Die Abbildung zeigt, dass bessere Effizienz mehr umfasst als nur einen besseren Wirkungsgrad. Der Wirkungsgrad des Verdichters beim Hocheffizienzkühlschrank (rechts) ist zwar erhöht - aber die wesentliche Effizienzverbesserung erfolgt durch die bessere Wärmedämmung des Gehäuses. Dadurch wird das Verhältnis

Kühlvolumen/"Kälteenergie"

ganz entscheidend verbessert. "Kälteenergie" gibt es streng genommen nicht: es handelt sich um die aktiv zu entziehende Wärmemenge.

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Ein weiteres Beispiel: Transporteffizienz. Es gibt Fahrzeuge, die für die gleiche Dienstleistung (1 Person 100 km weit transportieren) benötigen

12 Liter/100 Pers.km (ein ziemlich alter PKW)
  7 Liter/100 Pers.km (ein heutiger durchschn. neuer PKW)
  3 Liter/100 Pers.km (ein heutiger recht effizienter PKW)

  1 Liter/100 Pers.km (der 1-Liter-Auto-Prototyp)
  0 Liter/100 Pers.km (ein reibungsfreies Fahrzeug auf einer      Brachistochronenbahn)

Brachistochronenbahn? Siehe Abbildung. Das wusste schon Galilei: Schnellstmöglicher Weg von A nach B ohne Energieverbrauch im homogenen Schwerefeld. Das wollen Sie genauer wissen? Laden Sie sich den Artikel

Wissensch_Kultur_Passivhaus.pdf (164 kB),

herunter, dort wird nicht nur die Brachistochrone erklärt, sondern auch, was es mit Exergie and Anergie auf sich hat und warum sich im Alltag Galilei noch immer nicht vollständig gegenüber Aristoteles durchgesetzt hat.

Fazit: Für die meisten Dienstleistungen braucht man gar keine Energie; oder kommt jedenfalls mit beliebig wenig davon aus - wenn nur die Verluste vermieden werden.

 

Effizienz und Wirkungsgrad

Es ist ein weit verbreiteter Irrtum, dass "Effizienz" gleichbedeutend mit Wirkungsgrad ist. Das ist nur richtig, wenn beide Größen auf der rechten Seite der Gleichung

Effizienz = Nutzen / Aufwand

von der Dimension "Energie" oder "Leistung" sind. Der bereitgestellte Nutzen hat aber ganz oft nicht die Dimension Energie. Es kann sich z.B. um eine Fahrleistung handeln (Einheit "miles"). Der Aufwand ist z.B. Treibstoff (Einheit "gallons") und die Effizienz dieser Dienstleistung ist

Fahrleistung/Treibstoffaufwand

gemessen in "miles/gallon". In Europa ist der Kehrwert dieser Größe als

Aufwand = 1/Effizienz

eingeführt; also: spezifischer Spritverbrauch in Liter/(100 km). Wichtig ist, dass solche die Effizienz kennzeichnenden Größen keine Wirkungsgrade sind - sie sind nicht dimensionslos. Man kann auch nicht stattdessen einen Wirkungsgrad einführen, denn der Nutzen hat in den meisten Fällen nicht die Dimension einer Energie. Und es gibt auch keine "aus physikalischen Gründen erforderliche Mindestenergiemenge" um den Nutzen zu erreichen; die gegenteilige Annahme ist ein ebenfalls weit verbreiteter Irrtum - die "Mindestenergiemenge" ist in den meisten fällen nämlich Null (oder ein extrem kleiner Wert größer Null).

Ist das eine kleinkarierte akademische Frage? Nein, ganz und gar nicht.

Während sich z.B. die Wirkungsgrade von Heizkesseln (=(erzeugte Wärmeenergie)/(Brennstoffeinsatzbrennwert)) nicht über 100% steigern lassen (Energieerhaltungssatz) und heute bereits Werte um 90% erreicht haben, lässt sich die Effizienz der Wärmeanwendung (z.B. beheizte Wohnfläche/Wärmeenergie) praktisch beliebig verbessern, nämlich durch bessere Wärmedämmung. Geht man nur vom Wirkungsgrad als Kennzeichnung der Effizienz aus, so gäbe es kaum noch ein Energiesparpotential beim Heizen. Hat man ein erweitertes Verständnis, so ist klar, dass der erforderliche "Wärmebedarf" durch bessere Dämmung auf Werte nahe Null gesenkt werden kann; es gibt also ein sehr großes Effizienzpotential.

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Ausführlicher Artikel zur Energieeffizienz zum kostenlosen Download (492 kB).


 
Autor: Dr. Wolfgang Feist

aktualisiert: 16.02.2005
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