Ingenieure und die Energiekrise

Öffentliche Gebäude werden nur noch auf 19 Grad geheizt, Politiker:innen geben Tipps, wie man beim Duschen Strom sparen kann und die Beleuchtung auf den Weihnachtsmärkten soll reduziert werden: In Deutschland sind Strom und Gas so knapp wie lange nicht mehr und die Preise entsprechend auf einem Rekordhoch. Doch die meiste Energie wird in der Industrie genutzt. Etwa ein Drittel der in Deutschland benötigten Energie geht an die Industrie, obwohl die Energie für Lieferung und Transport nicht mit dazu zählt. Als Ingenieur:in für Elektrotechnik oder Umwelttechnik hast Du es langfristig in der Hand, uns alle unabhängiger von Gaslieferungen aus dem Ausland zu machen oder Produkte zu entwickeln, die besonders wenig Energie verbrauchen. Wir geben Dir eine Übersicht, in welchen Bereichen Du gerade besonders gute Einstiegs- und Entwicklungsmöglichkeiten hast. Und wo Du noch richtig mit anpacken kannst, um die Zukunft zu gestalten.

Das Problem: Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen

Deutschland ist für sein Ingenieurwesen und generell noch immer für die Dichtenden und Denkenden bekannt – aber im Gegensatz zu z. B. Russland oder den Vereinigten Arabischen Emiraten eher nicht für seine Energieträger wie etwa Gas. Und weil wir alle von Energielieferungen aus diesen Ländern abhängig sind, steht Deutschland vor vielen Problemen, die Du als angehende Ingenieur:in in den kommenden Jahren lösen kannst. Der Krieg in der Ukraine geht weiter genau wie die damit verbundende Lieferengpässe bei vielen Ressourcen. Du hast vielleicht auch davon gehört, dass viele Europaletten in der Ukraine etwa hergestellt wurden und dadurch Lieferschwierigkeiten verursachten, weil sie so ein fester Bestandteil der Ver- und Abladung von Waren sind. Aber auch andere Materialen wie Stahl aus Russland wurde benötigt, um die Infrastruktur des deutschen Energienetzes auszuweiten. Das bedeutet, dass es nun an Dir liegt alternative Lösungen zu finden, wie die deutsche Industrie entlastet werden kann. Du bist im Energiesektor besonders gefragt, wenn Du Bauingenieur, Maschinenbauingenieurin, Umweltingenieur oder natürlich auch Elektroingenieurin bist.

Diese Lösungsansätze gibt es

Um Deutschland unabhängiger von externen Gaslieferungen und etwa Atomstrom zu machen, gibt es unterschiedliche Ansätze, die Du als Ingenieur:in unterstützen kannst. Wir stellen Dir einige davon vor:

In Deutschland werden rund 49,5 % der Wohnungen mit Gas und 25 % der Wohnungen mit Heizöl beheizt. Wenn Du etwa als Bauingenieur:in dabei helfen möchtest, die Energiekrise zu meistern und die Ausgaben für diese Energieträger zu reduzieren, kannst Du mit Deinen Kolleg:innen neuartige Baustoffe und Gebäudekonzepte entwickeln, die besonders energieeffizient sind.

Ein energetischer Hausbau beginnt dabei bereits mit der Bauplanung, für die Du zuständig bist und Du hast die Wahl zwischen dem Gewinnmaximierungs- und dem Verlustminimierungsprinzip. Bei der Gewinnmaximierung geht es vereinfacht gesagt darum, die Sonneneinstrahlung so gut wie möglich für die Wärmegewinnung zu nutzen, Verschattungen zu vermeiden und das Gebäude bestmöglich auszurichten. Die Verlustminimierung dagegen setzt bei einem besonders guten Wärmeschutz und einem kompakten Baukörper an, der vor allem Transmissionswärme vermeidet.

Als Bauingenieur:in besteht hier für Dich immer die Herausforderung, neue Verbundstoffe oder Baumaterialien zu entwickeln und einzusetzen, die Dein Gebäude auf der einen Seite gut isolieren, auf der anderen Seite aber etwa auch einen Luftaustausch ermöglichen. Ohne die frische Luft und den damit verbundenen Abtransport von Luftfeuchtigkeit entsteht sonst nämlich schnell Schimmel, der die Gesundheit angreift.

Energieeffizientere Systeme

Gasheizungen sollen aus Klimaschutzgründen in Zukunft nicht mehr installiert werden dürfen, Pelletheizungen sind ebenfalls ein Auslaufmodell und auch Wärmepumpen stehen immer wieder in der Kritik. Von ihnen sind einem Spiegel-Artikel zufolge rund 98 ineffizient, weil sie falsch geplant wurden oder nicht optimal eingestellt sind. Dadurch erhöht sich der Strombedarf häufig um den Faktor 3 im Vergleich zur eigentlichen Kalkulation. Du merkst es schon: Das perfekte Heizsystem ist noch nicht gefunden und von wirklich energieeffizienten Systemen sind wir noch weit entfernt. Und genau hier kommst Du als Maschinenbau-, Umwelt- oder Elektroingenieur:in ins Spiel.

Gemeinsam mit Deinen Kolleg:innen hast Du also noch die Möglichkeit, hier richtig viel zu forschen und Energie- bzw. Heizsysteme zu erfinden, die ordentlich heizen und dabei so wenig Energie wie möglich verbrauchen. Ansatzpunkte gibt es dabei etwa im Bereich der Solarthermie oder in Form von Flächenheizungen. Für die breite Masse sind diese aber noch nicht verfügbar oder sehr teuer.

Du kannst etwa die Nutzung von Smart-Grid-Technologien weiter erforschen, um die Energieversorgung intelligenter und flexibler zu gestalten. Smart-Grid-Technologien ermöglichen es, die Energieversorgung in Echtzeit zu überwachen und anzupassen, um die Nachfrage und das Angebot auszugleichen. Dies kann dazu beitragen, die Stromversorgung zu stabilisieren und die Energiekosten zu senken. Außerdem ist noch einiges zu tun auf dem Gebiet von Energiespeichersystemen, um die Nutzung erneuerbarer Energien zu fördern und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu reduzieren.

Erneuerbare Energie

Strom und Gas benutzen die Menschen seit Jahrzehnten, um zu heizen, zu kochen oder die Produktion effizienter zu gestalten. Immer wieder gibt es Anläufe, etwa Strom umweltfreundlicher zu produzieren, doch der Großteil kommt nach wie vor aus konventionellen Energieträgern wie Kohle oder Kernenergie. Erneuerbare Energie aus Windkraft oder Photovoltaikanlagen machte im vergangenen Jahr nur 49,6 % des eingespeisten Stroms aus. Die Produktion ist aktuell noch vergleichsweise teuer und es gibt nicht genug, damit der gesamte Strombedarf Deutschlands gedeckt werden könnte. Hier kannst Du als Ingenieur:in etwa neue Verfahren zur Gewinnung von Energie entwickeln.

Wirtschaftliche Faktoren

Wie Du eben schon gelesen hast, geht es auch mal wieder um Geld, bei der Frage, wann wir zu 100 % unabhängig von Fossilen Brennstoffen sind. Da hilft die aktuell hohe Inflation und die schon angesprochenen, hohen Energiekosten natürlich nicht weiter. Du hast es vielleicht schon oft in den Medien gehört, dass die Faktoren besonders der Industrie zu schaffen machen. Als Ingenieur:in kannst Du hier echte Hilfestellung leisten, indem Du etwa hilfst, die Produktionskosten zu senken, ohne die Qualität der Produkte und Dienstleistungen zu beeinträchtigen. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht darin, die Produktionsprozesse zu automatisieren und zu optimieren, um die Produktivität zu steigern und so die steigenden Kosten auszugleichen. Besonders betrifft das Ingenieur:innen, die in der Produktion oder dem Vertrieb arbeiten. Dabei ist es egal, in welcher Branche Du arbeitest, weil es jeden Zweig der Industrie betrifft.