahlturbinen, indem sie die dünnere Luft in höheren Höhen verdichten. Dies ermöglicht dem Motor, so zu arbeiten, als ob er auf Meeresspiegeldruck wäre, während er den verringerten Luftwiderstand in höheren Höhen ausnutzt.

Luftverkehrsmanagementsysteme sind eine weitere Möglichkeit, die Effizienz nicht nur der Flugzeuge, sondern der Luftfahrtindustrie insgesamt zu steigern. Neue Technologien ermöglichen eine bessere Automatisierung von Start-, Lande- und Kollisionsvermeidung sowie von Flughäfen, von einfachen Dingen wie HLK und Beleuchtung bis hin zu komplexeren Aufgaben wie Sicherheit und Scannen.

Alternative Kraftstoffe
Alternative Kraftstoffe, bekannt als nicht-konventionelle oder fortgeschrittene Kraftstoffe, sind alle Materialien oder Substanzen, die als Kraftstoffe verwendet werden können, außer konventionellen Kraftstoffen. Einige bekannte alternative Kraftstoffe sind Biodiesel, Bioalkohol (Methanol, Ethanol, Butanol), chemisch gespeicherte Elektrizität (Batterien und Brennstoffzellen), Wasserstoff, nicht-fossiles Methan, nicht-fossiles Erdgas, Pflanzenöl und andere Biomassequellen.

Energieeinsparung
Energieeinsparung ist umfassender als Energieeffizienz, indem aktive Bemühungen zur Senkung des Energieverbrauchs, beispielsweise durch Verhaltensänderungen, zusätzlich zur effizienteren Nutzung von Energie einbezogen werden. Beispiele für eine Konservierung ohne Effizienzverbesserungen sind das Heizen eines Zimmers im Winter, das Ausnutzen des Autos, das Trocknen der Kleidung an der Luft anstelle des Trockners oder das Aktivieren von Energiesparmodi am Computer. Wie bei anderen Definitionen kann die Grenze zwischen effizienter Energienutzung und Energieeinsparung unscharf sein, aber beide sind in ökologischer und ökonomischer Hinsicht wichtig. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn Maßnahmen zur Einsparung von fossilen Brennstoffen ergriffen werden. Energieeinsparung ist eine Herausforderung, bei der politische Programme, technologische Entwicklung und Verhaltensänderungen Hand in Hand gehen müssen. Viele Energie-Mittlerorganisationen, zum Beispiel Regierungs- oder Nichtregierungsorganisationen auf lokaler, regionaler oder nationaler Ebene, arbeiten an oft öffentlich finanzierten Programmen oder Projekten, um diese Herausforderung zu meistern. Psychologen haben sich auch mit dem Thema Energieeinsparung beschäftigt und Richtlinien zur Umsetzung von Verhaltensänderungen zur Reduzierung des Energieverbrauchs unter Berücksichtigung technologischer und politischer Erwägungen zur Verfügung gestellt.

Das National Renewable Energy Laboratory unterhält eine umfassende Liste von Apps, die für die Energieeffizienz nützlich sind.

Gewerbeimmobilienmanager, die Energieeffizienzprojekte planen und verwalten, nutzen in der Regel eine Softwareplattform, um Energieaudits durchzuführen und mit Auftragnehmern zusammenzuarbeiten, um ihre gesamte Palette an Optionen zu verstehen. Das Softwareverzeichnis des Department of Energy (DOE) beschreibt die Software EnergyActio, eine Cloud-basierte Plattform, die für diesen Zweck entwickelt wurde.

Nachhaltige Energie
Berücksichtigung politischer Erwägungen.

Das National Renewable Energy Laboratory unterhält eine umfassende Liste von Apps, die für die Energieeffizienz nützlich sind.

Gewerbeimmobilienmanager, die Energieeffizienzprojekte planen und verwalten, nutzen in der Regel eine Softwareplattform, um Energieaudits durchzuführen und mit Auftragnehmern zusammenzuarbeiten, um ihre gesamte Palette an Optionen zu verstehen. Das Softwareverzeichnis des Department of Energy (DOE) beschreibt die Software EnergyActio, eine Cloud-basierte Plattform, die für diesen Zweck entwickelt wurde.

Nachhaltige Energie
Hauptartikel: Nachhaltige Energie
Energieeffizienz und erneuerbare Energien werden als „Zwillingspfeiler“ einer nachhaltigen Energiepolitik bezeichnet. Beide Strategien müssen gleichzeitig entwickelt werden, um die Kohlendioxidemissionen zu stabilisieren und zu reduzieren. Eine effiziente Energienutzung ist wesentlich, um das Wachstum der Energienachfrage zu bremsen, so dass eine steigende Versorgung mit sauberer Energie den Verbrauch fossiler Brennstoffe stark reduzieren kann. Wenn der Energieverbrauch zu schnell wächst, wird die Entwicklung erneuerbarer Energie einem zurückgehenden Ziel folgen. Auch wenn die Versorgung mit sauberer Energie nicht schnell genug ist, wird eine Verlangsamung des Nachfragewachstums nur zu einer Reduzierung der gesamten CO2-Emissionen führen. eine Verringerung des Kohlenstoffgehalts von Energiequellen ist ebenfalls erforderlich. Eine nachhaltige Energiewirtschaft erfordert daher große Anstrengungen sowohl für die Effizienz als auch für die erneuerbaren Energien.

Unternehmen wie Lieef haben begonnen, ESG-Kennzahlen im Auftrag von Unternehmen und Investmentfonds zu melden, um die Transparenz in den Bereichen zu erhöhen, die bisher an Bedeutung gewonnen haben, aber noch kein einheitliches Messinstrument gefunden haben. Die meisten Unternehmen, die über Nachhaltigkeit berichten, tun dies auf einer „Netto“ -Basis und spiegeln nicht ihre CO2-Emissionen wider und trennen diese Emissionen von ihren Aktivitäten, die diese Emissionen kompensieren, wie den Kauf von erneuerbaren Krediten und Ökostrom.

Rebound-Effekt
Wenn die Nachfrage nach Energiedienstleistungen konstant bleibt, wird die Verbesserung der Energieeffizienz den Energieverbrauch und die CO2-Emissionen senken. Viele Effizienzverbesserungen reduzieren jedoch den Energieverbrauch nicht um den Betrag, der durch einfache technische Modelle vorhergesagt wird. Dies liegt daran, dass sie die Energiedienstleistungen billiger machen und so der Verbrauch dieser Dienstleistungen steigt. Da beispielsweise kraftstoffsparende Fahrzeuge das Reisen billiger machen, können sich die Verbraucher entscheiden, weiter zu fahren, wodurch einige der potenziellen Energieeinsparungen ausgeglichen werden. In ähnlicher Weise hat eine umfassende historische Analyse der technologischen Effizienzverbesserungen eindeutig gezeigt, dass Verbesserungen der Energieeffizienz fast immer vom Wirtschaftswachstum übertroffen wurden, was zu einer Nettozunahme des Ressourcenverbrauchs und der damit verbundenen Umweltverschmutzung führte. Dies sind Beispiele für den direkten Rebound-Effekt.

Schätzungen der Größe des Rebound-Effekts reichen von etwa 5% bis 40%. Der Rebound-Effekt dürfte auf Haushaltsebene bei weniger als 30% liegen und beim Transport eher bei 10% liegen. Ein Rebound-Effekt von 30% bedeutet, dass Verbesserungen der Energieeffizienz 70% der Verringerung des Energieverbrauchs erreichen sollten, der mit technischen Modellen prognostiziert wird. Der Rebound-Effekt kann für die Beleuchtung besonders groß sein, da im Gegensatz zu Aufgaben wie dem Transport keine Obergrenze für die Lichtmenge besteht. Tatsächlich scheint die Beleuchtung in vielen Gesellschaften und in Hunderten von Jahren etwa 0,7% des BIP ausgemacht zu haben, was einen Rebound-Effekt von 100% impliziert.