Was ist graue Energie? Definition und Anwendung

Was ist graue Energie? Dieses in den 1960er Jahren entwickelte Konzept, das untrennbar mit der Forschung zur Lebenszyklusanalyse von Produkten verbunden ist, soll den gesamten ökologischen Fußabdruck eines Produkts messen – von der Rohstoffgewinnung bis zum Ende seiner Lebensdauer. Obwohl diese Methodik in bestimmten Branchen, allen voran im Baugewerbe, intensiv genutzt wird, weist sie dennoch gewisse Grenzen auf.

Matthieu Duault
Climate Copywriter
Publication : 
19.03.2024
Inhaltsverzeichnis
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Das Konzept der grauen Energie stammt aus den 1960er Jahren, der Geburtsstunde der Lebenszyklusanalyse (LCA), und bleibt ein in vielen Branchen weit verbreiteter Maßstab, der zahlreichen Systemen zur Messung der Umweltauswirkungen zugrunde liegt. Obwohl sie manchmal in Konkurrenz zum CO2-Fußabdruck steht, entwickeln sich beide Methoden parallel und können sich als komplementär erweisen.

Was genau ist also graue Energie? Wie lässt sie sich messen? Wozu dient sie und für wen ist sie nützlich?

Der Ursprung der grauen Energie

Der Begriff „graue Energie“ tauchte erstmals 1972 in den Forschungsarbeiten von Dr. Ian Boustead auf. Das Konzept war bereits Ende der 1960er Jahre Gegenstand verschiedener Studien. Angesichts der zunehmenden Abfallmengen und der massiven Ausbeutung natürlicher Ressourcen in einer Zeit starken Wirtschaftswachstums begannen mehrere Unternehmen, sich für die Lebenszyklen von Produkten zu interessieren.

Eines der ersten war Coca-Cola, das 1969 nach weniger umweltschädlichen Alternativen zu seiner Glasflasche suchte. Das Ergebnis, so paradox es heute erscheinen mag, zeigte, dass die Kunststoffflasche deutlich weniger graue Energie verbrauchte als die Glasflasche. Dies erklärt teilweise die fast flächendeckende Verbreitung dieses Formats ab den 1990er Jahren.

Was ist graue Energie?

Graue Energie entspricht der Gesamtmenge an Primärenergie, die über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts verbraucht wird, von der Rohstoffgewinnung bis zum Ende der Lebensdauer. Sie wird in kWh angegeben.

Dieses Konzept soll die Berechnung der gesamten Umweltauswirkungen eines Produkts oder Materials ermöglichen.

Sie berücksichtigt daher umfassend die Rohstoffgewinnung, den Transport, die verschiedenen Verarbeitungsschritte, die Vermarktung, die Inbetriebnahme, die Nutzung des Produkts sowie schließlich dessen Recycling oder Entsorgung.

Sie wird auch als versteckte Energie, intrinsische Energie (im Englischen „embodied energy“) oder indirekte Energie bezeichnet, da sie für den Endverbraucher des Produkts oder Materials nicht direkt sichtbar ist. Sie steht damit im Gegensatz zur Nutzungsenergie, also der Energie, die während des Gebrauchs eines Produkts verbraucht wird (zum Beispiel das Benzin für ein Auto mit Verbrennungsmotor oder die Heizenergie eines Gebäudes).

Graue Energie wird insbesondere in Branchen wie dem Baugewerbe oder der Haushaltsgeräteindustrie verwendet. Sie ermöglicht eine Bilanzierung der Energie, die für die Herstellung eines Gebäudes oder einer Maschine erforderlich ist, und erlaubt zudem abzuschätzen, ab wann sich die Konstruktion „amortisiert“ hat. Das bedeutet, dass der direkte Energieverbrauch den Verbrauch an grauer Energie überstiegen hat. Nach dieser Methodik gilt: Je länger die Lebensdauer eines Produkts, desto eher ist es im Hinblick auf seine Umweltauswirkungen „rentabel“ und hilft, Energieverschwendung zu vermeiden.

Die Berücksichtigung dieses Themas erscheint umso wichtiger, da man davon ausgeht, dass die graue Energie durchschnittlich zwei Drittel des gesamten Energieverbrauchs eines Produkts ausmacht.

Die Berechnung dieser Menge würde es beispielsweise ermöglichen zu wissen, ob es besser ist, ein Elektrofahrzeug neu kaufen oder die alte Benzinschleuder behalten.

Graue Energie und Ökobilanz

Die Begriffe graue Energie undÖkobilanz sind eng miteinander verknüpft. Der Begriff der grauen Energie entstand im Zuge der Forschung zum Lebenszyklus von Produkten. Doch erst die Studien zur grauen Energie ermöglichten es, Ökobilanzen zu formalisieren und zu normieren.

So ist die Ökobilanz eines Produkts eine standardisierte und regulierte Methode, um die graue Energie eines Produkts oder einer Dienstleistung zu quantifizieren. Dieses Konzept wurde erstmals während des Erdgipfels von Rio im Jahr 1992 vorgestellt.

Diese Methodik wurde anschließend von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) aufgegriffen, die mit den Normen ISO 14040 und 14044 neue Standards zur Messung der Ökobilanz von Produkten und Dienstleistungen schuf.

Anwendungsbeispiel: das Bauwesen

Graue Energie ist im Bausektor zu einer relativ gängigen Messgröße geworden. Sie ermöglicht es, die Umweltauswirkungen eines Gebäudes zu bewerten, und ist der Ursprung zahlreicher Innovationen, sowohl bei der Materialwahl als auch beim Bauprozess.

Die graue Energie eines Gebäudes umfasst insbesondere:

  • Die Energie, die für die Herstellung der Baumaterialien aufgewendet wird.
  • Die Energie, die für den Transport der Materialien zur Baustelle benötigt wird.
  • Die Energie, die für die Errichtung des Gebäudes verbraucht wird.
  • Die Energie, die für die Instandhaltung des Gebäudes erforderlich ist.
  • Die Energie, die für den Abriss des Gebäudes anfällt.

Hinzu kommen der Transport der Arbeitskräfte, die Einrichtung der Baustelle usw.

Da ein Gebäude logischerweise eine besonders lange Lebensdauer hat, Man geht davon aus, dass die graue Energie durchschnittlich 20 % des gesamten Energieverbrauchs ausmacht über die gesamte Lebensdauer, was einen beachtlichen Teil der Umweltbilanz darstellt.

Zu den möglichen Lösungen zur Reduzierung dieses Energieverbrauchs gehören Ansätze, die sich auf die Materialien konzentrieren (langlebig, umweltfreundlich, lokal bezogen zur Vermeidung langer Transportwege), sowie solche, die das Gebäudedesign betreffen (nachhaltige Bauweisen, energieeffiziente Gebäude).

In diesem Sinne hat die AFNOR das HQE-Label entwickelt, das darauf abzielt, „die kurz- und langfristigen Umweltauswirkungen eines Bau- oder Sanierungsprojekts zu begrenzen und gleichzeitig den Bewohnern gesunde und komfortable Lebensbedingungen zu gewährleisten.“ Dieses Label basiert auf Studien zur grauen Energie von Gebäuden und berücksichtigt unter anderem die Energie, die über die gesamte Lebensdauer des Bauwerks verbraucht wird.

Die Grenzen der grauen Energie

Obwohl die Messung der grauen Energie dazu dienen soll, die „Gesamtauswirkung“ eines Produkts oder einer Dienstleistung über den gesamten Lebenszyklus hinweg zu erfassen, schränkt die Fokussierung auf den Energieaspekt die Analyse ein, da andere Auswirkungen auf bestimmte Umweltindikatoren unberücksichtigt bleiben.

Verschmutzung: Der große blinde Fleck der grauen Energie

Eine der wesentlichen Grenzen dieser Methodik ist, dasssie kollaterale Umweltschäden außer Acht lässt, die mit dem Lebenszyklus eines Produkts verbunden sein können.

So berücksichtigt sie beispielsweise nicht die chemische Verschmutzung, die bei der Rohstoffgewinnung, der Verarbeitung oder am Ende des Produktlebenszyklus entsteht. Ein Beispiel hierfür ist der Rotschlamm, der bei der Herstellung von Aluminium anfällt.

Der Fall Coca-Cola ist besonders aufschlussreich. Wie bereits erwähnt, führten ihre ersten Analysen Ende der 60er Jahre dazu, die PET-Flasche zu bevorzugen, da diese weniger graue Energie verbraucht als ihr Vorgänger aus Glas. Leider hat diese Entscheidung sie laut aktuellen Berichten der NGO auch zum weltweit größten Verursacher von Plastikmüll gemacht: Break Free From Plastic.

So umfassend und ausgefeilt sie auch sein mag, die graue Energie ist daher kein ausreichender Indikator, um die gesamte Umweltbelastung eines Produkts zu messen. Weitere Indikatoren müssen hinzugezogen werden, um die während des Produktlebenszyklus entstehenden Folgeschäden zu erfassen.

Ein komplex zu messender Indikator

Unter Berücksichtigung des gesamten Lebenszyklus eines Produkts, eines Gebäudes oder einer Dienstleistung erweist sich die graue Energie als schwer messbar. Dies gilt insbesondere für komplexe Produkte,die aus einer Vielzahl verschiedener Komponenten bestehen.

Das Automobil ist hierfür ein deutliches Beispiel. Tausende von Teilen unterschiedlicher Herkunft, die ihrerseits aus Materialien bestehen, die mehrfach verarbeitet wurden.

Zu dieser Komplexität kommt die des Produktlebensendes hinzu. Welche Komponenten eines komplexen Produkts können recycelt oder wiederverwendet werden, welche müssen entsorgt werden? Verfügt der Ort der Entsorgung über die notwendigen Ressourcen für das Recycling?

Obwohl es möglich ist, einen Durchschnittswert zu ermitteln, macht die Vielzahl der zu berücksichtigenden Kriterien die Ergebnisse dieser Analyse relativ unsicher und erfordert daher einen strengen, normierten Prozess sowie den Willen aller am Lebenszyklus eines Produkts beteiligten Akteure, zu handeln.

Wie lässt sich graue Energie reduzieren?

Wie bereits erwähnt, macht die graue Energie durchschnittlich zwei Drittel des Energieverbrauchs eines Produkts aus. Um unsere negativen Umweltauswirkungen zu verringern, müssen wir uns dieses Themas daher entschlossen annehmen.

Da die verbrauchte Energiemenge stark mit der Herstellung neuer Produkte verknüpft ist, müssen wir unser Konsumverhalten grundlegend überdenken – sowohl hinsichtlich der Menge der Produkte als auch ihrer Produktionsweise.

Es geht also darum, einen Weg zu finden, diese Energie „rentabel“ zu machen. Den Anteil der grauen Energie im Verhältnis zum Energieverbrauch während der Nutzungsdauer eines Produkts zu senken.

Die Lebensdauer von Produkten verlängern

Eine der ersten Lösungen zur Senkung des Energieverbrauchs besteht darin,die Lebensdauer von Produkten zu verlängern. Ein funktionstüchtiges Produkt muss schließlich nicht (oder sollte nicht) ersetzt werden.

Die Verlängerung der Produktlebensdauer durch den Kampf gegen geplante Obsoleszenz oder die Verbesserung der Reparierbarkeit trägt somit maßgeblich zur Verringerung der Umweltauswirkungen bei.

Es stellt sich zudem die Frage, ob es besser ist, ein Produkt mit hohem Energieverbrauch in der Nutzungsphase durch ein neues, sparsameres Modell zu ersetzen. Da die Herstellung komplexer Produkte einen hohen Anteil an grauer Energie erfordert, ist der Austausch durch ein energieeffizienteres Gerät nicht immer die beste Lösung. Manchmal ist es sinnvoller, die Nutzung des aktuellen Produkts zu maximieren.

Energieverbrauch an der Quelle senken

Je stärker ein Produkt verarbeitet ist, desto höher ist sein grauer Energieverbrauch. Je weiter ein Produkt transportiert werden muss, desto mehr graue Energie steckt darin.

Durch die Bevorzugung von Rohstoffen oder zumindest weniger stark verarbeiteten Materialienlässt sich die bei der Herstellung eines Produkts verbrauchte Energiemenge erheblich reduzieren. Dies ist beispielsweise im Bausektor der Fall, wo sich eine Dämmung aus Flachsfasern als weitaus umweltfreundlicher erweist als Polystyrol.

Ebenso hilft der Rückgriff auf lokale Produkte, einen Großteil der grauen Energie eines Produkts einzusparen, die durch den Transport der Materialien entsteht.

Graue Energie und Globalisierung

Die Analyse der grauen Energie hat gezeigt, dass Dekarbonisierungsbemühungen bei einer zu engen Betrachtungsweise oft nur eine Illusion sind.

So haben die Industrieländer in den letzten Jahrzehnten dazu tendiert, ihre graue Energie in Entwicklungsländer zu exportieren.

Die Verlagerung ganzer Industriezweige von Europa nach Asien hat faktisch zu einer Verlagerung unseres Energieverbrauchs geführt und die offiziellen Emissionszahlen der europäischen Länder künstlich geschönt. China ist damit zum weltweit größten Exporteur grauer Energie geworden.

Les différences mondiales d'émissions liées à la consommation et la production en 2004 en Mt CO2/an
Globale Unterschiede bei den konsum- und produktionsbedingten Emissionen im Jahr 2004 in Mt CO2/Jahr (rot = Netto-Emissionsimporte, blau = Netto-Emissionsexporte) (Quelle: Importierte Emissionen: Der blinde Passagier des Welthandels - Réseau Action Climat - Ademe - Citepa)

Wir haben daher einen verzerrten Blick auf unsere Bemühungen zur CO2-Reduktion. Während unsere direkten Emissionen sinken, nimmt unser Verbrauch an grauer Energie tendenziell zu. Dies liegt sowohl an unseren Konsumgewohnheiten (mehr Produkte, geringere Qualität) als auch an der Herkunft der konsumierten Waren, da der Gütertransport den Energieaufwand für ein Produkt maßgeblich beeinflusst.

Fazit

Obwohl die graue Energie ein wertvoller Indikator zur Bewertung der Umweltauswirkungen von Produkten und Dienstleistungen bleibt, muss ihre Anwendung durch weitere Instrumente ergänzt werden, um eine umfassendere Bewertung zu ermöglichen,die auch chemische Verschmutzung oder die Zerstörung von Ökosystemen berücksichtigt.

Die Verringerung unserer Abhängigkeit von grauer Energie erfordert konzertierte Maßnahmen auf allen gesellschaftlichen Ebenen, von der Produktgestaltung bis hin zu unseren Konsumgewohnheiten, um eine nachhaltige und umweltfreundliche Entwicklung zu fördern. Letztlich ist es entscheidend, diese Maßnahmen auf globaler Ebene umzusetzen. Ein umfassender und gemeinschaftlicher Ansatz ist notwendig, um diese Herausforderungen anzugehen und Fortschritte in Richtung eines verantwortungsvolleren Umgangs mit Ressourcen zu erzielen.

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Quellen: