Strom
Strom ist die "edelste" Form der Energie, die in der Schule und zu Hause verwendet wird. Während man beispielsweise mit Gas und Heizöl ein Gebäude heizt und allenfalls noch einen Verbrennungsmotor antreiben kann, lässt sich Strom universell verwenden: zum Heizen, zur Erzeugung von warmem Wasser, zur Beleuchtung, zum Antrieb von Elektromotoren oder zum Betrieb eines Computers und anderer Kommunikationsgeräte (Fax, Telefon, sogar zum Pausengong).
CO2-Emissionen durch Strom
Mit der Erzeugung von Strom ist eine hohe Belastung des Klimas verbunden. Dass Strom dort, wo er gerade gebraucht wird, völlig emissionsfrei Elektrogeräte antreibt, darf nicht darüber hinwegtäuschen, dass dafür an anderer Stelle, nämlich in den Kraftwerken, um so mehr Schadstoffe und CO2 entstehen. Die CO2-Emissionen, die der Verbrauch einer Kilowattstunde Strom verursacht, liegen zwei- bis dreifach so hoch wie die Emissionen der Energieträger Erdgas oder Erdöl. Das liegt an den hohen Verlusten bei der Umwandlung im Kraftwerk. Sogenannte Emissionsfaktoren geben an, wie groß die CO2-Menge ist, die durch den Verbrauch einer Kilowattstunde eines Energieträgers entstehen. Dabei ist alles zu berücksichtigen, was mit der Bereitstellung der Energie zusammen hängt: Nämlich die Förderung und der Transport der Energieträger, die Umwandlungsschritte, die ihrerseits wieder Energie verbrauchen, und die tatsächliche Nutzung vor Ort. Es ergibt sich folgendes Bild:
Arbeit und Leistung - immer wieder verwirrend?
Die Energiemenge an Strom, die man an einem bestimmten Tag, einer Woche oder einem Jahr verbraucht, wird in Kilowattstunden gemessen. Diese Einheit findet sich auch auf der Stromrechnung und wird abgerechnet. Sie ist vergleichbar mit dem Verbrauch an Litern Heizöl (1 Liter entspricht einer Energiemenge von 10 Kilowattstunden) oder Kubikmetern Erdgas (1m3 = 10 Kilowattstunden).
Zur Verwirrung führt häufig der Begriff Leistung: Sie wird in Watt oder Kilowatt gemessen und findet sich als Anschlussleistung auf Glüh- und Energiesparlampen, Elektrogeräten und wird vom Strommessgerät angezeigt. Die Leistung gibt an, wie viel Energie pro Zeiteinheit verbraucht wird: Eine hohe Anschlussleistung deutet also auf einen hohen Verbrauch pro Zeiteinheit hin. Zur Bestimmung des Verbrauchs kommt es aber darauf an, wie lange ein Gerät arbeitet.
Beispiel: Eine Kaffeemaschine hat zwar mit ca. 700 Watt eine hohe Anschlussleistung. Da der Kaffee aber nach 5 bis 10 Minuten fertig ist, verbraucht sie dafür lediglich 0,1 bis 0,2 Kilowattstunden. Ein Fernsehapparat, der im Stand-by-Modus darauf wartet, dass jemand ihn einschaltet, hat zwar nur eine Anschlussleistung von ca. 10 Watt, verbraucht am Tag aber eine Viertel Kilowattstunde, soviel wie zweimal Kaffee kochen.
Strombedarf in der Schule
Der typische Stromverbrauch von Schulen setzt sich zwie in der folgenden Grafik dargestellt zusammen. Deutlich erkennt man den dominierenden Einfluss der Beleuchtung.
Bei sehr großen Schulgebäuden mit Lüftungsanlagen für die Räume ist der Anteil des Beleuchtungsstroms geringer und der Anteil der Lüftungsanlage nimmt zu. Mit Hilfe einer Lastgangmessung lässt sich der Stromverbrauch einer Schule genauer untersuchen. Die Interpretation der Kurve zeigt Einsparpotentiale auf. Außerdem werden die Lastspitzen sichtbar, das heißt die Zeiten, an denen der meiste Strom verbraucht wird (= die höchste elektrische Leistung an der Schule anliegt; Einheit: Watt oder Kilowatt). Eine typische Lastkurve findet sich in der folgenden Grafik. Hier ist die Anschlussleistung während eines Werktages an einem trüben Wintertag aufgetragen. Die Kurve beginnt um Mitternacht und endet 24 Stunden später. Während des Schulbetriebs erkennt man den dominierenden Einfluss der Beleuchtung. Sogar die Pausen sind zu erkennen. Teilweise sind hier die Lichter gelöscht.
Beleuchtung
Ein viel diskutierter Punkt ist die Frage, ob man Lampen auch in kurzen Pausen ausschalten sollte, um Strom zu sparen. Die Antwort lautet eigentlich immer: Ja!!!
Die Begründung muss aber ausführlich erläutert werden:
Bei Leuchtstofflampen muss man differenzieren. Leuchtstofflampen werden mit sogenannten Vorschaltgeräten betrieben, die das Leuchtmittel in der Röhre mit Hochspannung versorgen. Moderne elektronische Vorschaltgeräte schaden der Leuchtstofflampe durch häufiges Ein- und Ausschalten nur sehr wenig. Alte konventionelle Vorschaltgeräte hingegen führen beim Ein- und Ausschalten zu einer geringeren Lebensdauer der Leuchtstoffröhre. Betrachtet man das Gesamtsystem inklusive des Energieaufwands zur Herstellung neuer Leuchtstoffröhren, lohnt sich trotzdem das Ausschalten auch für kurze Pausen.
Die heute erhältlichen “Energiesparlampen” besitzen elektronische Vorschaltgeräte, die die Leuchtmittel beim Schalten schonen, auch wenn man sie häufig für 1 Minute an- oder ausschaltet.
Was unterscheidet die verschiedenen Arten von Lampen?
Weitere Information und wichtige Fragen finden Sie hier: FAQ Strom
Diese wertvolle Energie muss allerdings auch mit großem Aufwand erzeugt und verteilt werden. In Deutschland gibt es zahlreiche Kraftwerke unterschiedlichster Größe, die nur für die Stromerzeugung nötig sind. Im Jahr 2011 betrug die gesamte Bruttostromerzeugung in Deutschland etwa 614 Mrd. kWh (Quelle: AG Energiebilanzen 2011), welche auf einem breiten Mix unterschiedlicher Energieträger basierte. Neben den fossilen Energieträgern Erdgas, Stein- und Braunkohle sowie der Kernenergie, nimmt der Anteil der Erneuerbaren Energien stetig zu und gewinnt an Einfluss und Bedeutung. 2011 bestanden immerhin 17,6% des Stroms in Deutschland aus Kernenergie (vgl. 2010: 22,4%). Die prozentualen Anteile von Braun- und Steinkohle lagen bei 24,9% und 18,6%. Auf Erdgas entfielen 13,7% der Stromproduktion. Bei den Erneuerbaren Energien konnte vor allem die Photovoltaik mit 3% im Vergleich zum Vorjahr (2010: 1,9%) zulegen. Wasserkraft und Biomasse beliefen sich auf 3,2 bzw. 5,2% des erzeugten Stroms. Der Windkraftanteil stieg von 6% in 2010 auf 7,6%, was auf ein stärkeres Winddargebot im Jahr 2011 zurückzuführen ist. Trotzdem wurden die Windkraftanlagen weiter ausgebaut und die Stromgewinnung durch Wind befindet sich nach wie vor auf einem hohen und ausbaufähigen Niveau.
Insgesamt ist der Anteil der Erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung, insbesondere durch den Ausbau der Windenergie, auf zirka 19,9% gestiegen- zum Vergleich: im Jahr 2000 lag der Anteil bei 6,5%. In den nächsten zehn Jahren sollen die regenerativen Energien bis zu 35% des Bruttostromverbrauchs decken.
CO2-Emissionen durch Strom
Mit der Erzeugung von Strom ist eine hohe Belastung des Klimas verbunden. Dass Strom dort, wo er gerade gebraucht wird, völlig emissionsfrei Elektrogeräte antreibt, darf nicht darüber hinwegtäuschen, dass dafür an anderer Stelle, nämlich in den Kraftwerken, um so mehr Schadstoffe und CO2 entstehen. Die CO2-Emissionen, die der Verbrauch einer Kilowattstunde Strom verursacht, liegen zwei- bis dreifach so hoch wie die Emissionen der Energieträger Erdgas oder Erdöl. Das liegt an den hohen Verlusten bei der Umwandlung im Kraftwerk. Sogenannte Emissionsfaktoren geben an, wie groß die CO2-Menge ist, die durch den Verbrauch einer Kilowattstunde eines Energieträgers entstehen. Dabei ist alles zu berücksichtigen, was mit der Bereitstellung der Energie zusammen hängt: Nämlich die Förderung und der Transport der Energieträger, die Umwandlungsschritte, die ihrerseits wieder Energie verbrauchen, und die tatsächliche Nutzung vor Ort. Es ergibt sich folgendes Bild:
| 1 kWh Strom aus... | ...entspricht | ...und führt zu CO2-Emissionen von... | |
Erdgas | 0,22 m3 | 0,39 kg | |
Erdöl | 0,30 l | 0,87 kg | |
Steinkohle | 0,30 kg | 0,83 kg | |
| Braunkohle | 1,1 kg | 1,05 kg | |
| Strommix Deutschland | 0,67 kg | ||
Arbeit und Leistung - immer wieder verwirrend?
Die Energiemenge an Strom, die man an einem bestimmten Tag, einer Woche oder einem Jahr verbraucht, wird in Kilowattstunden gemessen. Diese Einheit findet sich auch auf der Stromrechnung und wird abgerechnet. Sie ist vergleichbar mit dem Verbrauch an Litern Heizöl (1 Liter entspricht einer Energiemenge von 10 Kilowattstunden) oder Kubikmetern Erdgas (1m3 = 10 Kilowattstunden).
Zur Verwirrung führt häufig der Begriff Leistung: Sie wird in Watt oder Kilowatt gemessen und findet sich als Anschlussleistung auf Glüh- und Energiesparlampen, Elektrogeräten und wird vom Strommessgerät angezeigt. Die Leistung gibt an, wie viel Energie pro Zeiteinheit verbraucht wird: Eine hohe Anschlussleistung deutet also auf einen hohen Verbrauch pro Zeiteinheit hin. Zur Bestimmung des Verbrauchs kommt es aber darauf an, wie lange ein Gerät arbeitet.
Beispiel: Eine Kaffeemaschine hat zwar mit ca. 700 Watt eine hohe Anschlussleistung. Da der Kaffee aber nach 5 bis 10 Minuten fertig ist, verbraucht sie dafür lediglich 0,1 bis 0,2 Kilowattstunden. Ein Fernsehapparat, der im Stand-by-Modus darauf wartet, dass jemand ihn einschaltet, hat zwar nur eine Anschlussleistung von ca. 10 Watt, verbraucht am Tag aber eine Viertel Kilowattstunde, soviel wie zweimal Kaffee kochen.
Strombedarf in der Schule
Der typische Stromverbrauch von Schulen setzt sich zwie in der folgenden Grafik dargestellt zusammen. Deutlich erkennt man den dominierenden Einfluss der Beleuchtung.
Bei sehr großen Schulgebäuden mit Lüftungsanlagen für die Räume ist der Anteil des Beleuchtungsstroms geringer und der Anteil der Lüftungsanlage nimmt zu. Mit Hilfe einer Lastgangmessung lässt sich der Stromverbrauch einer Schule genauer untersuchen. Die Interpretation der Kurve zeigt Einsparpotentiale auf. Außerdem werden die Lastspitzen sichtbar, das heißt die Zeiten, an denen der meiste Strom verbraucht wird (= die höchste elektrische Leistung an der Schule anliegt; Einheit: Watt oder Kilowatt). Eine typische Lastkurve findet sich in der folgenden Grafik. Hier ist die Anschlussleistung während eines Werktages an einem trüben Wintertag aufgetragen. Die Kurve beginnt um Mitternacht und endet 24 Stunden später. Während des Schulbetriebs erkennt man den dominierenden Einfluss der Beleuchtung. Sogar die Pausen sind zu erkennen. Teilweise sind hier die Lichter gelöscht.
Beleuchtung
Ein viel diskutierter Punkt ist die Frage, ob man Lampen auch in kurzen Pausen ausschalten sollte, um Strom zu sparen. Die Antwort lautet eigentlich immer: Ja!!!
Die Begründung muss aber ausführlich erläutert werden:
- Lebensdauer
Bei Leuchtstofflampen muss man differenzieren. Leuchtstofflampen werden mit sogenannten Vorschaltgeräten betrieben, die das Leuchtmittel in der Röhre mit Hochspannung versorgen. Moderne elektronische Vorschaltgeräte schaden der Leuchtstofflampe durch häufiges Ein- und Ausschalten nur sehr wenig. Alte konventionelle Vorschaltgeräte hingegen führen beim Ein- und Ausschalten zu einer geringeren Lebensdauer der Leuchtstoffröhre. Betrachtet man das Gesamtsystem inklusive des Energieaufwands zur Herstellung neuer Leuchtstoffröhren, lohnt sich trotzdem das Ausschalten auch für kurze Pausen.
Die heute erhältlichen “Energiesparlampen” besitzen elektronische Vorschaltgeräte, die die Leuchtmittel beim Schalten schonen, auch wenn man sie häufig für 1 Minute an- oder ausschaltet.
- Einschaltstrom
Was unterscheidet die verschiedenen Arten von Lampen?
- Glühlampen: Hier emittiert ein aufgeheizter Wolframdraht Licht, zu 95 Prozent aber Wärme. Glühlampen haben in Schulgebäuden eigentlich nichts zu suchen.
- Leuchtstofflampen: In ihnen wird ein Gas ionisiert und beschleunigte Elektronen regen ein Leuchtmittel zur Aussendung sichtbaren Lichts an. Ihr Wirkungsgrad ist 5 bis 6 mal besser als der von Glühlampen, deshalb werden sie überall dort verwendet, wo möglichst energieeffizient Licht erzeugt werden soll.
- Energiesparlampen: Sie arbeiten nach dem Prinzip der Leuchtstofflampen, sind aber "zusammengebogen" und können dadurch Glühlampen ersetzen. Auch eine Energiesparlampe verbraucht für die Erzeugung der Lichtmenge einer Glühlampe nur ein Fünftel der Strommenge.
Weitere Information und wichtige Fragen finden Sie hier: FAQ Strom
