节约能源

节能是通过减少能源服务来减少能源消耗的努力。 这可以通过更有效地使用能量(使用更少的能量用于恒定服务)或通过减少使用的服务量(例如,通过减少驾驶)来实现。 节约能源是生态充足理念的一部分。 节约能源减少了对能源服务的需求,可以提高环境质量,国家安全,个人财务保障和更高的储蓄。 它处于可持续能源等级的顶端。 它还通过防止未来资源枯竭来降低能源成本。

通过减少浪费和损失,通过技术升级和改进的操作和维护提高效率,可以节约能源。

原因和方法
有节省能源的经济激励措施; 此外,可能存在约束或限制。 有可能是能源

(临时或永久)可用的数量少于所需的数量
由于生产能力不足
由于电网连接或管道的容量不足
由于电厂容量不足
由于交付问题(例如由于政治紧张,战争或天气条件)

导致不必要的(可避免的或不可避免的)副作用。
排放,噪音,温室气体或放射性等健康和环境损害(例如森林破坏,全球变暖)
在市场经济中,只要需求超过供给,价格(包括能源价格)就会上涨(见市场均衡)。 如果需求的价格弹性较小或供应的价格弹性较低,供需之间的微小差异可能导致价格大幅波动。

降低高(当前和/或未来预期)能源成本的愿望和机会导致采用节能措施。 生态税可以增加激励,同时通过国家偿还的经济补偿(Ökobonus,Green Check)来减轻节俭和生态活跃的消费者。

1973年,全球所谓的“第一次石油危机”是考虑和实施节能的一个原因:石油价格大幅上涨,有时还存在供应瓶颈。
在此之前不久,罗马俱乐部发布的“增长极限”研究于1972年明确表明,工业化社会的经济增长受到限制,包括:a。 有限的化石燃料和其他资源和资源。
在20世纪70年代,既定的环境政策和环境意识大大增加。

在方法上,可以使用以下方法来保存特定形式的能量:

通过免除某些利益来减少能源需求。 通常,缺少小的附加功能提供了大的节能潜力。 (例如:减少未使用房间的建筑物供暖)
提高效率可提高所用能源的利用率,例如通过降低耗散来提高效率。 提高效率通常可以显着降低消耗(例如:隔热,节能灯)。 根据基本条件,提高效率还会导致反弹效应,从而显着降低甚至消除节约效应。
提高效率还包括使用以前未使用的能源组件(例如热回收或额外使用废热,例如通过冷凝锅炉)
如今,智能控制机器,设备和其他系统的运行参数对节能做出了重要贡献。 例如,内燃机的效率取决于许多不同的操作条件。 多年前开始通过简单调整点火正时来提高内燃机效率的控制措施。今天,非常快速的微处理器评估了大量的测量参数,然后以这样的方式动态控制电机的各个部件。对于每个当前测量的测量值组合,可以实现最高的电动机效率。 这还包括上述放弃不需要的某些好处,例如闲置工作。
使用替代形式的能源不是真正意义上的节能。 然而,通过这样做,可以减少或完全替换最初使用的能量形式。 只有使用新形式的能源比替代能源(关键词:能量平衡)更有效,才能实现节能。 替代能源使用的例子是:日光而不是电灯,肌肉力量代替发动机,天然气代替煤炭。 更高的效率还可以在于提供能源:天然气加热而不是电加热可以节省能源,而不是用于发电厂的发电。

能源税
一些国家采用能源或碳税来激励能源用户减少消费。 碳税可以迫使消费转向核电和其他具有不同环境副作用和限制的能源。 另一方面,对所有能源消费征税可以减少全面的能源使用,同时减少能源生产带来的更广泛的环境后果。 加利福尼亚州采用分层能源税,每个消费者都可获得低税率的基准能源补贴。 随着使用量增加超过基线,税收急剧增加。 这些计划旨在保护较贫困的家庭,同时为高能耗消费者创造更大的税收负担。

建筑设计
改善建筑物节能的主要方法之一是进行能源审计。 能源审计是对建筑物,过程或系统中的能量使用和能量流动的检查和分析,着眼于减少能量输入而不会对输出产生负面影响。 这通常由经过培训的专业人员完成,并且可以成为上述一些国家计划的一部分。 最近智能手机应用程序的开发使房主能够自己完成相对复杂的能源审计。

建筑技术和智能电表可以使商业和住宅的能源用户可视化其能源使用对工作场所或家庭的影响。 先进的实时电能计量可以帮助人们通过他们的行动节省能源。

在被动式太阳能建筑设计中,窗户,墙壁和地板用于在冬季以热量的形式收集,存储和分配太阳能,并在夏季拒绝太阳能。 这被称为被动式太阳能设计或气候设计,因为与主动式太阳能加热系统不同,它不涉及使用机械和电气设备。

设计被动式太阳能建筑的关键是充分利用当地的气候。 要考虑的因素包括窗户放置和上釉类型,隔热,热质量和阴影。 被动式太阳能设计技术最容易应用于新建筑物,但现有建筑物可以进行改造。

建筑行业的节能
建筑物有不同类型的生态建筑或修复工作,促进节能。 这些通常用于低能耗建筑物。 它们有两种类型:节约能源的工作和使用可再生能源的工作。 在法国,他们可以很快得到Carte项目的推动。

绝缘工作
家中的大部分热量损失是由于绝缘不良造成的。 平均而言,家庭中使用的70%的能量用于加热。 因此,保证质量非常重要。

屋顶的绝缘
建筑物的屋顶是最重要的热量损失的起源,它们平均上升了30%。 与墙壁的隔热一样,屋顶的隔热可以通过内部设想,特别是通过屋顶空间的隔热。 在阁楼拥挤的情况下,建议从外部隔绝。

墙体保温
墙壁是建筑物中热量损失的主要原因之一。 例如,估计25%的热量损失是由于壁绝缘性差造成的。 实施了两种类型的墙体保温:从内部和外部绝缘。 内部隔热是一种绝缘技术,用于隔离建筑物内部的建筑物,而外部隔热层则保护建筑物的外墙。 在这两种情况下,绝缘需要使用高度绝缘的材料,如木纤维,大麻羊毛,纤维素填料……

地板保温
虽然建筑物7%的热量损失是通过地板进行的,但必须考虑建筑物的隔热效果。 根据建筑物的布置方式,可以实现几种类型的地板隔热。 但是,必须注意位于该楼层下的房间保持无霜,否则必须安装加热系统。

机械通气
通风(VMC)和绝缘是两个非常互补的过程。 对于隔热良好的建筑物,质量通风是必要的,甚至是立法强制要 更新空气对于建筑物保护其免受潮湿以及建筑物内的人员疏散气味和更好地呼吸是很重要的。 双流VMC可以回收一些能量来加热进入的空气。 该系统提高了能源效率和舒适度(减少冷空气进气量)。

双层或三层玻璃窗
窗户热损失约为15%。 可以安装双层窗户甚至三层玻璃和玻璃窗以限制这些损失。 窗框也需要很好地隔热,因为框架和砖石之间的一天或缺乏隔热产生了热桥,这可以抵消改善玻璃质量的好处。

可再生能源装置
这些装置可以改善能量平衡:

光伏板
光伏板(不要与太阳能热板混淆),由于太阳能提供的能量,可以产生电能。 在法国,小组产生的所有电力都由EDF以特定价格直接购买,这为其所有者提供了收入,允许投资在几年后摊销。

太阳能热水器
太阳能热水器利用太阳产生的热量,可以利用水循环的太阳能集热器加热水箱。 这些太阳能集热器还可以为加热的地板供暖。

热力热水器
热力热水器由连接到热泵c的热水箱(DHW)组成。

风力涡轮机
虽然风力涡轮机经常用于大规模生产,但小型风力涡轮机的普及正在增长。 它可以安装在屋顶或花园里。 与电力生产商使用的尺寸相比,它的尺寸明显较小。
自2013年1月1日起适用于法国新建筑的温度法规RT 2012和RT 2005的后续版本要求建筑行业降低平均能耗约50kWhEP / m2 SRT /年(根据气候区和建筑类型调整) 。 BEPOS或正能量建设正在逐步发展。 它是一座能产生更多能量的建筑。

生态供暖
加热模式会影响节省:

热泵
空气,土壤和水的三个要素以“卡路里”的形式含有大量能量。 热泵的原理是吸取这些元素中所含的卡路里,以便在建筑物中扩散热空气或冷空气或加热卫生用水。 有3种类型的泵:空气/空气热泵,空气/水热泵和水/水热泵。 热泵将建筑物的能耗降低了约70%。

生态锅炉
生态锅炉有三种类型:燃气冷凝锅炉,木质颗粒锅炉,低温锅炉。 这三种类型的锅炉分别使用燃气或木材。 然而,优化它们的效率使它们不那么贪婪。

生态建设工作
有些作品可以改善结果:

植被屋顶
在建筑物的屋顶上铺设植物有几种效果。 它不仅提供最天然的屋顶隔热,而且还提高了建筑的水密性。 对于环境,它吸收二氧化碳。 几种类型的绿色屋顶是可行的:密集的绿色屋顶,半密集和广泛。

雨水回收
该系统的目的是将雨水储存在水箱中,进行处理,然后将其用于卫生用途或用于花园。

节约工业部门
减少现有工业设施的消耗
对于使用烟雾预热空气的系统,在蒸馏炉上,投资可以在不到两年的时间内实现盈利。 如果炼油厂位于一个区域,其中有其他炼油厂(鹿特丹,新加坡),我们也可以考虑利用同事之间的能源协同效应。

在公用事业系统(蒸汽/电力,油气网络,冷却水,压缩空气),以及处理单元(催化剂的选择,能源消耗的规范目标,过程模拟,先导炉,帮助驱动单元…… )可以实现大量节省。

通常,无线传感器网络支持能效,如日本的例子所示。

行业更新
工业设备通常设计为每桶原油20美元。2007年,每桶原油价格超过90美元,2008年5月价格超过137美元。工业能源发生了巨大变化; 必须调整和优化工业设备的设计。

对于现有的工业设备,仔细分析必须确定“源”,也就是说可以回收未开发能量的流量,而相反的确定“井”,也就是说重新注入从源而不是初级能源回收的能量的流量一般化石。
一旦确定了源和井,就要找到能够重新评估井源的能量的耦合,这具有短期投资回报(ROI)。

节省计算机部门
IT专业人员已经意识到数据中心消耗的能源越来越多,主要是电力。 自1992年以来,美国政府推出了一项名为“能源之星”的能源计划,旨在阻止计算机能耗的增长。 基于每瓦性能标准,计算机性能在能效方面越来越多地得到评估。 例如,“Green500 List”按照这些标准对Top500的超级计算机进行排名,以每瓦FLOPS为单位。

在电子设备领域,特别是计算机和电信领域,重要的是考虑设备的整个生命周期(制造,使用,寿命结束)期间的能量消耗。 制造一台每年消耗不到250台的台式电脑需要大约1,000千瓦时。

运输
在美国,郊区基础设施在相对容易获得化石燃料的时代发展,这导致依赖交通的生活系统。 允许更大城市密度以及步行和骑自行车设计的分区改革可以大大减少运输所消耗的能源。 大公司使用远程办公是节约能源的重要机会,因为许多美国人现在从事服务工作,使他们能够在家工作,而不是每天上下班。

自动化
家庭自动化包括所有自动化手段,以优化您的建筑物的能源管理(根据您的需求调整和编程照明和加热,待机时的灭火设备)。 家庭自动化系统还可以处理建筑安全问题。
根据生物气候结构和被动式住房的原则设计建筑物可以节省大量能源,这是使用可再生能源的必要前提。

房地产(住宅,三级)和旧栖息地的赌注案例
根据IEA(2011),只有现有技术,特别是可再生能源,房地产在2050年之前可以减少24%的二氧化碳排放量,商业或有人居住的建筑物和公共建筑可以节省7.1亿桶(吨油当量) 。

旧住房和最耗能的建筑物非常存在:2050年的城市已经建成了2005年的70%,已经建造了超过2500万个人住宅,占2050年3500万个主要住宅的一半以上根据“栖息地因素”研究,战争间建筑最有利于与外部隔离1/3的房屋,产生45%的国内供暖消耗。

2010年,在法国,税收抵免鼓励外部隔热(外部隔热150欧元/平方米,内部隔热100欧元/平方米)。 2010年法国住房成本的热修复从12,700欧元到24,200欧元(不包括能源和通风设备的翻新)。

根据IDRI,除了在其他部门减少能源消耗方面付出巨大努力之外,这是达到因素的唯一途径。 旧城区的众多保护周边出现了困难,这些保护周边禁止或强烈抑制外部隔绝。

为了鼓励居民减少热量消耗,欧洲一些成员国强制要求使用供热成本分销商。

消费产品
消费者往往对节能产品的节约知之甚少。 一个突出的例子是通过用更现代的替代品替换白炽灯泡可以节省能源。 在购买灯泡时,许多消费者选择廉价的白炽灯泡,与现代紧凑型荧光灯和LED灯泡相比,未能考虑到更高的能源成本和更低的寿命。 虽然这些节能替代品具有更高的前期成本,但是它们的长寿命和低能耗可以为消费者节省相当多的钱。 由于半导体技术的改进,过去五年LED灯泡的价格也在稳步下降。 市场上的许多LED灯泡有资格获得公用事业折扣,这进一步降低了向消费者购买的价格。 美国能源部的估计表明,在未来20年内广泛采用LED照明可以节省大约2650亿美元的美国能源成本。

当使用现有的化石燃料提供更便宜的产品和技术时,对于普通消费者来说,必须投入节约能源的研究通常太耗费时间和成本。 一些政府和非政府组织正试图通过生态标签来降低这种复杂性,这使得能源效率的差异在购物时易于研究。

为了提供人们在节约能源方面投入资金,时间和精力所需的信息和支持,重要的是理解并链接到人们的热门关注点。 例如,一些零售商认为明亮的照明会刺激购买。 然而,健康研究表明,头痛,压力,血压,疲劳和工人错误通常都会随着许多工作场所和零售环境中常见的过度照明而增加。 已经证明,自然采光可以提高工人的生产力水平,同时降低能耗。

在使用空调的温暖气候中,任何发热的家用设备都会导致冷却系统承受更大的负荷。 炉灶,洗碗机,干衣机,热水和白炽灯等物品都为家庭增添了热量。 这些设备的低功率或绝缘版本释放的热量较少,以便移除空调。 空调系统还可以通过使用比标准空气热交换器更冷的散热器(例如地热或水)来提高效率。

在寒冷气候下,加热空气和水是家庭能源使用的主要需求。 通过使用不同的技术可以显着降低能量。 热泵是用于加热空气或水的电阻加热器的更有效的替代品。 提供各种高效的干衣机,晾衣绳不需要能量时间。 与标准热风炉型相比,天然气冷凝锅炉和热风炉提高了效率。 实施热交换器的新建筑可以从废水或浴室,洗衣房和厨房的废气中捕获热量。

在温暖和寒冷的气候极端情况下,气密隔热结构是决定住宅效率的最大因素。 添加绝缘材料以最大限度地减少进出家庭的热量,但是对现有房屋进行改造可能是劳动密集型的。

激励

经济节能奖励措施
通过家庭,生产设施和办公楼的效率改进,总体消费(电力,供暖,运输)的经济可行节约潜力通常高得惊人,20%至30%非常普遍。 伍珀塔尔研究所甚至从40%开始。 在许多情况下 – 特别是在私人家庭中 – 节约在经济上也是可行的,在一些地区,例如供暖,约占总消费的50%和更高的价值(甚至超过90%,取决于以前的状态)。 另一方面,国家和国际气候保护目标(“京都议定书”)假设潜力显着降低,实际实施往往远远低于这些较为温和的指导方针; 如果消费至少没有增加,有时它可以被认为是成功的。

能源消耗和节能问题被广泛认为是社会议程上的一个问题。 然而,通常缺乏的,特别是在商业环境中,是关于给定行动所需的确切消费和成本的信息。 此外,许多替代品只是早期已知的缺点,但现在经常得到解决。 因此,很难采取节能措施。 在这种信息不足的背景下,能源透明度这一术语近年来已经确立。

欧盟已作出有约束力的规定,新出售的车辆的车队消耗量必须从最初的160克二氧化碳/公里逐渐减少到120克二氧化碳/公里(参见ECCP欧洲气候变化计划)(120克/公里对应于大约5升汽油/ 100公里或4.5升柴油/ 100公里)。 因此,所有汽车制造商都在努力向客户出售更小或更经济的型号。

基于原因的成本分配
化石一次能源的大量消耗对环境有着深远的影响。 迄今为止,消除环境损害或赔偿受影响者的费用仅归于污染者。 避免环境影响的最初政治要求导致了技术改进(催化转化器,烟气脱硫,环境法规),但没有节约能源。

在许多情况下,污染者付费原则不适用。 在商业建筑中,建筑物所有者,用户和操作者通常是完全独立的参与者,通过或多或少复杂的合 能够在这些星座中实施节能措施的行动者往往无法从中受益。 另一方面,决定消费的行为者(如员工)很少是付款人(雇主)。 即使在私营部门,许多成本,例如水或供暖,也只是根据平方米分配给用户。 在这种情况下,节约能源的动力很低。

对于租赁公寓,德国法律是租户支付供暖费用的问题,房东与能源供应商直接结算,甚至当前的消费价值都没有及时学习,而结构性措施由房东负责。

在理想的市场中,产品的价格包括与该产品的生产相关的所有成本。 自然资源的开采,特别是化石一次能源的消耗产生的成本不包括在商业计算中,因此无法通过价格来识别。 这些包括健康风险,被破坏的生物群落的长期成本,石油泄漏和崩溃等事故,气候变化导致的全球成本等等。 这些费用由受影响的公司承担。 结果,来自高能耗的市场经济信号急剧减弱。 能源价格并不能反映所有成本,能源价格太便宜。 相反,还有一些效用不会影响能源价格,这会使能源过于昂贵。 为了获得反映实际成本的能源价格,建议大多数经济学家,这些正面和负面的外部因素通过适当的税收激励税“内化”它们。

环境证书
社会因能源消耗而造成的环境和健康损害的费用是所谓的外部成本,发行人在生产过程中不予考虑。 一个例子是由褐煤发电站引起的空气污染以及相关的“自由”使用资源空气。

在环境经济学的背景下,人们试图通过货币评估物理资源消耗来内化这些外部成本。 这可以通过所谓的环境证书或有针对性的税收来实现,例如德意志联邦共和国的生态税。 环境证书有权使用以前稀缺的资源,例如在一定高度排放废气。 但是,如果证书的成本与资源消耗的货币价值相对应,它们只能最佳地实现其目的,以便污染者考虑到生产中的环境和健康损害的成本以及任何其他生产要素。 利润最大化交易该模型导致使用更便宜的生产过程,这反映在节能措施或替代能源的使用上。

技术节能奖励措施

移动设备
许多移动设备使用电池或蓄电池作为能量存储器。 它们的尺寸和质量有限,因此容量有限。 因此,节能可以延长这些设备的使用寿命。 这种设备的一个流行的例子是移动电话。 尽管功能增加,但近年来有可能减少整体尺寸。 除了改进的蓄电池之外,这主要是由于更有效地利用储存的能量。 例如,传输功率适应于本地条件,并且显示器的照明变得更有效。 其他便携式设备也实现了更低的能耗,微电子显着延长了运行时间。

机动车
在汽车,特别是汽车中,有各种节能动力:

降低运营成本
较小的坦克为内部和行李箱留出了更多空间。
经济型车辆具有更高的范围或更低的燃料质量,并且更小的油箱降低了车辆重量并因此可以进一步节省燃料。
较低的总重量(无论采用哪种措施)都可以使用相同的发动机获得更好的性能(关键词:缩小尺寸)。
近年来,内燃机的效率得到了显着提高。 车辆的重量长时间上升,主要是为了安全(参见Euro NCAP)。 只有那些市场上特别省油或特别具有运动性的车辆,其重量允许轻型结构的机动车辆。