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Energieflussdiagramm – Definition
Energieflussdiagramme werden verwendet, um Informationen über Energie visuell darzustellen. Dabei kann es u.a. um die Nutzung bei verschiedenen Verbrauchern gehen, um die Umwandlung von Energie, oder den Bezug von Energie beispielsweise ausgehend von unterschiedlichen Primärenergieträgern.
Sie werden in der Praxis häufig für folgende Anwendungsgebiete eingesetzt:
- Energieflussdiagramme auf nationaler Ebene (Energiebilanz von Ländern)
- Energieflüsse in einer Region (Erzeugung, Umwandlung, Nutzung)
- Betriebliche Energieflüsse (Standort eines Unternehmens, gesamte Firma)
- Energieströme in einem Prozess (Energieeffizienz, Wirkungsgrad)
Sie werden meist als Sankey-Diagramme dargestellt, wobei die Breite eines Pfeils die Energiemenge darstellt. Alle Ströme verwenden in der Regel die gleiche Maßeinheit, wie z. B. kWh, MWh, PJ, BTU oder Mtoe. Wenn verschiedene Energiearten dargestellt werden, geschieht dies normalerweise mit unterschiedlichen Farben.
Energieflussdiagramm für ein Land
Als Beispiel für ein Energieflussdiagramm eines Landes ist hier die Energiebilanz der Schweiz für das Jahr 2015 zu sehen. Dieses Sankey-Diagramm wurde freundlicherweise von Max Blatter, Energie-Atlas Publishing zur Verfügung gestellt.
Ohne, dass hierfür ein Standard definiert wäre, sind diese Diagramme typischerweise so aufgebaut, dass auf der linken Seite die Energieträger (Primärenergie) als "Quelle" angeordnet sind. Von dort verlaufen die Ströme direkt oder über Umwandlungsstufen (Kraftwerke) nach rechts unten, wo sie nach nutzenden Sektoren bzw. Verbrauchern (Industrie, Landwirtschaft, Transport, Privathaushalte) aufgeschlüsselt werden. Verluste in der Umwandlung und dem Transport zweigen nach unten ab.
Als Datengrundlage für die Visualisierung dienen statistische Daten oder in Prognosen und Modellrechnungen ermittelte Werte, wenn es sich um Planzahlen für zukünftige Energie-Szenarien handelt.
Regionale Energieflüsse
Auch Regionen, Gemeinden und Städte erstellen inzwischen Diagramme ihrer Energieflüsse. Mit neuen Technologien (z.B. Micro Grid) und dem verstärkten Trend zu einer lokalen, dezentralisierten Energieerzeugung soll damit Transparenz geschaffen werden, woher die Energie stammt, wie sie erzeugt wurde, und wie sie genutzt wird. Importen von Energie über die Grenzen der betrachteten Region hinweg erhalten besondere Aufmerksamkeit.
Die lokalen Akteure wollen mit diesen Visualisierungen bei der Bevölkerung das Bewußtsein für das Thema Energie schärfen und umweltfreundlichere Energien fördern.
Dieses Diagramm zeigt die Energieverbräuche der Stadt Basel. Es wurde veröffentlicht von dem Statistischen Amt des Kantons Basel-Stadt.
Betriebliche Energieflüsse
Zahlreiche Unternehmen setzen auf Energiemanagementsysteme nach ISO 50001. In diesem Rahmen werden die Energieverbräuche im Betrieb erfasst und analysiert. Auch hier kommen Energiefluss-Diagramme (Sankey-Diagramme) zum Einsatz.
Die Diagramme dienen sowohl der internen Kommunikation (z.B. zur Analyse und Diskussion innerhalb des Projektteams), als auch als Dokumentation (z.B. im Rahmen eines Energieaudits) und der Präsentation für externe Stakeholder.
In der nebenstehenden Abbildung ist bespielhaft ein Energieflussdiagramm einer Firma mit fiktiven Werten gezeigt. Auf der linken Seite sieht man den Gesamtenergieverbrauch bezogen auf ein Jahr, aufgeschlüsselt nach Energieformen. Rechts sind die Verbraucher mit ihren Anteilen am Energiekonsum gezeigt. Dabei wird als Kennzahl (EnPI) gemäß ISO 50006 beispielhaft der Energieverbrauch pro Umsatz verwendet.
Energieflüsse in einem Prozess
Auch in der Verfahrenstechnik kommen diese Diagramme zum Einsatz, z.B. Um in einem Produktionssystem bzw. bei einem technischen Prozess detailliert die Punkte zu identifizieren, an denen Energieverluste entstehen.
In nebenstehendem Beispiel sind die Energieflüsse für ein Prozess zur Erzeugung von erneuerbaren Erdgas aus Biomasse (Holz) dargestellt. Es zeigt deutlich, wie intensiv die an den einzelnen Prozessen anfallende Abwärme weiter genutzt wird.
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