Seite - 171 - in Umwelt- und Bioressourcenmanagement für eine nachhaltige Zukunftsgestaltung

171 Umweltrelevante Systeme & Technologien 5 Gleichung 5.1.27 ist sehr allgemein und gilt für alle als kontinuierlich beschreibbaren Prozesse der Energietechnik. Es lassen sich damit beispielsweise Wasserkraftwerke berechnen, aber auch Wärmeüberträger, Pumpen, Kompressoren und chemische Reak- toren wie Brennkammern. In vielen Fällen sind die kinetische und die potenzielle Energie im Schwerkraftfeld vernachlässigbar gegenüber den Enthalpieänderungen und werden nicht angeschrieben. 5.1.3.4 Wirkungsgradbegriff Obwohl die Gesamtenergie in jedem Prozessschritt erhalten bleibt, kommt es ent- lang der Bereitstellungskette zu einer Abnahme der technisch bzw. wirtschaftlich nutzbaren Energie. Es ist daher zweckmäßig, nutzbare und nichtnutzbare Energie- komponenten zu unterscheiden. Dies führt zur Definition des Wirkungsgrades als Nutzen, bezogen auf den Einsatz bzw. den Aufwand. Wirkungsgrad = Nutzen / Aufwand Nutzen und Aufwand weisen dabei die gleiche physikalische Einheit auf (bei ener- getischen Wirkungsgraden stationärer Fließprozesse die einer Leistung, d.h. Watt). Damit ist der Wirkungsgrad eine dimensionslose Zahl, die grundsätzlich zwischen 0 und 1 liegt und oft in Prozent angegeben wird. Sind die Einheiten von Nutzen und Aufwand unterschiedlich, ergeben sich dimensionsbehaftete Kennzahlen, die nicht als Wirkungsgrad bezeichnet werden sollten. Wirkungsgrade sind gut geeignet, die Effizienz von Prozessalternativen zu vergleichen, die vom gleichen Energieträger bzw. der gleichen Energiequelle ausgehen, um einen bestimmten Nutzen zu erreichen. Stehen unterschiedliche Energiequellen zur Ver- fügung, ist ein Vergleich auf Basis der Wirkungsgrade meist nicht aussagekräftig. 5.1.3.5 Energieeffizienz von Bereitstellungsketten Die Bereitstellung von Nutzenergie erfolgt über Bereitstellungsketten (siehe Abbildung 5.1.7). Der Wirkungsgrad der gesamten Prozesskette ergibt sich durch Multiplika- tion der Wirkungsgrade der einzelnen Prozessschritte (siehe Fallbeispiel 5.1.2). Ähn- liche Schätzungen wie in Fallbeispiel 5.1.2 lassen sich für Kraftwerke, Wärmebereit- stellungs- oder Kühlsysteme durchführen. Energietechnikerinnen und Energietechniker bedienen sich zur Effizienzbewertung von Bereitstellungsketten, neben den Wirkungsgraden, auch komplexerer Definitionen, die die prinzipiellen Grenzen der Umwandelbarkeit von Energieformen berücksich- tigen. So können Ansatzpunkte für relevante Effizienzsteigerungen zielsicher identi-