Die Nutzung der regenerativen Energien setzt ein genügend hohes Potential voraus.
Das Bild 3.1 veranschaulicht die Verhältnisse.
Das Potential der regenerativen Energien beträgt mehr als das sechzehntausendfache (16.000fache) des derzeitigen Weltenergieverbrauchs. Damit kann der Bedarf leicht gedeckt werden.

Bild 3.1:

Der Weltenergieverbrauch wird fast ausschließlich, zu 97%, durch fossile Energien und Kernenergie getragen. Nur die Wasserkraft hat einen nennenswerten Anteil von 3%. Andere regenerative Energien liegen weit unter 1% und werden in Bild 3.2 vernachlässigt.

Bild 3.2:

Für einen Umstieg von fossilen Energien und Kernkraft auf regenerative Energien ist nicht nur wegen der Umweltschäden Eile geboten, sondern auch wegen der begrenzten dynamischen Reichweite der Energieträger. Die dynamische Reichweite ist die Zeit, in der bei der zu erwartenden Entwicklung des Energieverbrauchs der entsprechende Energieträger verbraucht ist. Im Bild 3.3 ist die dynamische Reichweite für das Anfangsjahr 2000 dargestellt. Uran, Erdgas und Erdöl sind in weniger als 50 Jahren verbraucht, also noch vor dem Jahr 2050.

Bild 3.3:

Die Sektoren, in denen die Energieträger verbraucht werden, gliedern sich in vier große Bereiche: Haushalte, Verkehr, Industrie und sogenannte Kleinverbraucher wie Handwerksbetriebe. Dazu kommt noch der nichtenergetische Verbrauch von Erdöl und Kohle als Rohstoff z.B. in der chemischen Industrie. Die Verteilung für Deutschland zeigt Tabelle 3.1. Jeder einzelne Bürger ist am Verbrauch in den Haushalten und im Verkehr mit insgesamt 48,5 % direkt beteiligt und kann dort unmittelbar entscheiden, welche Energieträger er einsetzt.

Im Bestand, d.h. im Durchschnitt der heute bestehenden Häuser, werden mehr als 350 kWh pro Quadratmeter und Jahr an Energie verbraucht. Davon entfällt mehr als 70% für Heizung und Warmwasserbereitung. Das entspricht mehr als 18% der insgesamt in Deutschland verbrauchten Energie. Der Rest der in den Haushalten verbrauchten Energie wird als Strom von den Kraftwerken geliefert.
Der Gesetzgeber versuchte seit 1984 durch Wärmeschutzverordnungen (WSchVo) den Energieverbrauch zu senken, indem er Obergrenzen für den erlaubten Verbrauch erließ. Die neueste Verordnung ist die Energieeinspar-Verordnung (EneV), die 2002 in Kraft getreten ist. Sie entspricht in etwa dem Niedrig-Energie-Haus-Standard in Bild 3.4. Da im Vergleich zu den bereits bestehenden Häusern nur wenige neue Häuser gebaut werden, wurde die EneV in etwas abgeschwächter Form auch für die Sanierung von Altbauten vorgeschrieben.
Auch das genügt nicht, um den Energieverbrauch schnell zu senken. Daß es viel besser geht, zeigt der Verbrauch von Haustypen wie Passiv-Häusern, Nullheiz-Energie-Häusern, energieautarken Häusern und Plusenergiehäusern wie sie von engagierten Bauherren und Architekten teilweise schon seit über 30 Jahren gebaut werden. Diese Haustypen verbrauchen im Vergleich zur EneV deutlich weniger oder keine Energie oder geben sogar Energie in Form von Strom an die Umgebung ab. Ein neu entwickelter Haustyp, bei dem man zwischen extrem niedrigem Verbrauch wie beim Passiv-Haus oder Energieüberschuß wie beim Plus-Energie-Haus frei wählen kann, ist das sogenannte PEKOHAUS^®.

Bild 3.4:

Die Schädigung der Umwelt und damit des Menschen hängt nicht von der Höhe des Energieverbrauchs ab, sondern nur davon, welchen Energieträger man verwendet. Dazu zeigt Tabelle 3.2 die Schadstoffemmissionen verschiedener Heizsysteme im Vergleich. Die Werte beziehen sich auf ordnungsgemäße Funktion der jeweiligen Heizanlage. Bei defekter oder alter Anlage können die Werte deutlich höher liegen. Insbesondere bei Öl und Gas kommen noch die Emmissionen auf dem Transport dazu (Tankerunfälle, Lecks in Öl- und Gas-Pipelines).
Den größten Emmissionsanteil hat Kohlendioxid (CO₂), was wesentlich zum Treibhauseffekt beiträgt. Aber auch der entstehende Wasserdampf beim Verbrennen von fossilen Brennstoffen, der nicht zu den Schadstoffen zählt und deshalb in der Tabelle nicht erscheint, hat einen großen Einfluß auf den Treibhauseffekt.
Wegen des relativ geringen Anteils an CO₂ und anderen Schadstoffen wird Gas gerne als „saubere“ Energiequelle angepriesen. Allerdings hat Gas gravierende andere Nachteile, die in dem Link „Die Erdgaslüge“ beschrieben sind. Deshalb sind die regenerativen Energien auch dem Gas vorzuziehen, bei denen überhaupt kein CO₂ entsteht.
Den Heizungen mit fossilen Brennstoffen sind in der Tabelle 3.2 die Holzheizung und die Wärmepumpenheizung gegenübergestellt.
Die Holzheizung erzeugt zwar bei der Verbrennung noch mehr CO₂ als die Heizungen mit fossilen Brennstoffen. Aber die gleiche Menge CO₂ verbraucht wieder der nachwachsende Wald. Die CO₂-Bilanz ist null. Die konventionelle Holzheizung war als schmutzig verpönt, weil ein hoher Anteil an Kohlenmonoxiden, Stickoxiden und Kohlenwasserstoffen entstand. Für moderne Holzheizungen wie Hackschnitzelheizungen gilt dies nicht mehr, und die modernen Pelletsheizungen liegen sogar noch weit unter den Werten in dieser Tabelle.
Die Wärmepumpenheizung wird üblicherweise mit Strom aus dem Netz betrieben. Deshalb sind die entstehenden Schadstoffe auf den Schadstoffanteil eines durchschnittlichen Kraftwerks umgerechnet. Bei modernen Wärmepumpen kann man dabei von einer Leistungsziffer von 4 ausgehen, d.h. die Wärmepumpe erzeugt für jede Kilowattstunde Strom vier Kilowattstunden Wärmeenergie, die aus der Umgebung gewonnen wird.
Früher lagen die Leistungsziffern (internationales Kürzel: COP) bei drei und weniger, weshalb die Wärmepumpen als Alternative abgelehnt wurden. Die rasante Entwicklung der Leistungsziffern zeigt Bild 3.5. Für den Einsatz von modernen Abluft-Wärmepumpen sind die Werte besser als in den Balken für Beispiel 7/35 und für moderne geothermische Wärmepumpen gilt Beispiel 10/35. Bild 3.5 zeigt auch, daß in der Wärmepumpentechnik noch einiges an Potential steckt, bis die theoretischen Grenzen erreicht sind. Öl- und Gasbrenner sind dagegen technisch ausgereizt.
Wärmepumpen sind damit die Technik der Gegenwart und der Zukunft. Die moderne Wärmepumpe erweist sich gemäß Tabelle 3.2 als sauberste Alternative unter den nichtregenerativen Heizungen. Außerdem hat die elektrisch betriebene Wärmepumpe den unschätzbaren Vorteil, daß man sie schon heute mit Strom aus regenerativen Energien wie z.B. Solarstrom betreiben kann. Das reduziert den Schadstoffausstoß auf null. Dieser Vorteil ist das schlagende Argument gegen die gasbetriebene Wärmepumpe, bei der man wieder gezwungen ist, wenn auch reduziert gegenüber der Brennwerttechnik, fossile Energien einzusetzen. Dies sollte jedoch ganz vermieden werden!
Die höchste Schadstofferzeugung entsteht bei der durch Netzstrom betriebenen elektrischen Direktheizung, wozu Nachtspeicherheizungen, Heizlüfter etc. gehören. Diese Form der Heizung ist nur in Ausnahmefällen wie bei Infrarotstrahlern für die Sauna zu verantworten. Die Direktheizung kann man zwar auch mit regenerativem Strom betreiben und die Schadstoffe eliminieren, aber gegenüber der Wärmepumpe ist es reine Stromverschwendung, weil für jede Kilowattstunde Strom nur genau eine Kilowattstunde Heizenergie erzeugt wird.
Aus dem Vergleich der Schadstoffemissionen folgt: Modernen Holzheizungen und mit regenerativem Strom gespeisten Wärmepumpen gehört die Zukunft.

Bild 3.5:

Neben den ökologischen Aspekten spielen die Kosten für ein Heizsystem die Hauptrolle. Um richtig vergleichen zu können, muß man nicht nur die Brennstoffkosten, sondern auch die Anlagenkosten und den unterschiedlichen Verbrauch über die Anlagenlebensdauer in den verschiedenen Haustypen berücksichtigen. Dies wird in Bild 3.6 dargestellt.

Bild 3.6:

Welche Energieversorgungs-Struktur für Wohnhäuser kann aus den bisherigen Erkenntnissen abgeleitet werden? Die grundsätzliche Struktur zeigt Bild 3.7: Der Bedarf, der von der Haustechnik für die Bewohner unmittelbar bereit gestellt werden muß, ist Strom und Wärme. Aus den von außen in die Haustechnik eingespeisten Energieträgern müssen diese beiden Energieformen durch die Haustechnik erzeugt werden können. Es ist nur noch zu entscheiden, was in die Haustechnik eingespeist wird.

Zum Vergleich zeigt Bild 3.8 die heute weit verbreitete „klassische“ Versorgungsstruktur. Die fossilen Energieträger Öl oder Gas, bei Altbauten auch Kohle, werden in einer Heizung verbrannt, um die Wärme zu liefern. Strom wird direkt von den Kraftwerken der Stromversorger durch das Verbundnetz ins Haus geliefert. Im Haus findet keine Umwandlung mehr statt.

Eine ökologisch sanierte „klassische“ Struktur zeigt Bild 3.9. Die fossilen Energieträger Öl, Gas oder Kohle werden durch Holz, idealerweise in Form von Pellets, ersetzt. Wenn dann der Strom noch von einem Stromanbieter bezogen wird, der die Vollversorgung mit Strom aus regenerativen Energiequellen anbietet, hat man ganz individuell schon das Ziel einer 100%igen Versorgung des eigenen Hauses mit regenerativen Energien erreicht. Bei der Auswahl des Stromanbieters muß man sich kundig machen, denn es gibt einige Wölfe im Schafspelz. Die Lösung der ökologisch sanierten klassischen Struktur bietet sich insbesondere für Altbauten an. Da die Verfügbarkeit von Pellets nicht für alle Altbauten reicht - Schätzungen gehen bis etwa 2,4 Millionen Haushalte - bietet sich für die Altbausanierung auch die Verwendung einer Wärmepumpe mit Geothermienutzung (Erdsonde) an.

Eine vorbildliche Lösung für Neubauten zeigt Bild 3.10: Die gesamte Energie für das Haus wird über eine Solarstromanlage gewonnen. Das Verbundnetz der Stromversorger wird lediglich noch als Pufferspeicher für die Stromversorgung benutzt. Im Falle des Plus-Energie-Hauses ist der Hausbesitzer sogar Energielieferant für die Stromversorger. Der Strom wird nicht nur direkt genutzt, sondern mittels einer Wärmepumpe in die jeweilig benötigte Wärme umgewandelt. Die Solarstromanlage wird dabei nicht besonders groß, da Neubauten über moderne Lüftungskonzepte verfügen und gegenüber Altbauten von sich aus schon einen geringen Wärmebedarf haben. Diese Lösung wurde im Konzept des PEKOHAUS^® optimiert und steht jedem Bürger kostengünstig zur Verfügung.

Für die Verwendung regenerativer Energien im Wohnungsbau können wir zwei überall funktionierende Lösungsvorschläge anbieten:

1) Bei der Bestands- / Altbausanierung:
Pellet-Heizung, evtl. Geothermie mit Wärmepumpe,
evtl. zusätzlich Solarstromanlage

2) Beim Neubau:
Moderne Lüftungskonzepte mit Wärmepumpe und mit Solarstromanlage kombiniert

3.2 Regenerative Energien im Straßenverkehr

Wenn die Energieversorgung des eigenen Hauses - und wenn der Vermieter mitspielt, auch die des Mietshauses oder der Mietwohnung - auf regenerative Energien umgestellt ist, bleibt für den einzelnen Bürger noch die Umstellung im Straßenverkehr.

Die direkteste und einfachste Umstellung gelingt mit der Verwendung eines Fahrzeugs, das Biodiesel verwenden kann. Die Vorteile sind im folgenden aufgezählt, die Unterschiede in der Erzeugung von Schadstoffen beim Biodiesel und normalem Dieselkraftstoff zeigt Bild 3.11:

Biodiesel
- wird aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt,
- ist schwefelfrei (< 0,001 %),
- senkt deutlich die Ruß-Emission (bis zu ca. 50%),
- gibt bei der Verbrennung etwa soviel CO₂ ab, wie die Pflanze beim Wachstum aufgenommen hat (geschlossenener CO₂-Kreislauf),
- enthält kein Benzol und keine anderen Aromate,
- verringert die Kohlenwasserstoff-Emission (vor allem die Emission von polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen),
- ist biologisch leicht abbaubar und gefährdet bei Unfällen nicht Boden und Grundwasser,
- ist kein Gefahrgut (der Flammpunkt liegt bei ca. 170° C),
- besitzt eine hohe Schmierfähigkeit und schont den Motor.

Bild 3.11:

Zukünftige Entwicklungen in der Autoindustrie, die auf regenerativen Energien basieren, sind beispielsweise Brennstoffzellenfahrzeuge, die mit Solar-Wasserstoff betrieben werden. Solche Fahrzeuge stehen aber erst in einigen Jahren zur Verfügung. Für die Übergangszeit ist die Verschwendung von fossilen Energien möglichst klein zu halten, d.h. auf die Anschaffung sparsamer Autos und auf sparsame Fahrweise zu achten.

3.3 Regenerative Energien in der Industrie und bei Kleinverbrauchern

Bei Industrie und Kleinverbrauchern, außer bei den Landwirten, ist die Bereitschaft zur Umstellung auf regenerative Energien noch nicht sehr hoch entwickelt. Viele setzen hier eher auf den sogenannten Zertifikathandel, d.h. man ist bereit für die Umweltverschmutzung zu bezahlen.

Der einzelne Bürger kann der Industrie jedoch auf die Sprünge helfen, indem er vorzugsweise Ökoprodukte kauft und generell auf Produkte von ökologisch geführten Betrieben achtet.