Holzbearbeitungsmechaniker/Holzbearbeitungsmechanikerin

Einleitung

Ziele der Projektagentur PA-BBNE

Das Ziel der „Projektagentur Berufliche Bildung für Nachhaltige Entwicklung“ (PA-BBNE) ist die Entwicklung von Materialien, die die um Nachhaltigkeit erweiterte neue Standardberufsbildposition „Umweltschutz und Nachhaltigkeit“ mit Leben füllen soll. Mit „Leben zu füllen“ deshalb, weil „Nachhaltigkeit“ ein Ziel ist und wir uns den Weg suchen müssen. Wir wissen beispielsweise, dass die Energieversorgung künftig klimaneutral sein muss. Mit welchen Technologien wir dies erreichen wollen und wie unsere moderne Gesellschaft und Ökonomie diese integriert, wie diese mit Naturschutz und Sichtweisen der Gesellschaft auszugestalten sind, ist noch offen.

Um sich mit diesen Fragen zu beschäftigen, entwickelt die PA-BBNE Materialien, die von unterschiedlichen Perspektiven betrachtet werden:

Zum einen widmen wir uns der beruflichen Ausbildung, denn die nachhaltige Entwicklung der nächsten Jahrzehnte wird durch die jungen Generationen bestimmt werden. Die duale berufliche Ausbildung orientiert sich spezifisch für jedes Berufsbild an den Ausbildungsordnungen (betrieblicher Teil der Ausbildung) und den Rahmenlehrplänen (schulischer Teil der Ausbildung). Hierzu haben wir dieses Impulspapier erstellt, das die Bezüge zur wissenschaftlichen Nachhaltigkeitsdiskussion praxisnah aufzeigt.
Zum anderen orientieren wir uns an der Agenda 2030. Die Agenda 2030 wurde im Jahr 2015 von der Weltgemeinschaft beschlossen und ist ein Fahrplan in die Zukunft (Bundesregierung o. J.). Sie umfasst die sogenannten 17 Sustainable Development Goals (SDGs), die jeweils spezifische Herausforderungen der Nachhaltigkeit benennen (vgl. Destatis 2022). Hierzu haben wir ein Hintergrundmaterial (HGM) im Sinne der Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE, vgl. BMBF o. J.) erstellt, das spezifisch für unterschiedliche Berufe ist.

Die Materialien der Projektagentur

Die neue Standardberufsbildposition gibt aber nur den Rahmen vor. Selbst in novellierten Ausbildungsordnungen in Berufen mit großer Relevanz für wichtige Themen der Nachhaltigkeit wie z. B. dem Klimaschutz werden wichtige Fähigkeiten, Kenntnissen und Fertigkeiten in den berufsprofilgebenden Berufsbildpositionen nicht genannt – obwohl die Berufe deutliche Beiträge zum Klimaschutz leisten könnten. Deshalb haben wir uns das Ziel gesetzt, Ausbildenden und Lehrkräften Hinweise im Impulspapier zusammenzustellen im Sinne einer Operationalisierung der Nachhaltigkeit für die unterschiedlichen Berufsbilder. Zur Vertiefung der stichwortartigen Operationalisierung wird jedes Impulspapier ergänzt durch eine umfassende Beschreibung derjenigen Themen, die für die berufliche Bildung wichtig sind. Dieses sogenannte Hintergrundmaterial orientiert sich im Sinne von BNE an den 17 SDGs, ist faktenorientiert und wurde nach wissenschaftlichen Kriterien erstellt. Ergänzt werden das Impulspapier und das Hintergrundmaterial durch einen Satz von Folien, die sich den Zielkonflikten widmen, da „Nachhaltigkeit das Ziel ist, für das wir den Weg gemeinsam suchen müssen“. Und dieser Weg ist nicht immer gleich für alle Branchen, Betriebe und beruflichen Handlungen, da unterschiedliche Rahmenbedingungen in den drei Dimensionen der Nachhaltigkeit – Ökonomie, Ökologie und Soziales – gelten können. Wir haben deshalb die folgenden Materialien entwickelt:

BBNE-Impulspapier (IP): Betrachtung der Schnittstellen von Ausbildungsordnung, Rahmenlehrplan und den Herausforderungen der Nachhaltigkeit in Anlehnung an die SDGs der Agenda 2030. Das Impulspapier ist spezifisch für einen Ausbildungsberuf erstellt, fasst aber teilweise spezifische Ausbildungsgänge zusammen (z. B. den Fachmann und die Fachfrau zusammen mit der Fachkraft sowie die verschiedenen Fachrichtungen)
BBNE-Hintergrundmaterial (HGM): Betrachtung der SDGs unter einer wissenschaftlichen Perspektive der Nachhaltigkeit im Hinblick auf das Tätigkeitsprofil eines Ausbildungsberufes bzw. auf eine Gruppe von Ausbildungsberufen, die ein ähnliches Tätigkeitsprofil aufweisen;
BBNE-Foliensammlung (FS) und Handreichung (HR): Folien mit wichtigen Zielkonflikten – dargestellt mit Hilfe von Grafiken, Bildern und Smart Arts für das jeweilige Berufsbild, die Anlass zur Diskussion der spezifischen Herausforderungen der Nachhaltigkeit bieten. Das Material liegt auch als Handreichung (HR) mit der Folie und Notizen vor.

Berufliche Bildung für Nachhaltige Entwicklung

Die Standardberufsbildposition “Umweltschutz und Nachhaltigkeit”

Seit August 2021 müssen auf Beschluss der Kultusministerkonferenz (KMK) bei einer Modernisierung von Ausbildungsordnungen die vier neuen Positionen „Umweltschutz und Nachhaltigkeit“, Digitalisierte Arbeitswelt“, Organisation des Ausbildungsbetriebs, Berufsbildung, Arbeits- und Tarifrecht“ sowie „Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit“ aufgenommen werden (BIBB 2021). Insbesondere die letzten beiden Positionen unterscheiden sich deutlich von den alten Standardberufsbildpositionen.

Diese Positionen begründet das BIBB wie folgt (BIBB o. J.a): „Unabhängig vom anerkannten Ausbildungsberuf lassen sich Ausbildungsinhalte identifizieren, die einen grundlegenden Charakter besitzen und somit für jede qualifizierte Fachkraft ein unverzichtbares Fundament kompetenten Handelns darstellen“ (ebd.).

Die Standardberufsbildpositionen sind allerdings allgemein gehalten, damit sie für alle Berufsbilder gelten (vgl. BMBF 2022). Eine konkrete Operationalisierung erfolgt üblicherweise durch Arbeitshilfen, die für alle Berufsausbildungen, die modernisiert werden, erstellt werden. Die Materialien der PA-BBNE ergänzen diese Arbeitshilfen mit einem Fokus auf Nachhaltigkeit und geben entsprechende Anregungen (vgl. BIBB o. J.b). Das Impulspapier zeigt vor allem in tabellarischen Übersichten, welche Themen der Nachhaltigkeit an die Ausbildungsberufe anschlussfähig sind.

Die neue Standardberufsbildposition „Umweltschutz und Nachhaltigkeit“ ist zentral für eine BBNE, sie umfasst die folgenden Positionen (BMBF 2022).

a) “Möglichkeiten zur Vermeidung betriebsbedingter Belastungen für Umwelt und Gesellschaft im eigenen Aufgabenbereich erkennen und zu deren Weiterentwicklung beitragen

b) bei Arbeitsprozessen und im Hinblick auf Produkte, Waren oder Dienstleistungen Materialien und Energie unter wirtschaftlichen, umweltverträglichen und sozialen Gesichtspunkten der Nachhaltigkeit nutzen

c) für den Ausbildungsbetrieb geltende Regelungen des Umweltschutzes einhalten

d) Abfälle vermeiden sowie Stoffe und Materialien einer umweltschonenden Wiederverwertung oder Entsorgung zuführen

e) Vorschläge für nachhaltiges Handeln für den eigenen Arbeitsbereich entwickeln

f) unter Einhaltung betrieblicher Regelungen im Sinne einer ökonomischen, ökologischen und sozial nachhaltigen Entwicklung zusammenarbeiten und adressatengerecht kommunizieren”

Die Schnittstellen zwischen der neuen Standardberufsbildposition „Umweltschutz und Nachhaltigkeit” werden in

Tabelle 1 – Die Standardberufsbildposition “Umweltschutz und Nachhaltigkeit”

fortlaufend aufgezeigt. Mit Ausnahme der Position c) werden in der Tabelle alle Positionen behandelt. Die Position c) wird nicht behandelt, da diese vor allem ordnungsrechtliche Maßnahmen betrifft, die zwingend zu beachten sind. Maßnahmen zur Nachhaltigkeit hingegen sind meist freiwillige Maßnahmen und können, müssen aber nicht durch das Ordnungsrecht geregelt bzw. umgesetzt werden. In der Tabelle werden die folgenden Bezüge hergestellt:

Spalte A: Positionen der Standardberufsbildposition „Umweltschutz und Nachhaltigkeit”;
Spalte B: Vorschläge für Fertigkeiten, Kenntnisse und Fähigkeiten, die im Sinne der nachhaltigen Entwicklung wichtig sind;
Spalte C: Bezüge zur Nachhaltigkeit;
Spalte D: Mögliche Aufgabenstellungen für die Ausbildung im Sinne der Position 3e) „Vorschläge für nachhaltiges Handeln entwickeln“;
Spalte E: Zuordnung zu einem oder mehreren SDGs (Verweis auf das Hintergrundmaterial).

Bildung für nachhaltige Entwicklung

Die Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) meint eine Bildung, die Menschen zu zukunftsfähigem Denken und Handeln befähigt. Sie ermöglicht jedem Einzelnen, die Auswirkungen des eigenen Handelns auf die Welt zu verstehen (BMBF o. J.). BBNE ist somit nur ein Teil von BNE, der an alle Bürger*innen adressiert ist. Eine Entwicklung ist dann nachhaltig, wenn Menschen weltweit, gegenwärtig und in Zukunft würdig leben und ihre Bedürfnisse und Talente unter Berücksichtigung planetarer Grenzen entfalten können. … BNE ermöglicht es allen Menschen, die Auswirkungen des eigenen Handelns auf die Welt zu verstehen und verantwortungsvolle, nachhaltige Entscheidungen zu treffen (ebd.).

Grundlage für BNE ist heutzutage die Agenda 2030 mit ihren 17 SDG (Sustainable Development Goals). Die 17 Ziele bilden den Kern der Agenda und fassen zusammen, in welchen Bereichen nachhaltige Entwicklung gestärkt und verankert werden muss (ebd.). Die Materialien der Projektagentur sollen Lehrkräften an Berufsschulen und Ausbildende dabei helfen, die Ideen der SDG in die Bildungspraxis einzubringen. Sie sind somit ein wichtiges Element insbesondere für das Ziel vier “Hochwertige Bildung”: “Bis 2030 sicherstellen, dass alle Lernenden die notwendigen Kenntnisse und Qualifikationen zur Förderung nachhaltiger Entwicklung erwerben, unter anderem durch Bildung für nachhaltige Entwicklung und nachhaltige Lebensweisen, …” (ebd.).

Während die Grundlage in den Impulspapieren die Ausbildungsordnungen und die Rahmenlehrpläne der beruflichen Bildung waren, die mit den SDG vernetzt wurden, geht das Hintergrundpapier den umgekehrten Weg: Wir betrachten die SDG im Hinblick auf ihre Bedeutung für die berufliche Bildung und stellen uns der Frage, welche Anforderungen ergeben sich aufgrund der SDG und deren Unterziele an die Berufsbildung? Die folgenden Beschreibungen haben deshalb immer die gleiche Struktur:

Es wird das SDG beschrieben.
Es werden relevante Unterziele benannt.
Es wird (wissenschaftlich) ausgeführt, was diese Unterziele für das jeweilige Berufsbild bedeuten.

Beitrag der Holzbearbeitungsmechaniker*in zu den SDGs

Im Jahr 2021 wurden im Holzgewerbe 20.319 Lehrlinge ausgebildet. Im Vergleich zu anderen Gewerbegruppen war die Zahl der Auszubildenden drei Jahre in Folge fast gleichbleibend (Statista 2022). Die Arbeitsfelder und Spezialisierungen von Holzbearbeitungsmechaniker*innen sind vielfältig. Sie sind in verschiedenen Betriebsformen tätig, in Sägebetrieben, in der Hobel-, Holzleimbau- und Holzwerkstoffindustrie sowie bei Herstellern von Möbeln und Holzbearbeitungsmaschinen. Sie arbeiten dabei vorrangig in Werks- und Produktionshallen, in Arbeits- und Lagerräumen und im Freien auf Holzlagerplätzen sowie auf Rundholz und Schnittholzplätzen.

Diese Vielfältigkeit spiegelt sich auch in den folgenden Ausführungen wider, die alle für relevanten Arbeitsbereiche in den Blick nehmen, die für eine wirkungsvolle Umsetzung der Nachhaltigkeitsziele von Belang sind (Planet Beruf 2023).

Der Roh- und Restholzverbrauch von Sägewerken in Deutschland ist in den Jahren 2011 bis 2021 stetig angestiegen. Während der Anstieg bei Laubholz in den letzten Jahren etwas schwankte und sich im Jahr 2021 auf 1,51 Mio. Festmetern belief, stieg er beim Nadelholz stetig an und belief sich im Jahr 2021 auf 34,68 Mio. Festmeter. Seit 2018 ist ein steilerer Anstieg bei Nadelholz zu verzeichnen, der vor allem auf Kalamitätsholz (Sturmschäden/ Insektenbefall) zurückzuführen ist.

Die Fertigungsstruktur von Holz verteilt sich auf verschiedene Sektoren, wobei der Innenausbau mit 49,3 Prozent fast die Hälfte aller Tätigkeiten ausmacht, gefolgt von Bauen mit Holz mit 11,7 Prozent, Möbelanfertigung mit 8,0 Prozent und Handel/ Bestattung mit 2,2 Prozent. Alle sonstigen Tätigkeiten umfassen 17,3 Prozent (Thürmer 2020).

Auch für die Holzbearbeitungsbetriebe sind Umwelt- und Klimaschutz ein zunehmend wichtiges Thema. 65 Prozent der Deutschen (und damit der potenziellen Kundschaft) halten trotz Corona den Umwelt- und Klimaschutz für ein sehr wichtiges Thema – (UBA 2022). Besonders der Klimaschutz blieb während der Pandemie für 70 Prozent weiterhin genauso wichtig, für 16 Prozent ist er sogar wichtiger geworden. In Deutschland entfallen von den gesamten jährlichen 11,2 Tonnen THG-Emissionen pro Person im Durchschnitt rund 24 Prozent der THG-Emissionen auf Wohnen und Strom, 19 Prozent auf Mobilität und 15 Prozent auf Ernährung (UBA 2021). Der Holzbearbeitungsmechaniker, die Holzbearbeitungsmechanikerin können aufgrund ihrer vielfältigen Arbeitsfelder auf verschiedenen Ebenen im Sinne der SDGs wirken, angefangen bei der Beratung von Kunden in Bezug auf verschiedene Varianten bei der Gestaltung von Möbeln und Ausbauelementen über die Qualität der Leistungen bis hin zu der Ausführung und der damit verbundenen Material- und Oberflächenwahl. Dabei spielt die Auswahl von möglichst umweltschonenden und nachhaltigen Materialien und Produkten eine zentrale Rolle wie auch die Langlebigkeit der handwerklichen Ausführungen. Nicht zuletzt stellt sich die Frage, wie mit den Bauelementen (z. B. Fenster, Türen, Böden, Laden- und Messebauelementen) und den Restmaterialien umgegangen wird, die bei einer Neuanschaffung, einem Umbau nicht mehr benötigt werden. Können diese anderweitig wiederverwendet werden, stofflich recycelt oder müssen sie entsorgt werden?

Aufgrund verschiedener Faktoren wie z. B. Klimakrise, politischen Krisen, Probleme bei den internationalen Lieferketten von Rohstoffen oder Produkten sind Konjunkturentwicklungen dynamisch und wirken sich teilweise massiv auf die Auftragslage im Holzbearbeitungsgewerbe aus.

Für das Holzbearbeitungsgewerbe lassen sich bei einer Ausrichtung auf die Nachhaltigkeitsziele folgende zentrale Kriterien zusammenfassen:

Beratung der Kundschaft in Bezug auf Nachhaltigkeitsaspekte bei der Auswahl der Materialien
Ressourceneffizienter Einkauf und Verarbeitung -> wenig Materialreste und -verschnitt
Stoffliches Recycling von Werkstücken – weitere Verwendbarkeit des Materials
Mögliche Vermeidung der Nutzung von Verbundwerkstoffen (Verklebungen unterschiedlicher Materialien), um eine sortenreine Trennung und Wiederverwendbarkeit der Materialien zu ermöglichen
Durchführung qualitätssichernder Maßnahmen

Ausgehend davon stellt sich nun für den Holzbearbeitungsmechaniker, die Holzbearbeitungsmechanikerin die Frage, welche der sich aus der bisherigen Darstellung ergebenden Kriterien für die innerbetrieblichen Entscheidungen sowie für die individuelle Entscheidung der Kundschaft bei einer Beauftragung von Belang sind.

Glossar

Folgende Abkürzungen werden in diesem Dokument verwendet:

AO Ausbildungsordnung

Äq Äquivalent

BBNE: Berufliche Bildung für nachhaltige Entwicklung

BHKW Blockheizkraftwerk

BIBB Bundesinstitut für Berufliche Bildung

BImSchV Bundes Immissionsschutz-Verordnung

BNE: Bildung für nachhaltige Entwicklung

CO2-Äq Kohlendioxid-Äquivalente

DFSZ Deutsche Forstservice-Zertifikat

EE Erneuerbare Energien

EnVKV Energieverbrauchskennzeichnungsverordnung

EPD Environmental Product Declarations

FCEV Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge

FSC Forest Stuardship Council

FS Foliensammlung mit Beispielen für Zielkonflikte

HGM Hintergrundmaterial (wissenschaftliches Begleitmaterial)

IP Impulspapier (didaktisches Begleitmaterial)

KMU Kleine und mittlere Unternehmen

KUQS Kompetenznachweis in Umwelt-, Qualitäts- und Sicherheitsmanagement

PEFC Programme for the Endorsement of Forest Certification

PV Photovoltaik

RLP Rahmenlehrplan

SBBP Standardberufsbildposition

SDG Sustainable Development Goals

THG Treibhausgase bzw. CO₂-Äquivalente (CO₂-Äq)

ZVDH Zentralverband des Deutsches Dachdeckerhandwerks

Quellenverzeichnis

BIBB Bundesinstitut für Berufsbildung (2021): Vier sind die Zukunft. Online: bibb.de/dienst/veroeffentlichungen/de/publication/show/17281

BIBB Bundesinstitut für berufliche Bildung (o. J.): Nachhaltigkeit in der Ausbildung. Online: bibb.de/de/142299.php

BIBB Bundesinstitut für Berufsbildung (o. J.a): FAQ zu den modernisierten Standardberufsbildpositionen. Online: https://www.bibb.de/de/137874.php

BIBB Bundesinstitut für Berufsbildung (o. J.b): Ausbildung gestalten. Online: BIBB / Reihen / Ausbildung gestalten

BMBF Bundesministerium für Bildung und Forschung (2022): Digitalisierung und Nachhaltigkeit – was müssen alle Auszubildenden lernen? Online: https://www.bmbf.de/bmbf/de/bildung/berufliche-bildung/rahmenbedingungen-und-gesetzliche-grundlagen/gestaltung-von-aus-und-fortbildungsordnungen/digitalisierung-und-nachhaltigkeit/digitalisierung-und-nachhaltigkeit

BMBF Bundesministerium für Bildung und Forschung (o. J.): Was ist BNE? Online: https://www.bne-portal.de/bne/de/einstieg/was-ist-bne/was-ist-bne.html

Bundesregierung (o. J.): Globale Nachhaltigkeitsstrategie – Nachhaltigkeitsziele verständlich erklärt. Online: bundesregierung.de/breg-de/themen/nachhaltigkeitspolitik/nachhaltigkeitsziele-verstaendlich-erklaert-232174

Das Deutsche Baugewerbe (2021): Konjunkturprognose. Online: https://www.zdb.de/baukonjunktur/konjunkturprognose-2021

Destatis Statistisches Bundesamt (2020): Umweltökonomische Gesamtrechnung. Online: https://www.destatis.de/DE/Themen/Gesellschaft-Umwelt/Umwelt/UGR/private-haushalte/Publikationen/Downloads/rechnung-energieverbrauch-5851318209004.pdf?__blob=publicationFile

Destatis (o. J.): Indikatoren der UN- Nachhaltigkeitsziele. Online: http://sdg-indikatoren.de/

Destatis Statistisches Bundesamt (2022): Beschäftigtenverhältnisse Tischlerberuf. Online: https://www-genesis.destatis.de/genesis/online?operation=statistic&levelindex=0&levelid=1678093337179&code=53111#abreadcrumb

Destatis Statistisches Bundesamt (2022): Indikatoren der UN-Nachhaltigkeitsziele. Online: http://sdg-indikatoren.de/

Planet-Beruf, Bundesagentur für Arbeit (2023): Steckbrief Holzbearbeitungsmechaniker. Online: https://planet-beruf.de/fileadmin/assets/PDF/BKB/29057.pdf

Statista (2022): Entwicklung Holzverbrauch von Sägewerken. Online: https://de.statista.com/statistik/daten/studie/152317/umfrage/entwicklung-des-holzverbrauchs-von-saegewerken-nach-holzarten/

Statista (2022): Lehrlingsbestand im Handwerk. Online: https://de.statista.com/statistik/daten/studie/30500/umfrage/lehrlingsbestand-im-handwerk-nach-gewerbegruppen/

Thürmer, Michael (2020): Zahlen zum Tischler- und Schreinerhandwerk. Online: https://www.dds-online.de/allgemein/zahlen-daten-und-fakten-zum-tischler-schreinerhandwerk/#slider-intro-1

UBA Umweltbundesamt (2016): Wärmedämmung – Fragen und Antworten. Online: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/376/publikationen/waermedaemmung_fragen_und_antworten_web.pdf

UBA Umweltbundesamt (2021b): Konsum und Umwelt: Zentrale Handlungsfelder. Online: umweltbundesamt.de/themen/wirtschaft-konsum/konsum-umwelt-zentrale-handlungsfelder#bedarfsfelder

UBA Umweltbundesamt (2022a): Umweltbewusstsein in Deutschland. Online: https://www.umweltbundesamt.de/themen/nachhaltigkeit-strategien-internationales/umweltbewusstsein-in-deutschland

SDG 4 Hochwertige Bildung

Das SDG zielt primär auf die globale Entwicklung von guten Bildungssystemen ab. Im Berufsbildungssystem ist Deutschland weltweit führend – trotz einiger Defizite wie Personalausstattung, Digitalisierung oder knappe Investitionsbudgets – viele Länder versuchen ein ähnliches Berufsbildungssystem wie in Deutschland aufzubauen. Insofern ist vor allem das Unterziel 4.7 relevant:

Bis 2030 sicherstellen, dass alle Lernenden die notwendigen Kenntnisse und Qualifikationen zur Förderung nachhaltiger Entwicklung erwerben, unter anderem durch Bildung für nachhaltige Entwicklung und nachhaltige Lebensweisen, Menschenrechte, Geschlechtergleichstellung, eine Kultur des Friedens und der Gewaltlosigkeit, Weltbürgerschaft und die Wertschätzung kultureller Vielfalt und des Beitrags der Kultur zu nachhaltiger Entwicklung

Das SDG 4 spiegelt sich in der fachlichen Unterrichtung der Stichpunkte der anderen SDG wieder, mündet aber in den Positionen e und f der neuen Standardberufsbildposition (BMBF 2022):

Vorschläge für nachhaltiges Handeln für den eigenen Arbeitsbereich entwickeln
unter Einhaltung betrieblicher Regelungen im Sinne einer ökonomischen, ökologischen und sozial nachhaltigen Entwicklung zusammenarbeiten und adressatengerecht kommunizieren

10 “Goldene Handlungsregeln” für eine BBNE

Die Nachhaltigkeitsforschung und die Bildungswissenschaften haben inzwischen umfassende Erkenntnisse gesammelt, wie eine berufliche Bildung für Nachhaltigkeit gefördert werden kann (vgl. u. a. vgl. Schütt-Sayed u.a. 2021; Kastrup u. a. 2012; Melzig u. a. 2021). Das Ergebnis sind die folgenden 10 didaktischen Handlungsregeln, die das Berufsbildungspersonal dabei unterstützen, Lehr-/Lernprozesse zielgruppengerecht und angemessen zu gestalten. Diese insgesamt 10 Handlungsregeln lassen sich in vier Schritten zuordnen.

Schritt 1 – Richtig anfangen:
Identifizierung von Anknüpfungspunkten für BBNE

1) Ansatzpunkte: Fordern Sie die Verantwortung im eigenen Wirkungsraum heraus, ohne die Berufsschüler und Berufsschülerinnen mit „Megaproblemen“ zu überfordern!

2) Anknüpfungspunkte: Die Curricula sind Grundlage der Lehr-/Lernprozesse – es kommt darauf an, sie im Sinne der Nachhaltigkeit neu zu interpretieren!

3) Operationalisierung: Nachhaltigkeit ist kein „Extra- Thema“, sondern ein integraler Bestandteil des beruflichen Handelns!

Um nachhaltigkeitsorientierte Lehr-/Lernarrangements zu entwickeln, sind zunächst Anknüpfungspunkte für Nachhaltigkeit in den betrieblichen Abläufen zu identifizieren. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Ausbildungsordnungen und Lehrpläne die rechtliche Grundlage der beruflichen Bildung sind. Es gilt diese im Sinne der Nachhaltigkeit zu interpretieren, sofern nicht bereits konkrete Nachhaltigkeitsbezüge enthalten sind.

Wichtig ist dabei, dass Auszubildende nicht mit den „Megaproblemen“ unserer Zeit überfordert werden, sondern zur Verantwortung im eigenen Wirkungsraum herausgefordert werden – sowohl im Betrieb als auch im Privaten. Denn Auszubildende sind selbst Konsument/-innen, die durch eine angeleitete Reflexion des eigenen Konsumverhaltens die Gelegenheit erhalten, ihre „Wirkungsmacht“ im Rahmen ihrer beruflichen Tätigkeit in ihrer eigenen Branche zu verstehen.

Schritt 2 – Selbstwirksamkeit schaffen:
Eröffnung von Nachhaltigkeitsorientierten Perspektiven

4) Handlungsfolgen: Berufliches Handeln ist nie folgenlos: Machen Sie weitreichende und langfristige Wirkungen erkennbar!

5) Selbstwirksamkeit: Bleiben Sie nicht beim „business as usual“, sondern unterstützen Sie Schüler*innen dabei, Alternativen und Innovationen zu entdecken!

6) Zielkonflikte: Verstecken Sie Widersprüche nicht hinter vermeintlich einfachen Lösungen, sondern nutzen Sie sie als Lern- und Entwicklungschancen!!

7) Kompetenzen: Bildung für nachhaltige Entwicklung verbindet Wahrnehmen, Wissen, Werten und Wirken!

Im nächsten Schritt sind nachhaltigkeitsorientierte berufliche Perspektiven für die Auszubildenden zu eröffnen. Diese sollten an einer positiven Zukunftsvision und an Lösungen orientiert sein. Auszubildenden sind dabei die weitreichenden Wirkungen ihres Handelns vor Augen zu führen. Sie sollen verstehen können, warum ihr Handeln nicht folgenlos ist. Das bedeutet gleichzeitig, Auszubildenden die positiven Folgen eines nachhaltigen Handelns vor Augen zu führen. In diesem Zusammenhang ist die Selbstwirksamkeitserfahrung von großer Bedeutung. Sie ist eine der Voraussetzungen, um motiviert zu handeln. Auszubildende dabei zu unterstützen, Alternativen zum nicht-nachhaltigen Handeln zu erkennen und Innovationen für eine nachhaltige Entwicklung zu entdecken, sollte dabei für Lehrpersonen selbstverständlich sein. Dabei ist immer die individuelle Motivation der Auszubildenden entscheidend, denn zum nachhaltigen Handeln braucht es nicht nur Wissen (Kopf), sondern auch authentisches Wollen (Herz). Wesentlich ist hierbei die Gestaltung ganzheitlicher Lernprozesse, die sowohl den kognitiven als auch den affektiven und psychomotorischen Bereich einbeziehen (vgl. Költze, S.206).

Schritt 3 – Ganzheitlichkeit:
Gestaltung transformativer Lernprozesse

8) Lebendigkeit: Ermöglichen Sie lebendiges Lernen mit kreativen und erfahrungsbasierten Methoden!

9) Beispiele: Nutzen Sie motivierende Beispiele: Sprechen Sie über Erfolgsgeschichten, positive Zukunftsvisionen und inspirierende Vorbilder!

Aber wie können Lernsituationen in der Praxis so gestaltet werden, dass sie ganzheitlich aktivierend für die Auszubildenden sind? Es sollte ein lebendiges Lernen mit Hilfe kreativer, erfahrungsbasierter Methoden ermöglicht werden. Dies ist ein grundlegender (kein neuer) didaktischer Ansatz für die Förderung einer nachhaltigkeitsorientierten Handlungskompetenz. Im Kern bedeutet dies: Lernen mit Lebensweltbezug, welches ausgerichtet ist auf individuelle Lebensentwürfe und das eigene (auch künftige) berufliche Handlungsfeld, z. B. indem Recherchen im eigenen Unternehmen zu Möglichkeiten der Energieeinsparung durchgeführt werden. Lernen soll vor diesem Hintergrund vor allem unter Berücksichtigung der Sinne stattfinden, d. h. mit Körper und Geist erfahrbar sowie sinnlich-stimulierend sein. Die Auszubildenden sollen sich dabei zudem als Teil einer gestalterischen Erfahrungsgemeinschaft erleben. Dies kann durch gemeinsame Reflexionen über das eigene Verhalten und persönliche Erfahrungen gefördert werden, beispielsweise durch die Entwicklung und Verkostung eigener Lebensmittelkreationen unter Nachhaltigkeitsaspekten. Hierfür muss unbestritten immer auch der „Raum“ zur Verfügung stehen (siehe z.B. Hantke 2018 „‘Resonanzräume des Subpolitischen‘ als wirtschaftsdidaktische Antwort auf ökonomisierte (wirtschafts-)betriebliche Lebenssituationen“). Ebenso können motivierende Beispiele helfen – wie z. B. Erfolgsgeschichten und inspirierende Vorbilder.

Schritt 4 – Lernort Betrieb:
Entwicklung nachhaltiger Lernorte

10) Lernende Organisationen: Auch Organisationen können „Nachhaltigkeit lernen“: Entwickeln Sie Ihre Institution Schritt für Schritt zum nachhaltigen Lernort!

Schließlich geht es im vierten Schritt darum, den Lernort in den Blick zu nehmen und diesen als nachhaltigen Lernort zu gestalten. Den gesamten Betrieb nachhaltig auszurichten ist u. a. deshalb entscheidend, da andernfalls die an Nachhaltigkeit orientierten Inhalte der Ausbildung wenig glaubwürdig für Auszubildende sind. Der Betrieb als Institution sollte dafür an einem gemeinschaftlichen Leitbild ausgerichtet sein, welches neben den üblichen ökonomischen auch soziale und ökologische Ziele beinhaltet. So kann BBNE überzeugend in die Organisation integriert und vom betrieblichen Ausbildungspersonal umgesetzt werden.

Weiterführende Bildungs- und Unterstützungsangebote

Für alle Berufsschulen und Unternehmen sowie deren Mitarbeiter*innen und Auszubildenden gibt es viele Möglichkeiten, sich über die in diesem Dokument gegebenen Anregungen hinaus zu informieren und in Richtung einer nachhaltigen Entwicklung aktiv zu werden. Im Folgenden sind beispielhafte Beratungs- und Unterstützungsangebote aufgeführt, die motivieren und aufzeigen sollen, wie Unternehmen sich in eine nachhaltige Richtung entwickeln können. Entsprechende Beratungs- und Unterstützungsangebote gibt es auf unterschiedlichen Ebenen:

Unternehmensverbände wie B.A.U.M e.V., klima-allianz, die sich für ein nachhaltiges Unternehmensmanagement einsetzen.
Darüber hinaus gibt es in verschiedenen Bundesländern eigene Initiativen, die ihren Mitgliedsunternehmen Foren und Qualifizierungsangebote anbieten. Stellvertretend seien hier z. B. das Netzwerk Umweltunternehmen in Bremen umwelt-unternehmen.bremen oder die Transformationsberatung für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) der Klimaschutz- und Energieagentur in Niedersachsen genannt klimaschutz-niedersachsen, die von einer Kooperation zwischen niedersächsischen Landesregierung, Wirtschaftsverbänden, Gewerkschaften und Kammern unterstützt wird.
Auch die Handwerkskammern sowie Industrie- und Handelskammern bieten konkrete Maßnahmenkataloge für Unternehmen an, so z. B. die IHK Berlin mit konkreten Checklisten für eine Analyse des Unternehmens de/berlin
Konkrete kostenpflichtige Beratungsangebote zur Begleitung von KMUs in Richtung Nachhaltigkeit gibt es z. B. von Ökoprofit oder auch staatlich unterstützt wie in NRW mit der Transformationsberatung für KMU greendealnrw.
Leitfäden und Broschüren helfen Unternehmen dabei, Strategien und Maßnahmen auf dem Weg hin zur Nachhaltigkeit zu entwickeln renn-netzwerk.

Die hier vorgestellten Tipps erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit, mögen Sie als Leser*in jedoch anregen, sich eigenverantwortlich und im Sinne einer zukunftsfähigen Entwicklung eines Unternehmens auf den Weg zu machen. Wir wünschen Ihnen viel Erfolg dabei!

Quellenverzeichnis

ARD (2020): Ungenießbar. Online: https://programm.ard.de/TV/Themenschwerpunkte/Dokus–Reportagen/Alle-Dokumentationen/Startseite/?sendung=287252703317494

BMBF Bundesministerium für Bildung und Forschung (2022): Digitalisierung und Nachhaltigkeit – was müssen alle Auszubildenden lernen? Online: bmbf.de/bmbf/de/bildung/berufliche-bildung/rahmenbedingungen-und-gesetzliche-grundlagen/gestaltung-von-aus-und-fortbildungsordnungen/digitalisierung-und-nachhaltigkeit/digitalisierung-und-nachhaltigkeit

Kastrup, Julia; Kuhlmeyer, Werner; Nölle-Krug, Marie (2022): Aus- und Weiterbildung des betrieblichen Bildungspersonals zur Verankerung einer Berufsbildung für nachhaltige Entwicklung. In: MICHAELIS, Christian; BERDING, Florian (Hrsg.): Berufsbildung für nachhaltige Entwicklung. Umsetzungsbarrieren und interdisziplinäre Forschungsfragen. Bielefeld 2022, S. 173-189

Kearney (2019): Was hilft wirklich – Persönliche Klimaschutzmaßnahmen und ihre Wirkung. Repräsentative Befragung von erwachsenen Deutschen. Online: de.kearney.com/documents/1117166/5477168/CO2+Aufklärung.pdf/d5fba425-3aec-6a4e-fb2d-9b537c7dd20b?t=1583241728000

Költze, Horst (1993): Lehrerbildung im Wandel. Vom technokratischen zum humanen Ausbildungskonzept. In Cohn, Ruth C.; Terfurth, Christina (Hrsg.): Lebendiges Lehren und Lernen. TZI macht Schule. Klett-Cotta. S. 192 – 212

Handke, Harald (2018): „Resonanzräume des Subpolitischen“ als wirtschaftsdidaktische Antwort auf ökonomisierte (wirtschafts-)betriebliche Lebenssituationen – eine Forschungsheuristik vor dem Hintergrund der Nachhaltigkeitsidee. In: bwp@Berufs- und Wirtschaftspädagogik – online (Nr. 35), 2018, S. 1-23.

Melzig, Christian, Kuhlmeyer, Werner, Kretschmer, Susanne (Hrsg. 2021): Berufsbildung für nachhaltige Entwicklung. Die Modellversuche 2015–2019 auf dem Weg vom Projekt zur Struktur. Bonn 2021. Online: https://www.bibb.de/dienst/veroeffentlichungen/de/publication/show/16974

Scharp, Michael (Hrsg. 2019): Das KEEKS-Projekt – Eine klimafreundliche Schulküche. Online: keeks-projekt.de (Materialien: https://elearning.izt.de/course/view.php?id=118)

Schütt-Sayed, Sören, Casper, Marc; Vollmer, Thomas (2021): Mitgestaltung lernbar machen – Didaktik der Berufsbildung für nachhaltige Entwicklung. In: Melzig, Christian, Kuhlmeier, Werner, Kretschmer, Susanne (Hrsg.): Berufsbildung für nachhaltige Entwicklung. Die Modellversuche 2015–2019 auf dem Weg vom Projekt zur Struktur. S. 200-227. Online: https://www.bibb.de/dienst/veroeffentlichungen/de/publication/show/16974

Statista; Pawlik, V. (2022): Interesse der Bevölkerung in Deutschland an gesunder Ernährung und gesunder Lebensweise von 2018 bis 2022. Online: https://de.statista.com/statistik/daten/studie/170913/umfrage/interesse-an-gesunder-ernaehrung-und-lebensweise/

UBA Umweltbundesamt (2022): Trotz Corona, Umwelt- und Klimaschutz bleibt für die Deutschen ein Top-Thema. Online: https://www.umweltbundesamt.de/presse/pressemitteilungen/trotz-corona-umwelt-klimaschutz-bleibt-fuer-die

SDG 7 Bezahlbare und saubere Energie

“Zugang zu bezahlbarer, verlässlicher, nachhaltiger und moderner Energie für alle sichern”

Das SDG 7 “Bezahlbare und saubere Energie” beinhaltet soziale und ökologische Anforderungen an den Klimaschutz. Im wesentlichen geht es um den “allgemeinen Zugang zu bezahlbaren, verlässlichen und modernen Energiedienstleistungen” (Destatis o. J.), da ökologische und das Klima schützende Anforderungen schon durch andere SDGs (insbesondere 13, 14 und 15) abgedeckt werden.

“Saubere Energie”, wie dies in SDG 7 genannt wird, bedeutet heute für den Klimaschutz grundsätzlich der Umstieg auf erneuerbare Energien (EE) sowie eine höhere Energieeffizienz. Weitere Probleme der Energieerzeugung mit der Nachhaltigkeit betreffen

Umweltschutz und Arbeitsbedingungen bei der Rohstoffgewinnung
Ökologische und Gesundheitsfolgen der Energienutzung, insbesondere bei der Verbrennung
Flächenkonkurrenzen (Verkehrsflächen/ Bebauung/ Landwirtschaft versus Wald)

Die Schnittmenge für das SDG 7 ergibt sich aus den Nummern a und b der Standardberufsbildposition (BIBB 2020):

a) Möglichkeiten zur Vermeidung betriebsbedingter Belastungen für Umwelt und Gesellschaft im eigenen Aufgabenbereich erkennen und zu deren Weiterentwicklung beitragen

e) Vorschläge für nachhaltiges Handeln für den eigenen Arbeitsbereich entwickeln

f) unter Einhaltung betrieblicher Regelungen im Sinne einer ökonomischen, ökologischen und sozial nachhaltigen Entwicklung zusammenarbeiten und adressatengerecht kommunizieren

Holzbearbeitungsmechaniker*innen und Saubere Energie

Die Energienutzung spielt in den Holzbearbeitungsbetrieben eine zentrale Rolle. Neben den allgemeinen Möglichkeiten einer alternativen Energieproduktion durch regenerative Energieformen geht die Nutzung von Energie über die innerbetriebliche Nutzung bis hin zur Mobilität. Nach einer allgemeinen Einführung zu den übergreifenden Themenschwerpunkten wird im Kapitel “Energieeinsparung in Holzbearbeitungsbetrieben“ auf spezifische Maßnahmen eingegangen, die in einem Holzbearbeitungsbetrieb umgesetzt werden können.

Die Holzbearbeitungsmechaniker und Holzbearbeitungsmechanikerinnen nutzen nicht nur Energie für alle ihre handwerklichen Tätigkeiten, z. B. durch Nutzung von IT und für Transporte mit verschiedenen Verkehrsmitteln, sondern auch für die betriebliche Infrastruktur mit Maschinen in den Betriebshallen mit größeren Dachflächen, die für die Nutzung von solarer Energie zur Verfügung stehen:

Auf Dachflächen des Betriebs können PV-Anlagen montiert werden.
Solarthermische Anlagen brauchen nur wenig Dachfläche – sie erzeugen viel warmes Wasser für die Hygiene und Reinigungsprozesse.
Erdwärme-Anlagen lassen sich problemlos in die Freiflächen integrieren.

Darüber hinaus gibt es viele Möglichkeiten zur Verbesserung der Energieeffizienz für alle Betriebe:

Die Beleuchtung kann auf LED umgestellt werden – dies reduziert die Kosten drastisch.
Dienstfahrzeuge sollten elektrisch sein – hiermit werden sehr viele THG-Emissionen eingespart. Mit der eigenen PV-Anlage fahren die Fahrzeuge fast zum Nulltarif (wenn die Anlagen abgeschrieben sind)
Auch kleine Nutzfahrzeuge werden heute im großen Umfange als Elektrofahrzeuge angeboten. Bei täglichen Strecken von 400 km ergeben sich keine Mobilitätsprobleme (und die Fahrzeuge können nach der Rückkehr wieder aufgeladen werden.

Bei all diesem stellt sich die Frage: Wie kann die Energie klimaschonend erzeugt werden, wie kann sie energiesparend genutzt werden? Dieses Kapitel beschreibt die Grundlagen der verwendeten Energieformen und eingesetzten Verfahren, soweit sie den Hintergrund der Einrichtungen und Arbeiten Holzbearbeitungsmechaniker und Holzbearbeitungsmechanikerinnen betreffen können.

Erneuerbare Energien (EE)

Die einfachste Maßnahme zum Umstieg auf erneuerbare Energien ist der Bezug von Ökostrom. Die Produktion erfolgt dabei in der Regel aus Wind, Sonne, Biomasse und Wasserkraft. Im ersten Halbjahr 2022 lag der Anteil der Erneuerbaren bei 51,6 Prozent. Da die Stromproduktion aus verschiedenen Quellen schwankend ist, zeigt erst die Jahresendbilanz, wie die Verteilung sein wird. In 2021 stammten 23 Prozent der gesamten Stromproduktion aus Windkraft, 9,8 Prozent aus der Photovoltaik, 8,8 Prozent aus Biomasse und 4 Prozent aus Wasserkraft. Braun- und Steinkohle lieferten 20,7 Prozent des Stroms, Erdgas 10,5 Prozent und die Kernenergie gut 13,3 Prozent (Stromreport 2022).

Wichtig sind hinsichtlich des Ziel “bezahlbarer Energie” vor allem die Kosten von Strom und Wärme. Die Stromgestehungskosten waren in 2021 wie folgt (ISE 2021, gerundet): Dachkleinanlagen 6-11 Cent/kWh, große Dachanlagen 5-10 Cent/kWh, Freiflächenanlagen 3-6 Cent/kWh. Die Stromgestehungskosten fossiler Stromerzeugung lagen in 2021 zwischen 8-13 Cent/kWh für Gas- und Dampfkraftwerke, zwischen 11-28 Cent/kWh bei Gaskraftwerken, 10-15 Cent/kWh Braunkohlekraftwerke sowie 11-20 Cent/kWh bei Steinkohlekraftwerken. Für Kernkraft, mit Rückbau und Endlagerung werden die Stromgestehungskosten auf 50 bis 100 Cent/kWh geschätzt (Siemens-Stiftung 2015). Die konkreten Stromgestehungskosten sind von einer Reihe von Faktoren abhängig. Dazu zählen der Standort (z. B. Entfernung zwischen Kraftwerk und Abbaugebiet), Größe und Alter der Anlagen, Subventionen, Wartung, Abschreibungen sowie die verbaute Erzeugungstechnologien.

Im Folgenden wird eine Übersicht über die wichtigsten Technologien zur Nutzung der Erneuerbaren Energien gegeben:

Solarenergie: Solarenergie mit Hilfe von Photovoltaik ist mit gut 21 Prozent der EE-Stromproduktion (Stromreport 2022) seit 2007 stark ausgebaut worden und damit die jüngste breit genutzte erneuerbare Stromquelle (vgl. die Graphik auf Wikimedia 2020). Ab 2013 stagnierte der Zuwachs von Solarenergie, weil die Konditionen der Einspeisung verschlechtert wurden. Insbesondere die Energiekrise im Zuge des Ukraine Krieges zeigt, dass der Ausbau jetzt stark beschleunigt werden muss.
Solarthermie: Es stehen jährlich 1.050 KWh/m² Solarstrahlung für die Umwandlung von Sonnenenergie in Wärme zur freien Verfügung. Hiermit lassen sich Strom sowie Wärme für Heizung und Warmwasser erzeugen. In Deutschland wird Solarthermie dennoch nur in weniger als 10 Prozent (co2online 2021) der Heizanlagen für Häuser und Wohnungen genutzt.
Windenergie: 50 Prozent des EE-Stromes in Deutschland wurden 2021 aus Windenergie erzeugt (Stromreport 2022). Der Ausbau hat wesentlich in den Jahren von 2000 bis 2017 stattgefunden. Seitdem ist der Zuwachs geringer, weil sich lokal viele Menschen gegen Windkraftanlagen wehren. Seit Ausbruch des Ukraine-Krieges und dem damit verbundenen Gaslieferstopp Rußlands, sowie seit den deutlichen Auswirkungen der Klimakrise (Waldbrände, Flut), werden wieder höhere Ausbauziele der Windenergie genannt.
Wärmeerzeugung: Zur Wärmeerzeugung können Bioenergie (insbesondere Festbrennstoffe wie Holz) sowie die Umgebungs- bzw. bodennahe Erdwärme eingesetzt werden. Wie bei der Stromerzeugung aus Wasserkraft gibt es für die Verbrennung von Biomasse kein Wachstumspotenzial mehr, sondern muss auf “ein naturverträgliches Maß begrenzt” werden (UBA 2021b). Im Gegensatz dazu setzt die Bundesregierung auf den Ausbau der Nutzung von Umgebungswärme, wozu auch die bodennahe Erdwärme gehört (Tagesschau 2022).

Strom

Die einfachste Maßnahme zum Umstieg auf erneuerbare Energien ist der Bezug von Ökostrom. Der Wechsel des Stromanbieters zu einem Versorger mit Ökostrom im Angebot ist mit einem geringen Aufwand verbunden und kann in wenigen Minuten vollzogen werden. Der Strom wird dabei nicht aus fossilen Energieträgern wie Kohle, Öl, Gas oder Uran erzeugt, sondern aus regenerativen Energieträgern wie Sonne, Wind, Wasser oder Biomasse.

Im ersten Halbjahr 2022 lag der Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen bei ca. 52 Prozent des ins Netz eingespeisten Stroms. Da die Stromproduktion aus verschiedenen Quellen schwankend ist, zeigt erst die Jahresendbilanz, wie die Verteilung sein wird. In 2021 stammten 23 Prozent der gesamten Stromproduktion aus Windkraft, 9,8 Prozent aus der Photovoltaik , 8,8 Prozent aus Biomasse und 4 Prozent aus Wasserkraft. Braun- und Steinkohle lieferten 20,7 Prozent des Stroms, Erdgas 10,5 Prozent und die Kernenergie gut 13,3 Prozent (Stromreport 2022).

Die Kosten pro Kilowattstunde erzeugten Strom sind je nach Anlagentyp unterschiedlich (ISE 2021). Sie liegen etwa zwischen 3 (PV-Freiflächenanlagen) und 12 Cent (Wind Offshore). Zum Vergleich: Braunkohle Kraftwerke erzeugen Strom für 10 bis 15 Cent/kWh, modernste Gaskraftwerke haben Kosten von 8 bis 13 Cent/kWh. Mit anderen Worten: Die Erneuerbaren Energien sind großtechnisch kostengünstiger als fossile Kraftwerke zumal deren Stromgestehungskosten aufgrund steigender CO2 Preise in der Zukunft noch zunehmen werden, während die Stromgestehungskosten von regenerativ erzeugten Strom durch technologische Verbesserung z. B. beim Wirkungsgrad und aufgrund von Massenfertigung weiter sinken.

Aus heutiger Sicht ist in Deutschland der weitere Ausbau nur bei Sonnen- und Windenergie nachhaltig. Wasserkraft ist im Wesentlichen erschöpft, weitere Stauseen sollten aus Landschaftsschutzgründen nicht angelegt werden. Allerdings bedingt die Fluktuation der erneuerbaren Energieträger auch die Herausforderung, Energiespeicher zu bauen. Die kostengünstigste Möglichkeit wären Pumpspeicherkraftwerke. Nachteilig sind der Flächenbedarf und der Landschaftsverbrauch und auch die notwendigen geomorphologischen Voraussetzungen wie Höhenunterschied und Kessellage für das Speicherbecken, sowie der Zugang zu Fließgewässern. Inzwischen gibt es jedoch erste Ansätze um Alternativen zu den Speicherkraftwerken zu errichten. Günstig und machbar könnten sehr groß dimensionierte Batteriesysteme mit einer hohen Leistung sein. Diese dienen als Kurzzeitspeicher, die dann einspringen, wenn es in der Stromversorgung Ungleichheiten zwischen Erzeugung und Verbrauch gibt. Die größten stationären Batteriespeicher haben eine Leistung von 100MW (Australien, vgl. Power and Storage 2019) bis 200 MW (China, vgl. Erneuerbare Energie 2021).

Photovoltaik (PV)

Photovoltaik ist die Umwandlung von Sonnenlicht in Strom. Dies geschieht mit Hilfe von PV-Modulen, in denen die Solarstrahlung Strom erzeugt. Der Strom wird über Leitungen zu einem Wechselrichter geführt, der den Gleichstrom aus den PV-Modulen in Wechselstrom umwandelt. Die Kosten der PV-Technologie sind bei höherer Leistung – trotz Preissteigerungen aufgrund des Krieges – deutlich günstiger als vor 20 Jahren.

Betriebsmodelle

Für den Betrieb von Photovoltaik-Anlagen gibt es drei Betriebsmodelle:

Dachverpachtung: Die einfachste Möglichkeit, von einem geeigneten Dach zu profitieren, ist die Verpachtung der Dachfläche an Dritte. Diese sind dann Betreiber der Anlage. Stadtwerke, Energieversorgungsunternehmen und Projektentwickler bieten bereits „schlüsselfertige“ Dachpachtlösungen an. Dabei baut der Betreiber auf seine Kosten die Anlage, bewirtschaftet sie und übernimmt das unternehmerische Risiko.
Eigenverbrauch mit Überschusseinspeisung: Besonders attraktiv ist die Gestaltung des Eigenverbrauchs. Der Eigentümer errichtet die Anlage auf eigene Kosten und versucht, seine Stromnutzung so zu gestalten, dass bei Sonnenschein Strom entweder verbraucht oder in Batterien gespeichert wird.
Volleinspeisung: In diesem Fall ist der Dacheigentümer auch Betreiber der PV-Anlage. Der gesamte erzeugte Strom wird in das Netz der allgemeinen Versorgung eingespeist und der Anlagenbetreiber erhält für jede eingespeiste kWh die sog. Einspeisevergütung.

Typen von Solarzellen

Im Folgenden werden kurz die wichtigsten Technologien zur Solarstromerzeugung vorgestellt:

Solarzellen aus kristallinem Silizium: Solarzellen aus kristallinem Silizium werden mit über 90 Prozent am häufigsten verbaut. Als Ausgangsmaterial für ihre Herstellung dient Siliziumdioxid (SiO2), das als Quarzsand oder Quarzkristall abgebaut wird. Aus SiO2 wird in einem mehrstufigen und sehr energieaufwendigen Verfahren hochreines polykristallines Silizium (poly-Si) mit einer Reinheit von 99, 99999 Prozent hergestellt. Die Herstellung erfolgt in einem Lichtbogenofen bei Temperaturen von etwa 2.000 °C. Anschließend werden Silizium-Einkristalle (mono-Si) gezogen. Die gewonnenen Einkristalle werden in etwa 0,2 mm dicke Scheiben («Wafer») gesägt und in einer Abfolge von mehreren Prozessschritten zu Solarzellen und dann zu PV-Modulen weiterverarbeitet.
Dünnschicht-Solarmodule: Die Module bestehen, wie die obigen PV-Module ebenfalls, aus elektrischen Kontakten und einem absorbierenden Material, allerdings werden auf dem Trägermaterial verschiedene Schichten von Metallen aufgetragen. Die Dicke der lichtabsorbierenden Schicht liegt in der Regel bei 1-3 µm, also etwa hundertmal weniger als bei den Solarzellen aus kristallinem Silizium. Als Trägermaterial können, je nach Technologie, Glas, Metall- oder Kunststofffolien eingesetzt werden. Als Schichtmaterialien kommen insbesondere Halbleitermaterialien wie Galiumarsenid (GaAs), Cadmiumtellurid (CdTe) oder Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) zum Einsatz. Vorteile der Dünnschichtzellen sind ihr geringes Gewicht, ihre guten Erträge bei diffusem Sonnenlicht und schlechtem Wetter sowie die schnelle energetische Amortisation aufgrund des geringen Energieeinsatzes bei ihrer Herstellung.

Montagearten

Hauptsächlich gibt es zwei Arten für Photovoltaikanlagen:

Aufdachmontage: Aufdach-Photovoltaikanlagen sind eine weit verbreitete Möglichkeit für Eigenheime, Unternehmen und öffentliche Gebäude um ihren eigenen Strom zu erzeugen. Vorteile sind: Das vorhandene Dach kann optimal genutzt werden; das Dach wird vor eventuellen Umwelteinwirkungen zusätzlich geschützt; aufdach-montierte Anlagen sind meist schnell und einfach sowie mit geringem Wartungsaufwand zu installieren. . Nachteile sind höhere Kosten der Montage, mögliche Probleme bei der Befestigung und Tragfähigkeit, Platzbeschränkungen durch die Dachfläche sowie der unveränderliche Winkel des Daches (der nicht immer optimal zur Nutzung der Solarstrahlung ist).
Bodenmontage (Freiflächenmontage): Bodenmontierte Photovoltaikanlagen sind inzwischen ebenfalls weit verbreitet, werden aber vorwiegend von großen Unternehmen, professionellen Investoren bzw. Energieanbietern genutzt. Vorteile sind: Aufgrund ihrer Größe ist auch eine größer dimensionierte Stromerzeugung möglich; bodenmontierte Anlagen haben die Möglichkeit die festen Winkelbeschränkungen zu umgehen und sie haben einfache Wartungsmöglichkeiten. Nachteilig sind die Flächenbedarfe (“ganze Äcker”) und ihre optische Auffälligkeit (Landschaftsbild).

Solarwärme

Solarthermie erzeugt warmes oder heißes Wasser, zusammen mit einem Wärmespeicher kann dann insbesondere in den Sommermonaten ein erheblicher Teil des Wärmebedarfs mit Solarenergie CO₂-frei bereitgestellt werden. Das Prinzip ist ganz einfach: Das Sonnenlicht erwärmt die Solarflüssigkeit (Wasser-Glykol-Gemisch) und über einen Wärmetauscher erwärmt die heiße Solarflüssigkeit Wasser. Im folgenden werden die beiden wichtigsten Kollektortypen sowie die Wärmespeicherung und die Einbindung der Solarwärme vorgestellt:

Flachkollektoren: Bei Flachkollektoren ist der metallische Solarabsorber zwischen einer transparenten Abdeckung und einer Wärmedämmung eingefasst. Dies minimiert die Wärmeverluste des Kollektors, wodurch in Abhängigkeit der Bauart Nutztemperaturen bis 100 °C effizient bereitgestellt werden können. Das Spektrum reicht von kompakten Kollektormodulen mit ca. 2 m² bis hin zu Großflächenkollektoren mit 10 bis 12 m².
Vakuumröhrenkollektoren: Bei Vakuumröhrenkollektoren können die Wärmeverluste durch Konvektion und Wärmeleitung deutlich reduziert und somit mehr Wärme erzeugt werden. Der sinnvolle Einsatzbereich dieser Kollektoren bei 80 bis 130 °C, der höhere Wert wird mit Spiegeln auf der Rückseite erzeugt.
Speicherung: In der Regel ist ein Pufferspeicher zentraler Bestandteil einer solaren Prozesswärmeanlage, da das Solarangebot nicht immer mit dem Wärmebedarf der zu versorgenden Verbrauchsstellen zeitlich übereinstimmt. Zur Einbindung des Speichers gibt es mehrere Möglichkeiten: Typischerweise wird der mit einem Wasser-Glykol-Gemisch betriebene Solarkreis durch einen Wärmeübertrager vom Speicherkreis getrennt.
Einbindung von Solarwärme: Bei der Einbindung von Solarwärme lässt sich grundsätzlich die Versorgungs- von der Prozessebene unterscheiden. Viele Industrie- oder Gewerbebetriebe haben ein zentrales Kesselhaus zur Erzeugung von Wärme und ein Rohrnetz zur Verteilung der Wärme an die Verbrauchsstellen. Je nach Nutztemperatur wird die Wärme über Dampf (140-200 °C), Heißwasser (90-160 °C) oder Warmwasser (<100 °C) verteilt und direkt oder indirekt über einen Wärmeüberträger an die Wärmesenke abgegeben.

Bioenergie

Unter Bioenergie wird die energetische Nutzung biogener Energieträger verstanden. Biogene Energieträger sind pflanzlicher oder tierischer Herkunft. Zu den typischen biogenen Energieträgern zählen Holz und Stroh sowie ihre Derivate wie Holzschnitzel- oder -pellets aber auch Biogas aus der Vergärung von Bioabfällen, Ernterückständen oder von tierischen Abfällen wie Mist und Gülle Exkremente. Obwohl bei der Verbrennung von Biomasse oder Biogas CO₂ freigesetzt wird, ist die Erzeugung und Nutzung von Bioenergie klimaneutral, denn das freigesetzte CO₂ wurde während des Pflanzenwachstums der Atmosphäre entzogen. Allerdings verursacht die Verbrennung von Biomasse auch Emissionen weiterer Luftschadstoffe wie NO_X und insbesondere Feinstaub.

Der typische Einsatz von Biogas zur Energieerzeugung erfolgt über Blockheizkraftwerke (BHKW), die sowohl Wärme als auch Strom erzeugen. Problematisch ist der Anbau von Energiepflanzen wie z. B. Mais, Raps, Futterrüben, Hanf, Chinaschilf, schnellwachsende Bäume (Pappeln, Weiden), Zuckerrohr und Algen. In der Regel erfolgt deren Anbau in schnell wachsenden Monokulturen und diese haben damit einen erheblichen Einfluss auf die Umwelt. Der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln und Monokulturen führen zum Verlust von Biodiversität, die Düngung wird zur Belastung des Grundwassers und der Verbrauch von Grundwasser oder Wasser aus Fließgewässern führt zur regionalen Verknappung von Wasser (vgl. BUND o. J. sowie BIZL o. J.). Des Weiteren ist der energetische Wirkungsgrad der Biomassenproduktion mit 0,5 – 1,5 Prozent (Pflanzenforschung 2020) wesentlich geringer als der von Photovoltaik, der in der Regel 15 – 22 Prozent beträgt (Eigensonne o. J.).

Entsprechend vertritt das Umweltbundesamt die Auffassung, dass die Verbrennung von Biomasse kein Wachstumspotenzial mehr besitzt, sondern vielmehr auf ein „naturverträgliches Maß“ begrenzt werden muss (UBA 2021b).
Hingegen kann die Erzeugung von Biogas aus Gülle und Mist, solange diese aufgrund der hohen Nachfrage nach tierischem Protein in großen Mengen anfallen, einen wichtigen Beitrag vor allem zur Wärmeerzeugung leisten.
Insgesamt ergeben sich jedoch erhebliche Zielkonflikte zwischen Energiegewinnung, Futtermittelanbau und Produktion von Nahrungsmitteln hinsichtlich der begrenzten Ressource “Fläche”.

Damit steht die Energiegewinnung durch den Anbau von Energiepflanzen im Konflikt zum SDG 1 “Kein Hunger”. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass der Ausbau der energetischen Biomassenutzung aus Agrarpflanzen, die auch der Ernährung dienen können (Mais, Getreide), eine nicht verantwortbare Flächenkonkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion darstellt und damit im direkten Konflikt zum SDG 1 “Kein Hunger” steht. Wenn der Bezug von EE-Strom besonders nachhaltig sein soll, ist daher darauf zu achten, dass er aus möglichst aktuell neuen effizienten Wind- oder Solaranlagen stammt. Dieser Strom wird von verschiedenen Einrichtungen wie dem TÜV oder dem Grünen Strom Label e.V. zertifiziert (Ökostromanbieter o. J.)

Erd- und Umgebungswärme

Eine Möglichkeit der Wärmeerzeugung ist die Nutzung von Temperaturunterschieden zwischen Gebäuden und ihrer Umgebung oder dem Erdreich mit Wärmepumpen. Eine Wärmepumpe funktioniert wie ein Kühlschrank oder eine Klimaanlage (Tagesschau 2022). Die Pumpe entzieht der Umgebung (z. B. dem Erdreich) mit einem Kältemittel Wärme und kühlt sie dabei ab. Ein Kompressor verdichtet das Kältemittel und erhöht dabei dessen Temperatur, die dann zur Raumheizung genutzt wird. Das Kältemittel kondensiert und gibt die Wärme frei. In einem Ventil verdampft das Kühlmittel wieder, kühlt sich dabei stark ab und kann aufs Neue der Umgebung Wärme entziehen. Zum Antrieb einer Wärmepumpe wird elektrischer Strom benötigt, der allerdings aus erneuerbaren Quellen stammen sollte. Bei der Nutzung von Erdwärme wird zwischen Tiefengeothermie und oberflächennaher Geothermie unterschieden.

Die oberflächennahe Geothermie nutzt den Untergrund bis zu einer Tiefe von ca. 400 m und Temperaturen von bis zu 25 °C für das Beheizen und Kühlen von Gebäuden, technischen Anlagen oder Infrastruktureinrichtungen. Hierzu wird die Wärme oder Kühlenergie aus den oberen Erd- und Gesteinsschichten oder aus dem Grundwasser gewonnen. Als Tiefengeothermie bezeichnet man die Nutzung der Erdwärme in Tiefen zwischen 400 und 5.000 Metern. Im Vergleich zur oberflächennahen Geothermie sind dort die Temperaturen weitaus höher. Der Vorteil der Geothermie ist ihre ständige Verfügbarkeit. Die geothermische Stromerzeugung in Deutschland steht noch am Anfang und ist noch ausbaufähig.

Beleuchtung

Beleuchtung ist in allen Berufen ein Handlungsfeld, bei dem viel Energie eingespart werden kann. Der Standard für Energieeffizienz in der Beleuchtung sind LED-Lampen und LED-Röhren. In 2009 wurde die “Glühbirne” aus Initiative der EU vom Markt genommen, anstelle dessen wurde im breiten Umfange die Energiesparlampe bzw. Leuchtstofflampe (Fachbegriff:Kompaktleuchtstofflampen) verwendet, die bei gleicher Lichtstärke wie eine 75 Watt Glühbirne nur rund 10 Watt verbrauchte. Die technische Entwicklung ging jedoch weiter hin zu LED-Lampen, die wiederum im Vergleich zur Glühbirne rund 70 Prozent bis 90 Prozent der Energie einsparen (enterga o. J., energieexperten o. J.). In Haushalten und kleinen Gewerbebetrieben ohne eigene Produktion fallen rund 10 Prozent des Stromverbrauchs für die Beleuchtung an – dies sind zwischen 350 und 600 kWh/a.

Die Bedeutung des technischen Wandel weg von der Glühbirne (und auch der Halogenbirne) hin zu LED-Technik lässt sich im Rückblick zeigen. In 2003 wurden ca. 71 TWh/a (Terawattstunden pro Jahr) Strom für die Beleuchtung verwendet. Dies waren 71.000 Gigawattstunden. Ein Atomkraftwerk erzeugt zwischen 9.000 und 13.000 GWh Strom, rein rechnerisch mussten fast 9 Atomkraftwerke nur die Beleuchtung laufen (in 2003, stromrechner.com o. J.).

Für Gewerbetreibende mit Büro und Werkstatt sind die LED-Leuchtstoffröhren besonders interessant, da bisher immer Leuchtstofflampen installiert wurden. Heutzutage gibt es LED-Röhren, die ohne Umbau in die vorhandenen Lichtkästen eingebaut werden können. Nur das Vorschaltgerät muss ggf. ausgewechselt werden. Die Einsparung liegt bei 50 Prozent des bisher genutzten Stroms (LEDONLINE o. J.). Die Vorteile neben der Energieeinsparung sind offensichtlich: Die Röhren zerbrechen nicht, sie enthalten kein Quecksilber, sie flimmern nicht und haben einen hohen Leistungsfaktor (ebd.)

Eine weitere mögliche Stellschraube bei der Beleuchtung ist die Verwendung von Strom aus regenerativen Energiequellen. Eine eigene PV-Anlage auf dem Bürogebäude oder auf dem Betriebsgelände in Verbindung mit einem Batteriespeicher kann erheblich Strom aus Sonnenlicht bereitstellen. Allerdings ist die Solarstrahlung in den Wintermonaten – gerade dann, wenn die Anzucht stattfindet, nur gering. In diesem Falle sollte zumindest der Strom aus erneuerbaren Energien – im Winter fast ausschließlich aus Windenergie – bezogen werden.

Rationelle Energienutzung und Energiesparen

Neben dem Einsatz erneuerbarer Energien zählt auch die rationelle Energienutzung zu den Maßnahmen, um das Energiesystem in Richtung Nachhaltigkeit zu transformieren. Typische Handlungsfelder der rationellen Energienutzung sind die Energieeffizienz und das Energiesparen, die beide eng miteinander verknüpft sind.

Energieeffizienz: Bei der Energieeffizienz geht es darum, Geräte und Maschinen zu nutzen, die bei gleicher Funktionserfüllung einen geringeren Energiebedarf haben. Effizienz ist dabei eine relationale Größe, die sich auf mindestens zwei vergleichbare Arten bezieht, Energie zu nutzen. Durch optimierte Prozesse sollen die quantitativen und qualitativen Verluste, die im Einzelnen bei der Umwandlung, dem Transport und der Speicherung von Energie entstehen, minimiert werden, um einen vorgegebenen (energetischen) Nutzen bei sinkendem Primär- bzw. Endenergieeinsatz zu erreichen.
Energieeffizienzkennzeichnung: In der EU gibt die Energieeffizienzkennzeichnung gemäß Verordnung (EU) 2017/1369 Auskunft über die Energieeffizienz von Elektrogeräten und weiteren Energieverbrauchern. Die Kennzeichnung erfolgt für verschiedene Gerätegruppen in Form von Etiketten auf den Geräten und in Werbematerialien. Ab dem Jahr 2021 erfolgt die Kennzeichnung der Energieeffizienz in Form von Effizienzklassen. Deren Skala reicht von „A“ bis „G“, wobei Geräte mit der höchsten Effizienz mit der Kennzeichnung “A” ausgezeichnet werden. Daneben gibt es zahlreiche weitere Kennzeichen. Bekannt ist der amerikanische Energy Star für energiesparende Geräte, Baustoffe, öffentliche/gewerbliche Gebäude oder Wohnbauten. Der Energy Star bescheinigt die jeweiligen Stromsparkriterien der US-Umweltschutzbehörde EPA und des US-Energieministeriums (energystar.gov). Auch nationale Umweltzeichen wie der Blaue Engel können, je nach ausgezeichnetem Produkt, aufgrund vergleichsweise hoher Energieeffizienz vergeben werden (www.blauer-engel.de). Für PKW’s gibt es ein eigenes Kennzeichen, welches die Bewertung und Kennzeichnung der Energieeffizienz neuer Personenkraftwagen hinsichtlich Kraftstoff- und Stromverbrauch regelt (Pkw-EnVKV 2020).
Stromsparen: Die Abgrenzung des Energiesparens zur Energieeffizienz ist allerdings nicht immer eindeutig, denn die Nutzung eines energieeffizienten Gerätes stellt immer auch eine Energieeinsparung gegenüber einem weniger effizienten Gerät dar. Die wichtigsten Stromsparmaßnahmen im Haushalt sind energieeffiziente Geräte (Kühl- und Gefriergeräte, Flaschildschirme u.a.m.) sowie LED-Beleuchtung. Eine Vielzahl von Energiespartipps sind z. B. bei CO₂-Online zu finden (ebd. o. J.). Selbst kleine Maßnahmen wie Reduzierung des Standby-Verbrauchs summieren sich im Großen (UBA 2015). EU-weit werden die Leerlaufverluste auf jährlich 51 Mrd. Kilowattstunden geschätzt. Dies entspricht einer Energiemenge, die etwa 14 Großkraftwerke mit jeweils 800 Megawatt Leistung pro Jahr erzeugt und dabei etwa 20 Mio. t CO₂ in die Atmosphäre emittieren (ebd.).

Mobilität

Im Rahmen der sogenannten Verkehrswende spielt die Dekarbonisierung der Antriebe eine zentrale Rolle, denn die Treibhausgasemissionen der Mobilität sind, mit rund 149 Mio. t CO₂-Äq bzw. fast 20 Prozent aller CO₂-Emissionen allein in Deutschland im Jahr 2021, maßgeblich für den Klimawandel verantwortlich (UBA 2022). Differenziert nach verschiedenen Verkehrsarten zeigt sich, dass der Straßengüterverkehr 2020 rund 46 Mio. t CO₂-Äq bzw. 30 Prozent der Verkehrsemissionen verursacht (ebd.) hat. Es sind somit zwei Trends wirksam: Zum einen eine Minderung der Emissionen (insbesondere der Schadstoffe), die aber bei LKWs deutlich größer sind (-32 Prozent) als bei PKWs (-5 Prozent). Zum anderen stieg für beide die Zahl der gefahrenen Kilometer – die PKW-Fahrleistung hat sich seit 1995 verdoppelt, die des Güterverkehrs per LKW ist um 74 Prozent gestiegen (ebd.).

Nutzfahrzeuge: Elektrisch oder mit Brennstoffzellen?

In der gewerblichen Wirtschaft sind die mit fossilen Treibstoffen wie Diesel betriebenen Verbrennungsmotoren ab 3,5 t bis hin zu den üblichen 40 Tonnen und auch die schweren Nutzfahrzeuge (z. B. Abfall-Sammelfahrzeuge, Schwertransporter, Zementmischer) von besonderer Relevanz. Maßgeblich angeschoben wird die Verkehrswende im Schwerlastverkehr durch die EU-Klimaziele, den CO₂-Ausstoß von neuen Pkw’s bis 2030 um 37,5 Prozent zu senken und dies bereits in fünf Jahren auch auf schwere Nutzfahrzeuge auszudehnen. Während es im PKW-Bereich fast ausschließlich batteriebetriebene Konzepte sind, kommen im Bereich der Nutzfahrzeuge möglicherweise neben Batterie-angetriebenen Fahrzeugen auch Brennstoffzellen in Betracht. Wie sich dies entwickeln wird, ist noch nicht klar. Allerdings gibt es für den Bereich der bisher meist mit Verbrennungsmotoren betriebenen Rundholzbagger in Sägewerken elektrisch betriebene Alternativen.

Batteriefahrzeuge haben zwei Nachteile. Zum einen den schweren und teils voluminösen Elektrostrang. Zum anderen fehlt bisher gänzlich eine Ladeinfrastruktur für Elektro-LKW’s, so dass diese Langstreckenfahrzeuge nur zwischen zwei definierten Stationen pendeln können, um z. B. beim Abladen erneut geladen zu werden. Alternativ sind jedoch die kleineren Modelle (“7,5-Tonner”), die besonders gut für den innerstädtischen Lieferverkehr geeignet sind. Volvo z. B. bietet seit Mitte 2022 Elektro-LKWs unterschiedlicher Größe an (vgl. Volvo o. J.). Die Volvo-Modelle sind alle für den regionalen Verkehr konstruiert. Der FM Electric hat ein Gesamtzuggewicht von 44 t, eine Leistung von 490 kW, eine Batterieleistung von bis zu 540 kWh (zum Vergleich: Der Hyundai Kona / Midi-SUV hat eine Leistung von 64 kWh) und eine Reichweite von bis zu 390 km (im Sommer). Die Zuladung beträgt 23 t. Die Vorteile sind der niedrige Geräuschpegel (Anlieferung auch in Nachtstunden) und die Emissionsfreiheit (keine Fahreinschränkungen in städtischen Gebieten mit Emissionsbeschränkungen). Bei Gleichstromladung mit 250 kW ist eine Vollladung in 2,5 h möglich.

Alternativ zum E-LKW gibt es viele Hersteller von Nutzfahrzeugen mit Brennstoffzellen. Um bis zum Jahr 2025 bei schweren Nutzfahrzeugen 15 Prozent CO₂-Emissionen und bis 2030 sogar 30 Prozent einzusparen, erscheint die Brennstoffzellentechnologie daher besonders vielversprechend. Denn einerseits sind konventionelle Lkw-Antriebsstränge mit Dieselaggregaten bereits in hohem Maße optimiert und bieten daher nur noch wenig Einsparpotenzial. Andererseits lassen sich bestehende Lösungen zum batterieelektrischen Antrieb von Pkw nicht direkt von Pkw´s auf Lkw´s übertragen, da die benötigte Batterie zu schwer und die Ladezeiten zu lang wären.

Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge sind leiser, wartungsärmer und – bei Herstellung des Wasserstoffs aus regenerativen Quellen – CO₂-neutral. Umweltzonen und emissionsbedingte Durchfahrtsverbote stellen keine Probleme mehr dar. Zwar sind erste Fahrzeuge bereits auf dem Markt verfügbar, jedoch muss die Brennstoffzellenentwicklung bei einer Einführung bis 2025 deutlich beschleunigt werden (KIT 2020).

Gleichwohl ist die Entwicklung von Lkw-Antrieben auf Wasserstoffbasis branchenweit auf einem nie dagewesenen Höchststand. Etablierte Unternehmen, darunter Hersteller wie Hyundai oder Daimler Trucks, aber auch völlig neue Anbieter wie die US-amerikanische Firma Nikola, die in Kooperation mit IVECO und Bosch an der Marktreife von Brennstoffzellen-Lkws feilt, überbieten sich im Rennen um Effizienz, Reichweite und Fortschrittlichkeit. Verwunderlich ist diese Entwicklung angesichts der Vorteile von grünem Wasserstoff nicht: Große Tanks ermöglichen hohe Reichweiten mit einer Tankfüllung. Verschiedene Hersteller arbeiten mit Konzepten, die Reichweiten zwischen 400 und über 1000 Kilometern versprechen. Der Tankprozess ähnelt dabei dem bisherigen Ablauf. Ein Umstellen ganzer Prozesse auf längere Lade- und Standzeiten ist daher nicht nötig. Und Innenstädte, die lärm- und feinstaubbelastet sind, können schon in wenigen Jahren deutlich entlastet werden.

Zwischen Pkw und schweren Nutzfahrzeugen liegen leichte Nutzfahrzeuge bis 3,5 t. Genau die nehmen immer mehr Hersteller als Versuchsballon für den Wasserstoffantrieb mit Brennstoffzelle, meist in Verbindung mit einer Plug-in-Ladelösung. So lässt Stellantis, der Mutterkonzern von Opel, Peugeot und Citroën, in den kommenden zwei Jahren in Rüsselsheim eine Kleinflotte von 2000 Fahrzeugen von Elektro auf Wasserstoff, jeweils mit einer Reichweite von 400 Kilometern (bfp 2022) umrüsten. Die Brennstoffzellentechnologie wird sich vermutlich nicht im PKW-Segment durchsetzen. Eine Studie des österreichischen Umweltbundesamtes kam schon 2014 mit einer Ökobilanz zum Schluss, dass Elektroantriebe die klimafreundlichsten Antriebe noch vor der Brennstoffzellentechnologie sind (Umweltbundesamt 2014). Neuere Untersuchungen zeigen aber, dass die Brennstoffzellentechnologie mit zunehmender Verbesserung der Herstellung von Wasserstoff sich durchaus im Lastverkehr durchsetzen könnte (Reichweite, Tankzeiten, Temperaturstabilität u.a., vgl. Unwerth 2020).

Geschäftsreisen

Bei Geschäftsreisen besteht vielfach die Wahl zwischen Bahn und Pkw-Nutzung, wobei die PKW-Nutzung im Mittel zum Vier- bis Fünffachen an CO2-Emissionen führt (Mein Klimaschutz o. J.). Bei innerdeutschen Flügen ist man oder Frau aufgrund der langen Check-In-Zeiten im Prinzip kaum schneller als mit der Bahn. Hier kann der UmweltMobilCheck der Deutschen Bahn eine Orientierung geben (Deutsche Bahn o. J.). Eine Fahrt von Berlin nach Hamburg führt bei Pkw-Nutzung zu etwa 54 kg CO₂-Äq, bei Bahnnutzung zu 0,03 kg CO₂-Äq.

Sollten Geschäftsreisen mit dem Flugzeug gelegentlich unvermeidbar sein, bieten sich Kompensationsmodelle zum Ausgleich der Klimawirkung an, bei denen eine Klimakompensation erfolgt. Hierbei wird ein Geldbetrag entsprechend der verursachten Emissionen überwiesen und dieser wird in Klimaschutzprojekte investiert z. B. in den Moorschutz oder Wiederaufforstung (vgl. atmosfair o. J.). Bei einem Hin-und Rückflug von Berlin nach Shanghai entstehen ca. 4.800 kg CO₂ Emissionen. Diese können durch 111 € Ausgleichszahlung kompensiert werden.

Fuhrpark für den motorisierten Individualverkehr

Der motorisierte Individualverkehr (MIV) wird mit PKW´s durchgeführt. Alle Unternehmen besitzen zumindest ein Fahrzeug für den Geschäftsführer, größere Unternehmen stellen Dienstfahrzeuge, große Unternehmen haben ganze Fahrzeugflotten. Laut Statista gab es 2020 mehr als 5 Millionen PKW’s mit einem gewerblichen Fahrzeughalter (ca. 11 Prozent des Fahrzeugbestandes, Statista 2022b). Um die Emissionen im Verkehr deutlich zu reduzieren – dies ist unbedingt notwendig, um die international vereinbarten Klimaziele zu erreichen – muss der Fuhrpark auf emissionsarme Fahrzeuge umgestellt werden. Bei der Umstellung des betrieblichen Fuhrparks von Fahrzeugen mit (fossilen) Verbrennungsmotoren auf alternative Antriebskonzepte stehen derzeit Elektrofahrzeuge mit unterschiedlichen Antriebskonzepten, Wasserstofffahrzeuge mit Brennstoffzellen sowie die Nutzung biogener Kraftstoffe in der Diskussion:

Hybrid-Fahrzeuge: Es gibt verschiedene Typen wie Mild-Hybrid, Voll-Hybrid, Plug-in-Hybrid oder Range Extender, die einen mehr oder weniger starken Verbrenner mit einem Elektroantrieb kombinieren. Solange die Reichweite reiner E-Autos noch begrenzt ist, wird es auch diese Fahrzeuge geben.
Elektroauto mit Batterie: Ein vollelektrisches Fahrzeug (BEV) wird ausschließlich von einem batteriebetriebenen Elektromotor angetrieben. Der wird über das Stromnetz aufgeladen, das heißt: er benötigt keinen fossilen Kraftstoff. Dadurch fährt das Fahrzeug zu 100 Prozent emissionsfrei. Allerdings ist hier der Strommix von Bedeutung: Der Anteil von Gas und Kohle führt zu Emissionen bei der Stromerzeugung.
Elektroauto mit Brennstoffzelle: Ein Brennstoffzellenauto (FCEV) wird ausschließlich von einem Elektromotor angetrieben. Der Strom wird in einer Wasserstoff-Brennstoffzelle erzeugt. Bei der Nutzung von Wasserstoff in Fahrzeugen ist von entscheidender Bedeutung, dass dieser mit elektrischem Strom aus erneuerbaren Energien hergestellt wird, ein sogenannter grüner Wasserstoff – denn nur dann ist sein Einsatz in Fahrzeugen CO₂-frei und damit klimaneutral. Die Herstellung von grünem Wasserstoff erfolgt mittels Elektrolyse von Wasser.
Biogene Kraftstoffe: Hier wird der Kraftstoff aus Pflanzen erzeugt. Dies können Öl-Pflanzen wie Raps sein, aus denen Biodiesel, oder Zuckerrohr, aus dem Ethanol erzeugt wird. Letzteres ist z. B. in Brasilien eine wichtige Kraftstoffquelle. Die Antriebstechnik ist vergleichbar mit konventionellen Verbrennungsmotoren mit der Ausnahme, dass das bei der Verbrennung entstehende CO₂ klimaneutral ist, denn die bei der Verbrennung freigesetzte CO₂-Menge entspricht in etwa derjenigen Menge, die die Pflanze während ihres Wachstums mittels Photosynthese der Atmosphäre entzogen hatte.

Wie wird sich die individuelle und die gewerbliche Mobilität der Zukunft gestalten? Vermutlich wird es die Elektromobilität mit Batterien für PKW und kleine Nutzfahrzeuge bis 3,5 Tonnen sein. Von entscheidender Bedeutung ist, dass der elektrische Strom zur Ladung der Fahrzeugbatterie mit erneuerbaren Energien erzeugt wird. Bei LKW in der Klasse ab 7,5 t ist die Frage noch nicht beantwortet – hier konkurrieren Elektromobilität mit Batterien und Fahrzeuge mit Brennstoffzellen noch miteinander.

Nutzungsverhalten

Neben der Umrüstung der Dienstwagen auf elektrische Antriebe sollte auch der individuelle Umgang mit Mobilität überdacht werden. Es können beispielsweise THG-Emissionen eingespart werden, wenn die Mitarbeitenden zu Fuß oder mit dem Rad zum Arbeitsplatz im Handel kommen, sofern aus gesundheitlichen Gründen oder einer zu großen Distanz zum Arbeitsort nichts dagegen spricht. Zudem kann der Betrieb die Nutzung öffentlicher Verkehrsmittel z. B. durch ein Jobticket attraktiver gestalten. Auch die Förderung von Dienstfahrrädern ist in einigen Städten und Kommunen möglich. Zusätzlich ist die Bildung von Fahrgemeinschaften denkbar, wenn es sich von den Arbeitszeiten und den Wegen anbietet. Strecken, die mit dem Auto gefahren werden müssen, sollten optimiert werden (Routenoptimierung), insbesondere gilt dies für den Transport von Waren. Außerdem hat die Fahrgeschwindigkeit einen erheblichen Einfluss auf die ausgestoßenen THG-Emissionen. Laut Umweltbundesamt verursachten im Jahr 2020 Pkw und leichte Nutzfahrzeuge auf Bundesautobahnen in Deutschland THG-Emissionen in Höhe von rund 30,5 Millionen Tonnen CO2-Äquivalenten. Durch die Einführung eines generellen Tempolimits von 120 km/h auf Bundesautobahnen würden die Emissionen um jährlich 2,0 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente reduziert und ein Tempolimit von 100 km/h würde sie um 4,3 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente pro Jahr mindern (UBA 2022b). Auch ohne generelles Tempolimit kann jede*r die Fahrgeschwindigkeit reduzieren, das spart nicht nur THG-Emissionen sondern auch Kosten ein (mobile.de 2020). Denn bei hohen Geschwindigkeiten verbrauchen Fahrzeuge überdurchschnittlich viel Kraftstoff. Nach Angaben des ADAC verbraucht ein Mittelklasseauto um bis zu zwei Drittel mehr Kraftstoff, wenn es statt 100 km/h mit 160 km/h fährt (ebd.).

Logistik

Die Wahl der Verkehrsmittel entlang der Wertschöpfungskette ist von besonderer Relevanz. Die Emissionen aus der Logistik können leicht mit Hilfe kostenloser Online Tools ermittelt werden, wie z. B. mit carboncare (ebd. o. J.). Hier ist auch der Emissionsanteil für die Erzeugung des Kraftstoffes enthalten. Die folgende Tabelle stellt beispielhaft die CO₂– Emissionen unterschiedlicher Transportmittel dar, die bei einem Transport von einer Tonne Gewicht von Shanghai nach Berlin freigesetzt werden.

Tabelle: Emissionen für einen Langstreckentransport – Shanghai nach Berlin.

Transportmittel	Strecke (km, gerundet)	WTW-CO₂-Äq
Schiff LKW	19.900 km (Schiff) 200 km (LKW) 20.100 km (gesamt)	73 kg (nur Schiff) 15 kg (LKW) 88 kg (gesamt)
Bahn (im Bau)	10.400 km	120 kg
Flugzeug	8.500 km	6.900 kg

Quelle: Eigene Berechnungen mit carboncare (ebd. o. J.).

Ferntransporte versus “Regionalität”

Die Bedeutung des Prinzips Regionalität kann anhand des vergleichenden Beispiels der Holznutzung von Eiche (Umland) und Teak (Asien) illustriert werden. Die folgende Berechnung der THG-Emissionen bezieht sich nur auf die reinen Transportdistanzen und Transportmittel. Bei dieser Betrachtung werden nicht die möglichen ökologischen Auswirkungen durch die Anbau – und Erntemethoden und die damit verbundenen Folgen für die Umwelt betrachtet (z. B. werden auch bei der Zertifizierung von Holz die THG-Emissionen des Transportes nicht berücksichtigt). Bei dieser Modellierung wird davon ausgegangen, dass die Teakholzmöbel (Klappstühle) in den Herkunftsländern des Holzes produziert und in 40 Fuß-Containern nach Deutschland transportiert werden. Damit ergeben sich bei dem Container-Raumvolumen eine theoretische Menge von maximal 400 Stk. Teakholz-Klappstühlen sowie analog etwa 400 Stk. Eichenholz-Klappstühlen gleicher Bauart pro Container.

Basisdaten:

Erklärung Einheiten:

Tkm: pro Tonne pro Kilometer
kg CO₂-Äq.: Menge kg an Kohlendioxid-Emissionen

Eiche Gewicht	770 kg/m³
Teak Gewicht	660 kg/m³
Eichenholz Klappstuhl Transportdistanz mit LKW	250 km mit LKW
Teakholz Klappstuhl Transportdistanz mit Schiff (Myanmar- Hamburg) und LKW	15.900 km Schiff 900 km LKW
TGH-Emissionen Container Schiff	17 g/Tkm (UBA 2019)
TGH-Emissionen LKW	68 g/Tkm (UBA 2019)
Gewicht Möbelstück Teakholz Klappstuhl	7 kg
Gewicht Möbelstück Eichenholz Klappstuhl	8 kg
Leergewicht 40 Fuß-Container	3,7 t
Gewicht LKW-Sattelauflieger	17,0 t
Ladung des 40 Fuß Containers Teakholz-Klappstühle	2,8 t
Ladung des 40 Fuß Containers Eichenholz-Klappstühle	3,2 t
Gewicht (400 Stk. Teakholz Klappstühle + Container)	6,5 t
Gewicht (400 Stk. Eichenholz Klappstühle + Container)	6,9 t
Gewicht (400 Stk. Teakholz Klappstühle + Container + LKW-Sattelauflieger)	23,5 t
Gewicht (400 Stk. Eichenholzklappstühle + Container + LKW-Sattelauflieger)	23,9 t

Transport von Teakholz

Seeschiff-Containertransport

17 g/Tkm * 15.900 km * 6,5 t = 1.757 kg CO₂-Äq./ 400 Stk.

1.757 kg CO₂-Äq. / 400 Stk.= 4,39 kg CO₂-Äq. pro Teakholz-Klappstuhl

LKW Anfahrt Seehafen Myanmar: 200 km
LKW Distribution Deutschland: 300 km
Summe: 500 km
THG-Emissionen LKW: 68 g /Tkm (UBA 2021)
68g/Tkm* 500 km* 23,5 T = 799 kg CO₂-Äq/ 400 Stk.

799 kg CO₂-Äq/ 400 Stk. = 2,0 kg CO₂-Äq. pro Möbelstück

Gesamtemissionen für den Transport: 4,39 kg + 2,0 kg = 6,39 kg CO₂-Äq.

Das Möbelstück aus tropischem Teak erzeugt bzgl. des Transportes 6,39 kg CO₂-Äq.

Transport von Eichenholz

Inländische LKW-Distribution
68g/Tkm* 250 km* 23,9 T = 406 kg CO₂-Äq/ 400 Stk.
406 kg CO₂-Äq/ 400 Stk.= 1,01 kg CO₂-Äq. pro Möbelstück

Das Möbelstück aus regionaler Eiche erzeugt bzgl. des Transportes 1,0 kg CO₂-Äq.

Diese beispielhafte Rechnung verdeutlicht, wie hoch der Anteil an THG-Emissionen durch den Transport in der Gesamtbilanz des Produktes ist. Er liegt bei Teakholz um den Faktor 6,4 höher als bei dem regional genutzten Eichenholz. Auffällig ist, dass der Transport per LKW pro Kilometer wesentlich höhere THG-Emissionen erzeugt als der Schiffstransport pro Kilometer. Er liegt bei diesem Beispiel um den Faktor 14 höher als beim Seeschiffstransport. Das verdeutlicht, dass der Straßentransport auch bei der Distribution bis hin zum Endkunden oder der Abholung des Produktes durch den Endkunden z. B. im Möbelhaus oder Baumarkt, erheblich zu den spezifischen THG-Emissionen beiträgt!

Energiespeicherung

Eine zentrale Herausforderung bei der Nutzung erneuerbarer Energien ist ihre Fluktuation, denn Solarstrahlung steht nachts nicht zur Verfügung und auch der Wind weht nicht kontinuierlich. Eine ausgeglichene Balance von Stromerzeugung und Stromnachfrage ist aber unabdingbar für die Versorgungssicherheit sowie die Netzstabilität. Um eine gleichmäßige Frequenz im Stromnetz aufrechtzuerhalten, müssen Erzeugung und Nutzung aufeinander abgestimmt werden. Andernfalls muss die Differenz und mögliche Frequenzschwankungen durch die sogenannte Regelenergie ausgeglichen werden. Möglichkeiten dazu sind:

Abschaltung von EE-Anlagen (geringere Einspeisung)
Zuschaltung von Speicherkraftwerken (höhere Einspeisung)
Abschaltung großer Verbraucher (geringere Entnahme)

Die Abschaltung ist aber unökologisch und unwirtschaftlich. Um dies zu vermeiden, bieten sich Energiespeicher an, die bei Bedarf zugeschaltet werden. Diese sind:

Pumpspeicherkraftwerke: Kostengünstig, nur für gebirgige dünn besiedelte Regionen (z. B. Norwegen, Öst. Alpen), benötigen einen Netzanschluss z. B. durch sehr lange und teure DC-Leitungen z. B. durch die Ost- und Nordsee bei norwegischen Speichern.
Druckluft: Einfache Technologie, gut nutzbar bei Anbindung an Windkraftanlagen, aber nur begrenztes Speicherpotential und bisher eher ein Forschungsgegenstand.
Schwungräder: Einfache Technologie, aber hohe Masse des Rades und noch in der Entwicklung.
Chemisch als Wasserstoff: Elektrolyse von Wasser zur Stromerzeugung, gut erforscht für Kleinanlagen, derzeit erfolgt ein großtechnischer Aufbau, wichtiger Zielkonflikt: Wasserstoff ist auch relevant für die Stahl-, Zement- und chemische Industrie sowie zum Antrieb von LKWs (evt. Flugzeuge), teure Technologie.
Chemisch als Methan: Elektrolyse von Wasser zur Stromerzeugung, dann Reduktion von CO₂ zu Methan (CH₄), relevant für Gebäudeheizungen, teure Technologie.

Allen obigen Technologien ist gemeinsam, dass die Umwandlung von Kraft oder innerer Energie immer mit hohen Verlusten aufgrund der Thermodynamik (Wärmeverluste) verbunden ist. Die wichtigste Batterie ist derzeit die Lithium-Ionen-Batterie. (GRS o. J., ISE 2021): Dieser Batterietyp dient sowohl für die Versorgung von Kleingeräten (Mobiltelefone, Tablet, Notebooks, Werkzeuge) als auch für Fahrzeuge und Fahrräder sowie als Hausspeicher (s.a.u.). Batterien im Kleinstbereich und für die Elektromobilität müssen ein geringes Gewicht beim höchsten Energiegehalt haben. Weitere Faktoren sind die Kosten, die Brandsicherheit, die Ladefähigkeit und die Lebensdauer. Die Kathode enthält Kobalt-Oxid (CoO), die Anode besteht aus Graphit. Als Elektrolyt dienen Li-organische Verbindungen. Die Vorteile sind die höchste Energiedichte aller im großen Maßstab produzierten Batterien, kein Memory Effekt und eine gute Zyklenfestigkeit. Die Nachteile sind ein hoher Preis, ein aufwändiges Zellmanagement aufgrund der geringen Größe und damit verbunden mit einer hohen Anzahl von Zellen. Aus Sicht der Nachhaltigkeit ist insbesondere die Gewinnung von Cobalt in Sambia und der Demokratischen Republik Kongo, dem wichtigsten aller Lieferländer, sehr gewichtig, da hier u.a. ein illegaler und umweltzerstörender Abbaus stattfindet (FAZ-net 2022, Safe the Children 2022). Lithium ist ein Salz, das in verschiedenen Ländern in Salzseen vorkommt. Der größte Produzent ist Australien (51.000 t) vor Chile (13.000 t; VW o. J.). Hierbei spielt insbesondere die Bereitstellung von Wasser und die Abwasserbehandlung eine wichtige Rolle, da die Gewinnung meist in ariden Regionen stattfindet. Die bekannten Reserven übersteigen derzeit die Bedarfe um ein Vielfaches, weshalb diskutiert wird, ob Lithium ein “knappes” Metall ist oder nicht (ebd.).

Rohstoffe für Akkus

Neben dem Direktbezug von elektrischer Energie über das Stromnetz zum Betrieb von Maschinen und Geräten ist der Einsatz von Akkus z. B. für handwerkliche Kleingeräte (z. B. Elektr. Sägen/ Akkuschrauber) üblich. Darüber hinaus sind Akkus auch bei E- Fahrzeugen als Speichermedium notwendig, um mobil unabhängig zu sein. Bisher erfolgt der Abbau des hierfür meist genutzten Lithiums häufig weder sozial noch umweltverträglich, z. B. in Lateinamerika. Eingesetzte Chemikalien und Schwermetalle werden freigesetzt . Kinderarbeit kommt immer noch vor. Dies muss aber nicht sein. Wie auch in anderen Bereichen des Bergbaus kann Verbot von Kinderarbeit, eine ökologische und soziale Zertifizierung (Fairtrade) zu “besserem” Lithium führen (Schulz, 2020). Unabhängig davon ist es wichtig, möglichst wenig Lithium zu verbrauchen, was nur durch eine hohe Recyclingrate gewährleistet werden kann. Hierzu wurden bereits unterschiedliche Verfahren entwickelt, die in den nächsten Jahrzehnten einen wachsenden Anteil des weltweiten Lithiumbedarfs decken können (Buchert, Matthias und Sutter, Jürgen, 2020).

Folgen der Energienutzung für Ökologie und Gesundheit

Bis Ende des letzten Jahrhunderts waren Smog und Saurer Regen mit ihren gesundheitlichen (Atemwegserkrankungen) bzw. Umweltfolgen (Baumsterben und Versauerung von Gewässern) die offensichtlichen Folgen der Nutzung fossiler Brennstoffe. Durch Rußfilter, Verwendung schwefelarmer Brennstoffe und Entschwefelungsanlagen wurden diese Probleme jedenfalls in der EU weitgehend gelöst. Geblieben sind Gesundheitsfolgen durch Feinstaub (z. B. aufgrund der Wärmegewinnung durch Holz) und Stickoxiden, denen mit Filteranlagen, Katalysatoren, AdBlue und strengen Abgasnormen begegnet wird. Auch der Umstieg auf E-Mobilität trägt zur Reduktion dieser Schadstoffe bei, da diese in Elektromotoren nicht entstehen. Neben den gesundheitlichen Folgen der Nutzung von Holz für die Wärmeerzeugung durch Verbrennung geht damit – z. B. bei einfachen Feststofföfen – auch eine starke Belastung für die Umwelt einher.

Energieeinsparung in Holzbearbeitungsbetrieben

Einleitung

Der Gesamtenergiebedarf eines Holzbearbeitungsbetriebs hängt von verschiedenen Faktoren ab, die u.a. die betriebliche Infrastruktur betreffen (wärmetechnischer Standard der Gebäudehülle, Energieträger), die Effizienz der Anlagentechnik, dem Wärme- und Lüftungsbedarf sowie organisatorischen Faktoren wie die Betriebsgröße, Fertigungsstruktur- und –tiefe. Der Verbrauch an elektrischer und ggf. fossiler Energie eines Holzbearbeitungsbetriebes ist vor allem abhängig von der Nutzung der Maschinen und Geräte, die dort eingesetzt werden. Es gibt stationäre Maschinen, Handmaschinen und sonstige Geräte, die in einem Holzbearbeitungsbetrieb genutzt werden. Allein die Bandbreite der stationären Maschinen umfasst viele verschiedene Gerätetypen, hinzu kommen verschiedene Handgeräte sowie Geräte u.a. zur Reinhaltung (Druckluft/ Absaugen/ Lüftung etc.). Zur Einordnung sei hier das Beispiel einer Tischlerei genannt, die im Durchschnitt etwa 300 Megawattstunden Energie pro Jahr benötigt. Ein Viertel davon entfällt auf die elektrische Energie (Energieeffizienz-im-Betrieb 2023). Für die Holzbearbeitungsbetriebe und die Möbelindustrie gibt es keine Statistiken zum Energieverbrauch, zudem decken sie ein breites Arbeitsspektrum ab. In den folgenden Ausführungen wird auf den Sektor Tischlerei eingegangen, da in diesem Bereich ähnliche Maschinen eingesetzt werden wie in Holzbearbeitungsbetrieben und diese vom Energiebedarf gut erfasst sind.

In einer Tischlerei teilen sich der Gesamtstromverbrauch und die Prozesse dabei durchschnittlich in folgende Bereiche und Anteile auf:

Gesamtverteilung	Anteil	Prozesse	Anteil
Späneabsaugung	38 Prozent	Transmissionswärme	47 Prozent
Holzbearbeitungsmaschinen	27 Prozent	Hallenlüftung	24 Prozent
Heizung	10 Prozent	Späneabsaugung	21 Prozent
Druckluft	7 Prozent	Lackier Raumlüftung	8 Prozent
Beleuchtung	7 Prozent	Büro	5 Prozent
Lackierraum	5 Prozent	Warmwasser	1 Prozent

Quelle: HWK Koblenz, Stromverbrauch in Tischlereien

Zu erkennen ist, welchen hohen Anteil die Absaugung und die Holzbearbeitungsmaschinen mit ca. 65 Prozent ausmachen. In den folgenden Ausführungen wird auf die Strategie eingegangen, die für die Planung und Umsetzung von Energieeinsparmaßnahmen sinnvoll ist und auf die jeweiligen spezifischen Potenziale des betrieblichen Maschinenparks.

Sägewerke

Der Roh- und Restholzverbrauch von Nadelholz in Sägewerken in Deutschland belief sich in 2021 auf rund 34,7 Mio. Festmeter. Im gleichen Zeitraum lag der Verbrauch von Laubholz bei ca. 1,5 Mio Festmetern (Statista 2023). Für die verschiedenen Prozessstadien in einem Sägewerk werden Fahrzeuge, Maschinen und Geräte genutzt, die jeweils unterschiedlich betrieben werden: Für die Anlieferung des frisch geschlagenen Holzes sowie für die Lagerung der abgelängten Rundhölzer werden meist LKWs und Rundholzbagger mit Verbrennungsmotor genutzt. Auch für die Wurzelreduzierung im Sägewerk werden meist klassische Motorsägen genutzt. Für den Gebäudebetrieb wie auch für die Verarbeitungsprozesse im Sägewerk wird elektrische Energie genutzt. Hinzu kommt der Bedarf an Wärme für die Holztrocknung in der Trockenkammer sowie für die Beheizung der Betriebsgebäude. Alle weiteren Holz verarbeitenden Prozesse von der Produktion verschiedener Holzwerkstoffe ( (z. B. Brettschichtholz für den Bausektor) bis hin zur Möbelindustrie sind grundsätzlich ähnlich aufgebaut und werden aus diesem Grund nun übergreifend betrachtet.

Die folgenden Ausführungen beziehen sich auf die aktuellen Studien der Energieverbräuche aus Österreich und der Schweiz. Für Deutschland liegen keine Daten vor. Auch wenn sich die in diesen Studien dargestellten absoluten Werte innerhalb der Zeitraumes von ca. 25 Jahren verändert haben sollten, so lassen sich daraus doch entscheidende Schlüsse in Bezug auf mögliche Einsparpotentiale ziehen, unabhängig von der jeweiligen Betriebsgröße.

Energieeffizienz im Sägewerk

In einem Modellprojekt wurden 1996 Daten über den Energieverbrauch in Sägewerken erhoben, die leider nicht aktualisiert wurden. Im Rahmen des Projektes wurde an Hand der Best Practice aus Zielwerte bestimmt, die erreichbar sind und wie die folgende Tabelle zeigt:

Tabelle: Stromverbrauch in Sägewerken (Modellprojekt mit 14 Betrieben in Gloor, 1996)

Bereich	Ziel	Durchschnitt
Holztrocknung	20 Prozent	40 Prozent
Bearbeitungsmaschinen	20 Prozent	25 Prozent
Absaugung/ Entsorgung	5 Prozent	10 Prozent
Druckluft	2 Prozent	5 Prozent
Diverse	8 Prozent	10 Prozent
Heizungsinfrastruktur	5 Prozent	10 Prozent

(Quelle: Analyse von 14 Betrieben Gloor, 1996)

Da die Heizungen mit Produktionsabfällen betrieben werden, ist in praktisch allen größeren Sägereien und Hobelwerken nur der Stromverbrauch von Interesse. In einer durchschnittlichen Sägerei und einem Hobelwerk entfällt etwa die Hälfte des Stromverbrauchs auf die Heizungsanlage und die Ventilatoren der Holztrocknungsanlage. Die Holzbearbeitung als solche macht nur etwa 10 Prozent des Elektrizitätsverbrauchs aus, weitere 10 Prozent gehen auf das Konto der Maschinenverluste und rund 20 Prozent werden für die Abfallentsorgung aufgewendet. In einem Hobelwerk besteht die Entsorgung aus der Späneabsauganlage, in einer Sägerei aus Kratzförderer, Vibrorinnen und Hacker.

Energiesparmassnahmen

Die folgende Tabelle zeigt mögliche Energiesparmaßnahmen in Sägewerken auf.

Prozess	Maßnahme	Bemerkungen
Holztrocknung	Bei Holztrocknungskammern kann man in der zweiten Trocknungsphase (unter 25 Prozent Holzfeuchte) die Drehzahl der Umluftventilatoren reduzieren, ohne dass dadurch ein Qualitäts- und Zeitverlust entsteht. Eine Halbierung der Drehzahl (Frequenzumrichter, polumschaltbare Motoren) verringert die Ventilatorleistung um den Faktor 8 (Energie.ch 1996).	Durch die Drehzahlabsenkung einer Trockenkammer (10 kW Ventilatorleistung) über die halbe Trockenzeit kann die Hälfte von 80’000 kWh/a Strom eingespart werden. Die Installationskosten bezahlen sich innerhalb eines Jahres (Energie.ch 1996).
Auslastung	Bei vielen Holzbearbeitungsmaschinen dominieren die Leerlaufverluste. Die Anlagen sind schon aus diesem Grund mit voller Leistung (Vorschubgeschwindigkeit) zu fahren und danach abzustellen. Mit langsamen Sägen (unter 4 m/min) spart man nicht Energie, sondern man vergeudet Zeit und Energie (Energie.ch 1996).	Eine hohe Auslastung reduziert den spezifischen Energieverbrauch und erhöht auch die Produktivität (Energie.ch 1996).
Laufzeiten reduzieren	Auch bei kurzen Pausen sollten Anlagen abgestellt werden. Als Faustregel lohnt sich das Abschalten energetisch, wenn die Pause fünf mal länger dauert als das Hochfahren (Energie.ch 1996). Bei den untersuchten Sägewerken beträgt die durchschnittliche Betriebsleistung (unter Volllast) etwa 50 Prozent der elektrischen Nennleistung. Die Messung der elektrischen Leistungsaufnahme zeigt, daß die Leerlaufleistung der Maschinen des „Bereiches Rund- holzplatzes“ bei 36 Prozent der Nennleistung liegt. Bei den Maschinen im Sägewerk liegt die Leerlaufleistung bei 19 Prozent der Nennleistung. Dies bedeutet, daß die Maschinen im Leerlauf bis zu 70 Prozent der elektrischen Energie des Vollbetriebes aufnehmen. Schon bei kurzen Betriebsunterbrechungen ist es daher sinnvoll die Maschinen abzuschalten (WINenergy 1997).	Zum Beispiel sparen täglich 10 Minuten weniger Leerlauf mit 10 kW Leistung, etwa 400 kWh Strom im Jahr (Energie.ch 1996).
Produktions- geschwindigkeit	Maschinen (vor allem das Gatter) sollten mit voller Produktionsgeschwindigkeit betrieben und danach abgeschaltet werden (WINenergy 1997).	Bei den meisten Prozessen (Entrindung, Sägen, Besäumen) wird für die Nebenbetriebe (Hydraulik, Absaugung, Hacker) mehr Leistung benötigt als für den eigentlichen Prozeß (WINenergy 1997).
Heizungsanlage	Der Stromverbrauch der Heizung und Holztrocknung lässt sich meistens aus dem Niedertarif Stromverbrauch ermitteln. Die Anlagenteile (Pumpen) sollten nur laufen, wenn Wärme benötigt wird (Energie.ch 1996) . Aufgrund der hohen Laufzeiten benötigen die Trockenkammer Ventilatoren erhebliche Mengen an elektrischer Energie. Die bedarfsgerechte Regelung der Ventilatorleistung führt zu einer Stromverbrauchs Reduktion (WINenergy 1997).	Eine 1 kW Umwälzpumpe kostet keine 1000 Franken und verbraucht rund 9000 kWh Strom pro Jahr (Energie.ch 1996).
Druckluftanlage	Für die meisten Druckluftverbraucher reicht ein Netzdruck von 6 bar Überdruck. Vor allem in größeren Anlagen stecken rentable Energiesparmöglichkeiten (Energie.ch 1996).	Ab einer Kompressorleistung von 5,5 kW lohnt sich meistens eine Optimierung (Energie.ch 1996).
Absauganlage	Durch die Anpassung der notwendigen Luftmenge an den aktuellen Bedarf lassen sich 40 bis 70 Prozent Strom einsparen. Energieeffiziente Neuanlagen sind nicht viel teurer als übliche Standardanlagen (Energie.ch 1996). Absaugungen sind für einen beträchtlichen Anteil des elektrischen Strom-verbrauches verantwortlich. Der Stromverbrauch kann deutlich reduziert werden durch: ● Kopplung der Absaugung mit dem tatsächlichen Anfall von Sägespänen ● eine kurze mit möglichst wenig Kümmern versehene Rohrleitung ● regelmäßige Reinigung ● drehzahlgeregelte Luftmenge in Abhängigkeit der Staubkonzentration (WINenergy 1997).	Anlagen ab 7,5 kW Ventilatorleistung und Laufzeiten von mehr als 500 Stunden pro Jahr sind genauer zu untersuchen (Energie.ch 1996).
Maschinen	Eine gute Holzbearbeitungsmaschine hat eine geringe Leistungsaufnahme im Leerlauf, benötigt nur wenig Absaugleistung und keine weitere Infrastruktur wie Druckluft (Energie.ch 1996) . Die branchenüblichen schweren Maschinen sind für den Hauptteil des elektrischen Energieverbrauches verantwortlich. Durch die hohen elektrischen Anschlusswerte der einzelnen Aggregate, betragen die Leistungskosten an den Gesamtstromkosten bis zu 65 Prozent (WINenergy 1997).	Bei der Beschaffung von größeren Maschinen mit Betriebszeiten von über 200 Stunden pro Jahr ist die Energieeffizienz zu berücksichtigen (Energie.ch 1996).
Blindstrom	Wenn die Blindstromkosten 700 Franken pro Jahr übersteigen, lohnt sich oft die Anschaffung einer Blindstromkompensationsanlage (Energie.ch 1996).	Schon ab 300 Franken Blindstromkosten kann eine Einzelkompensation in Frage kommen (Energie.ch 1996).
Leistungsspitze	Eine automatische Lastoptimierung bei den Produktionsmaschinen ist selten möglich. Eine gegenseitige Verriegelung zum Beispiel mit Schlüsselschalter von Verbrauchern mit großer Leistung kann mehr bringen(Energie.ch 1996). Durch eine optimierte Leistungssteuerung könnten die elektrischen Leistungsspitzen reduziert und die Stromkosten gesenkt werden (WINenergy 1997).	Möglichkeiten für die Automatisierung gibt es beim Hacker, der Holztrocknung, der Heizung und den Transportventilatoren (Energie.ch 1996).
Fahrzeuge	Umstellung der Betriebsfahrzeuge (z. B. Rundholzbagger) auf elektrischen Betrieb.	Große Unterschiede im spezifischen Dieselverbrauch weisen auf unnötigen Leerlaufbetrieb, ältere (energieintensive) Fahrzeuge und eine hohe Kilometerleistung (Wegoptimierung) hin (WINenergy 1997).

Eigene Darstellung sowie zitiert nach: Energie.ch 1996; WINenergy 1997

Möbelindustrie

Die Möbelindustrie stellt Einrichtungsgegenstände aus Holz, Metall und Kunststoff her und gehört zum Verarbeitenden Gewerbe (Statista 2021). Sie setzt jährlich insgesamt etwa 20 Milliarden Euro um. In den ca. 1.000 Betrieben mit 20 und mehr Beschäftigten sind ca. 100.000 Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen tätig. Der höchste Umsatz wird dabei von den größeren Herstellern mit 50 und mehr Beschäftigten erwirtschaftet: Im Jahr 2022 erzielten 449 Unternehmen dieser Größe einen Umsatz von 18,8 Milliarden Euro. Dies entsprach einem Plus von knapp 7 Prozent gegenüber dem Vorjahr. Den größten Sektor stellen die Hersteller von Küchenmöbeln dar, gefolgt von Büro- und Ladenmöbeln, den Ess-, Wohn- und Schlafzimmermöbeln, Polstermöbeln und Matratzen (VDMI 2023).

Die deutsche Möbelindustrie setzt sich hauptsächlich aus kleinen Betrieben zusammen. Knapp drei Viertel aller Betriebe erzielen einen jährlichen Umsatz unterhalb der Marke von 500.000 Euro. Im Jahr 2020 entschieden sich rund 21.000 Personen für eine Ausbildung in der deutschen Holz- und Möbelindustrie.

Im Jahr 2020 erwirtschafteten rund 1.300 Unternehmen in der deutschen Möbelindustrie einen Umsatz von 22.000 bis 50.000 Euro. Der Anteil der Unternehmen, die einen Jahresumsatz von 250 Millionen Euro und mehr verzeichnen, macht hingegen lediglich 0,1 Prozent aller Unternehmen aus (Statista 2022). Der Anteil der Möbelindustrie am Primärenergieverbrauch des verarbeitenden Gewerbes 2019 liegt bei ca. 1 Prozent.

Aufgrund fehlender Daten zur Nachhaltigkeit in der Möbelindustrie wird im folgenden auf statistische Daten und qualitative Maßnahmen eingegangen, die sich im Bereich kleiner und mittelgroßer Tischlereibetriebe (KMU) ergeben. Je nach Betriebsgröße schwankt der Anteil der Energiekosten am Jahresumsatz zwischen ca. 2 Prozent bei kleineren Tischlereien und ca. 1 Prozent bei mittelgroßen Tischlereien. Aufgrund der stetig steigenden Energiekosten wird sich dieser Anteil in den kommenden Jahren mehr oder weniger stark erhöhen. Tischlereibetriebe haben im Branchenvergleich die höchsten Einsparpotentiale, sie liegen im Schnitt bei 23 Prozent (ebd.).

Um die spezifischen Einsparpotenziale im eigenen Betrieb zu ermitteln, ist es sinnvoll, eine Energieeffizienzberatung durch Fachleute durchführen zu lassen. Es geht vor allem darum, mögliche investive Maßnahmen zu kalkulieren, richtig einzuordnen und die dafür zur Verfügung stehenden Mittel effizient einzusetzen (Kosten-Nutzen-Effekt). Hinzu kommt, dass viele betriebliche Maßnahmen zur Energieeinsparung staatlich gefördert werden. Und noch ein Hinweis: Wenn in der Folge von „Kosteneinsparungen“ durch technische Umrüstungen oder energetische Baumaßnahmen die Rede ist, so können diese durch Energiekostensteigerungen, Steigerung der Produktion oder betriebliche Erweiterungen wieder „aufgefressen“ werden. Zu bedenken ist dann aber auch, dass ein „Nichtstun“ noch wesentlich höhere Folgekosten verursachen würde!

In der folgenden Tabelle werden die einzelnen Bereiche aufgeführt und bewertet, die für eine innerbetriebliche Effizienzsteigerung von Betrieben von Belang sind. Die Werte sind Durchschnittswerte und sollen jeweilige Potentiale verdeutlichen:

MASSNAHME	ENERGIE-EINSPARMÖGLICHKEIT	RELEVANZ IN TISCHLEREI/ SCHREINEREI
Druckluft	20-22 Prozent	Sehr hoch
Beleuchtung	22 Prozent	Sehr hoch
Heizung	26 Prozent	Sehr hoch
Elektrische Antriebe	13 Prozent	Mittel
Lüftung,Gebläse	15 Prozent	Mittel
Büro	10-11 Prozent	Mittel
Pumpen	6-7 Prozent	Mittel
Warmwasser	14-15 Prozent	Mittel
El. Verbraucher (ohne Antriebe)	14-15 Prozent	Niedrig
Prozesswärme	11-12 Prozent	Niedrig
Kühlung	10 Prozent	Sehr niedrig
Klimaanlage	11 Prozent	Sehr niedrig

_{Quelle: Energieinstitut der Wirtschaft (A) im Auftrag von Österreichische Energieagentur}

Maßnahmen

Wie die obige Tabelle verdeutlicht, haben die verschiedenen möglichen Maßnahmen nicht dieselbe hohe Relevanz: So kann z. B. eine durch eine effizientere Druckluftanlage erzielte 10 Prozentige Einsparung möglicherweise wirtschaftlicher sein als eine 20 Prozentige Einsparung durch effizientere Absaug-Gebläse (ebd.). Es sind also auch immer die dahinterstehenden absoluten Verbrauchswerte des jeweiligen Tischlereibetriebs zu beachten. Es lassen sich aber auch allgemeine, übergreifende Maßnahmen zur Energieeinsparung erkennen, die umsetzbar sind:

Biomasse-BHKW: Wärme, Stromerzeugung und -verkauf
Bewegungssensoren in Sozialräumen anbringen
Tageslicht mittels Lichtsensoren optimal ausnutzen
Drucklufttechnik und -regelung optimieren

Das in der Verarbeitung anfallende Restholz wird in vielen Betrieben zur Beheizung der Betriebsräume genutzt. Oft lässt sich die vorhandene Technik optimieren, so kann es durchaus sinnvoll sein, ein Mikro-Blockheizkraftwerk (BHKW) zu installieren und damit neben der benötigten Raumwärme zusätzlich auch elektrische Energie zu erzeugen, der den Eigenbedarf mit abdecken kann oder als überschüssiger Strom an Energiedienstleister verkauft werden kann (Energieeffizienz-im-Betrieb 2023).

Heizung

Einsparpotentiale

Zur Reduzierung der Heizkosten um 30-50 Prozent sind massive Investitionen erforderlich. Bei Umsetzung hocheffizienter Maßnahmen spielt neben der Anfangsinvestition vor allem die Nutzungsdauer eine entscheidende Rolle. Aufgrund der zunehmend steigenden Kosten für fossile Brennstoffe (ÖL/ Gas) amortisiert sich eine solche Investition in wenigen Jahren (Energieeffizienz-im-Betrieb 2023).

Der Anteil am Gesamtstromverbrauch des Betriebs liegt bei ca. 10 Prozent. Der Heizwärmebedarf eines Betriebs ergibt sich aus verschiedenen Bereichen, den Lüftungswärmeverlusten aus Staub- Späne- und Spritznebelabsaugung, der Abwärme der im Betrieb genutzten Maschinen sowie den Wärmeverlusten, die sich aus der Gebäudehülle ergeben. Ein kostengünstiger Energieträger sind die anfallenden Späne und das Restholz, das bis auf den Aufwand für die Aufbereitung, den Transport, die Lagerung und die Beschickung der Heizung praktisch kostenlos ist (ebd.).

Bei der Nutzung von Holz für die Beheizung werden folgende Werte angenommen: 2,5 kg trockene Holzreste können 1 Liter Heizöl bzw. 1 Kubikmeter Erdgas ersetzen, der Heizwert ergibt einen Wert 4 – 4,5 kWh/kg Energie. So lassen sich ca. 100 kW Heizleistung durch die stündliche Zuführung von 25-30 kg trockenem Holz erzielen. Zu beachten ist dabei, dass es zur Luftreinhaltung strenge gesetzliche Regelungen (1. BImSchV1) gibt, die den Einsatz von Holz und Holzresten betreffen: Verbrannt werden dürfen nur unbehandelte Hölzer und Restholz, alle anderen behandelten Hölzer sowie Abbruch- und Althölzer dürfen nicht verwendet werden. Gerade der Einsatz einfacher Stück- und Restholzöfen sollte durch effiziente Techniken ersetzt werden, um die Energie des Holzes effektiv zu nutzen und die TGH-Emissionen zu verringern. Neben dem eigentlichen Brennstoff und dem mit seiner Bereitstellung verbundenen Aufwand bis hin zur Brikettierung wird elektrische Energie benötigt für die Heizungsregelung, die Umwälzpumpen (Rauchabzugsventilator oder den Lüfter) sowie für die automatische Beschickung (Förderschnecken). Es wird deutlich, dass auch der technische Aufwand zur Nutzung von Restholz nicht unerheblich ist und die Investitionskosten höher sind als bei Gas- oder Ölkessel Heizungen (ebd.).

Maßnahmen

Im Folgenden sind die möglichen Maßnahmen aufgeführt, die im Rahmen einer technischen Optimierung und Regelung der Anlagentechnik sinnvoll sind und durch die ein Einsparpotential von 10-15 Prozent erzielt werden kann. Viele der Maßnahmen können auch in Eigenregie durchgeführt werden (Energieeffizienz-Handwerk 2023):

Heizungs-Regelungstechnik optimieren oder neu installieren – Installierung temperatursensibler Thermostatventile.
Heizungssystem regelmäßig auf Funktion überprüfen und warten lassen (z. B. hydraulischer Abgleich, Dimensionierung, Dämmung, Rohrleitungen).
Temperaturniveau optimieren (Vorlauf-Rücklauf-Spreizung/ Betriebszeiten/ Nacht- und Wochenend Absenkung/ Sommer-, Winterbetrieb).
Wartungsintervalle der Heizungsanlage einhalten.
Steuerung sowie Temperaturregelung und -niveau je nach Raumnutzungsart optimieren (Heizkreise).
Dämmung von Heizungspumpen und vom Wärmeverteilungssystem
Wärmeabstrahlmöglichkeit der Heizkörper sicherstellen (nicht zustellen).
Einsatz von modernen Heizungssystemen anstelle von Gebläsen und Lufterhitzern.
Einsatz eines Pufferspeichers prüfen – s.a. Grenzwerte 1. BImSchV.
Abwärmenutzung aus Druckluftanlagen.
Alte Holzfeuerungsanlagen durch moderne Feststoffkessel ersetzen (besserer Wirkungsgrad).
Bei ausreichender Menge an Resthölzern aus eigener Produktion: Auskopplung Restwärme für z. B. Lager Trockenraum, Holztrocknung und Furnierpressen auskoppeln.
Bei nicht ausreichender Menge an Holzresten andere Heizquellen erschließen, z. B. effiziente Wärmepumpensysteme, Wärmespeicher, Photovoltaik und Solarthermie
Alternative Wärmequellen-Systeme prüfen (Holzvergaseröfen/ BHKW).

In der folgenden Tabelle wird auf die Vorteile und die kritischen Aspekte bestimmter Maßnahmen eingegangen. Eine Quantifizierung der Einsparungspotentiale der verschiedenen Maßnahmen ist aufgrund der vielfältigen Einflussfaktoren eines jeden Betriebs nicht möglich (Energieeffizienz-im-Betrieb 2023).

MASSNAHME	VORTEIL	NACHTEIL	BEMERKUNG
Abwärme nutzen	Kostenlose Heizungs- unterstützung	Infrastruktur muss angepasst werden	Bei Prozess- wärme oder Raumluft
Solarthermie nutzen	Kostenlose Wärme	Pufferspeicher nötig	Hauptnutzung: Übergangszeit
Holzheizung (Scheitholzvergaser)	Günstigste Heizungsart überhaupt	Manuelle Befüllung	Vor allem in waldreichen Gebieten
Pelletheizung	Zweitgünstigste Heizungsart	Lagerraum für Pellets nötig	Preise bleiben stabil
BHKW (auch Mikro-BHKW)	Erzeugt nebenbei Strom	Relativ hohe Anschaffungs- kosten	Läuft mit Gas, Biomasse
Strahlplatten- Heizkörper	Optimale Heizkörperart für Hallen	Hohe Anschaffungs- kosten	Mit vielen Heizungsarten kombinierbar

Quelle: Energieeffizienz-im-Betrieb, 2023

Druckluft

Einsparpotentiale

Die Druckluftanlagen haben einen Anteil von ca. 7 Prozent am Gesamtstromverbrauch (Energieeffizienz-Handwerk 2023). Bisher findet der Energieverbrauch im Bereich Druckluft wenig Beachtung, dabei ist sie eine der teuersten Energieformen im Betrieb. Die Anlagentechnik führt zu diversen Energieverlusten durch undichte Stellen wie defekten Ventilen oder Rohren, aber auch durch ungenutzte Wärmeentwicklung bei größeren Anlagen. Hinzu kommen ineffiziente Druckluftgeräte, Anschlussfehler und Verunreinigungen sowie mangelnde Kompression. Diese Punkte führen zu hohen und unnötigen Energiekosten, die sich auf bis zu 20 Prozent des Gesamtenergieverbrauches(!) belaufen und die ein Energieeinsparpotential von 30-50 Prozent ermöglichen. Große Kompressoranlagen, die auch im Handwerk gelegentlich eingesetzt werden, erzeugen viel Abwärme, die im Winter sinnvoller Weise zur Gebäudeheizung genutzt werden kann und zudem kostenlos ist. Sie kann durch eine Abluftanlage Technik mit Wärmerückgewinnung optimiert werden (ebd.).

Maßnahmen

Die spezifischen Einsparpotenziale von Druckluftanlagen umfassen eine Reihe von Maßnahmen, die in der folgenden Tabelle aufgeführt und ihrer Relevanz bewertet werden:

MASSNAHME	LOHNT SICH	ERSPARNIS	BEMERKUNG
Hochwertige Kompressorsteuerung	Immer	20-25 Prozent	Aufwand je nach Leitungsnetz Größe
Luft-Lecks minimieren	Immer	30 Prozent und mehr	Unbedingt regelmäßige Prüfung
Zeitschaltuhren anbringen	Oft	20-80 Prozent	Je nach Betrieb
Minderwertige Technik austauschen	Häufig	15 Prozent	Je nach Ist-Zustand
Druckverluste reduzieren	Häufig	6-10 Prozent pro Bar	Besonders bei verzweigten Rohrnetzen
Optimieren, reduzieren	Häufig	bis 15 Prozent	Weniger Kompressoren bedeuten weniger Wartung
Abwärme nutzen	Oft	bis 94 Prozent	Je nach Gegebenheit

_{Quelle: Energieagentur NRW}

Sinnvolle Energieeinsparmaßnahmen sind von den jeweiligen betrieblichen Voraussetzungen her zu betrachten, so ist die Länge des Rohrnetzes ein Faktor, weitere Punkte sind das Alter und die Bauart des Leitungsnetzes und der Kompressoren, aber auch die Art des Endgerätes und die Nutzung der Druckluft.

Die höchsten Einsparungen lassen sich durch eine Nutzung der ohnehin entstehenden Wärme der Kompressoren erzielen. Sie kann meist für Heizwärme, Prozesswärme (z. B. zur Erwärmung eines Werkstückes) oder auch Warmwasser genutzt werden. Ein Wärmetauscher-System, das das erhitzte Kompressor-Motoröl an einem Wasserkreislauf vorbeiführt, ist eine der effektivsten Nutzungen der Abwärme (Energieeffizienz-Handwerk 2023). Hier eine Zusammenstellung von Maßnahmen, jeweils betriebsspezifisch zu betrachten und umzusetzen:

Kompressor außerhalb der Betriebszeiten abschalten (Zeitschaltuhr).
Druckbehälter außerhalb der Betriebszeiten absperren, damit er sich nicht über Nacht entleert.
Druckluftverbraucher einzeln absperren oder Teile des Druckluftnetzes absperren, wenn in bestimmten Betriebsbereichen nicht gearbeitet wird, um Leckageverluste zu vermeiden.
Druckluftbetriebene Geräte möglichst durch Elektro- bzw. Akkugeräte ersetzen.
Druckniveau an den Bedarf anpassen (untere und obere Schaltpunkte des Kompressors schrittweise eingrenzen). Für die meisten Anwendungen in der Holzverarbeitung reicht ein Druckbereich von 6 bis 8 bar aus, sodass 10 bar im gesamten Rohrleitungsnetz in der Regel nicht notwendig sind.
Eine Absenkung des Druckniveaus um 1 bar kann den Energiebedarf des Kompressors um 6 – 8 Prozent senken, weil sich damit nicht nur die Laufzeiten und die Leistungsaufnahme des Kompressors verringert, sondern auch die Leckageverluste sinken.
Kompressor, Leitungsnetz, Schläuche, Kupplungen und Ventile regelmäßig auf Dichtheit überprüfen, warten und ggf. ausbessern oder ersetzen.
Kurzes und gerades Leitungsnetz mit verlustarmen Kupplungen nutzen; Ringleitungen sind vorteilhaft; Spiralschläuche und Trommeln vermeiden.
Neuanlagen fachgerecht planen (lassen), bspw. einen Kolbenkompressor für den stoßweisen (Spitzen-) Bedarf und einen Schraubenkompressor für eine gleichbleibende Grundlast (ggf. auch im Tandembetrieb) einsetzen.
(Kälte-)Trockner für die Druckluftaufbereitung einsetzen, damit Kondensat im Druckbehälter und Leitungsnetz vermieden wird.
Den Kompressor möglichst staubfrei und kühl aufstellen und möglichst kühle und trockene Außenluft ansaugen (mindestens jedoch +5 °C), um den Wirkungsgrad zu verbessern.
Abwärme des Kompressors für Gebäudeheizung und/oder Warmwasseraufbereitung nutzen.
Falls keine Abwärmenutzung stattfindet, für einen ausreichenden Kühlluftstrom sorgen, damit der Kompressor nicht überhitzt und sich der Wirkungsgrad nicht verschlechtert.

Staub- und Späneabsaugung

Einsparpotentiale

Der Anteil dieser Maschinen macht ca. 38 Prozent des Gesamtstrom-Verbrauches mit 21 Prozent am Gesamtwärmeverbrauch aus (Energieeffizienz-Handwerk 2023). Bei der Staub- und Späneabsaugung geht es um die Einhaltung der Staubgrenzwerte an den Arbeitsplätzen. Da sie technisch auf eine maximale Absaugung ausgelegt ist, die im betrieblichen Alltag allerdings selten benötigt wird, kann der Wirkungsgrad aufgrund unzureichender Planung, technischer Erweiterungen und Modifikationen schlecht sein. Vor allem in der Heizperiode, in der die Hallen zusätzlich beheizt werden müssen, können sich erhebliche Abluft-Wärmeverluste durch eine reine Absaugung ergeben, da die in dieser Luft enthaltene Wärme nicht genutzt wird. Eine Absaugung mit einer Wärmerückgewinnung der gefilterten Luft verringert die Wärmeverluste drastisch und ermöglicht eine Reduzierung der Leistung der Heizungsanlage. Eine beispielhafte handwerkliche Holzbearbeitungsmaschine mit 1-2 Anschlussstutzen saugt ein Luftvolumen von ca. 1.500 – 2.000 m³ pro Stunde ab. Bei mehreren, parallel arbeitenden Maschinen ergeben sich schnell bis zu 10.000 m³ pro Stunde. Bei einem Hallenvolumen von 5.000 m³ führt das zu einem 2-fachen Luftwechsel pro Stunde – allein durch die Absaugung. Die kalte Frischluft, die dadurch in die Hallenräume hineinströmt, muss dann über die Heizungsanlage entsprechend erwärmt werden. Weiterhin zu beachten ist, dass die Wärme in einer Halle aufsteigt und kalte Luft unten nachströmt (Kaltluftsee). Starke Schwankungen des Gesamtenergiebedarfs (Wärme und Strom) ergeben sich aus den Betriebsstunden und den jeweiligen klimatischen Verhältnissen: Ähnlich wie bei der Spritznebelabsaugung (Lackierarbeiten) ergibt sich ein Lüftungswärmebedarf von bis zu 100 kW (bei -10° C Außentemperatur und ca. +20° Raumtemperatur) (ebd.).

Maßnahmen

Hier sind die möglichen Maßnahmen aufgeführt, die im Rahmen einer technischen Optimierung und Regelung der Anlagentechnik sinnvoll sind und ein Einsparpotential von 10 -15 Prozent ermöglichen (Energieeffizienz-Handwerk 2023):

Überprüfung des Absaugvolumens, der Auslegung der Anlagentechnik sowie des Gleichzeitigkeitsfaktors
Automatische Steuerung der Laufzeiten der Absauganlage in Bezug zum Betrieb der Holzbearbeitungsmaschinen (ggf. Kaskadenschaltung der Ventilatoren).
Automatische Schieber installieren, Handschieber nach Gebrauch der Maschine schließen.
Bedarfsgerechte Anpassung der Luftmenge durch Installation eines drehzahlgesteuerten Ventilators und eine Frequenzumrichters (IE3- oder IE4-Klassifikation).
Lüftungswärmeverluste durch Rückführung der abgesaugten, gereinigten Luft in die Betriebsräume.
Regelmäßige Prüfung und Reinigung aller technischen Geräte und Komponenten.
Filterfläche auf Luftvolumen einstellen, um Luftwiderstand und elektr. Leistungsaufnahme zu reduzieren (Filterüberwachung).
Automatische Filterabreinigung überprüfen und ggf. Zeitintervalle korrigieren.
Regelmäßige Prüfung der Luftgeschwindigkeit an den einzelnen Maschinen.
Prüfen der Flügelräder von Ventilatoren (Beschädigung, Laufrichtung).
Ventilatoren möglichst reinluftseitig installieren.
Möglichst kurze Rohrleitungsnetze und wenn, nur kurze, flexible Kunststoffschläuche verwenden (sonst zu hohe Druckluftverluste).
Möglichst kurze Distanz zwischen Werkstatt und Spänesilo (geringere Leistung des Transportventilators, Anteil zurückgewonnener Wärme erhöht).

Lackierung

Einsparpotentiale

Die Lackierung hat einen Anteil am Gesamtstromverbrauch von 5 Prozent sowie einen Anteil am Gesamtwärmeverbrauch von 8 Prozent (Energieeffizienz-Handwerk 2023). Analog zur Staub- und Späneabsaugung gilt es auch bei der Spritznebelabsaugung, die jeweiligen Grenzwerte der Luft am Arbeitsplatz einzuhalten und qualitativ gute Lackierergebnisse zu erzielen. Auch hier entstehen hohe Abluftwärmeverluste, die mit Dämpfen und Gasen gesättigte warme Abluft kann allerdings nicht direkt durch Filter gereinigt und wieder zurückgeführt werden, eine Wärmerückgewinnung kann nur über einen Wärmetauscher erfolgen. Hinzu kommt die für den Betrieb benötigte elektrische Energie für Zu- und Abluftanlagen, Druckluft für den Spritzvorgang und ggf. Lackpumpen. Starke Schwankungen des Gesamtenergiebedarfs (Wärme und Strom) ergeben sich aus den Betriebsstunden und den jeweiligen klimatischen Verhältnissen. Die Abluftvolumina liegen bei einer kleinen Spritznebelabsaugwand bei ca. 3.000 – 5.000 m³ pro Stunde, bei größeren Anlagen zwischen ca. 8.000 – 12.000 m³ Luftvolumenstrom pro Stunde. Es kann sich daraus ähnlich wie bei der Staub- und Späneabsaugung ein Lüftungswärmebedarf von bis zu 100 kW ergeben (bei -10° C Außentemperatur und ca. +20° Raumtemperatur) (ebd.).

Maßnahmen

Hier sind die möglichen Maßnahmen aufgeführt, die im Rahmen einer technischen Optimierung und Regelung der Anlagentechnik sinnvoll sind (Energieeffizienz-Handwerk 2023):

Zu- und Abluftanlage nur während Lackierungsvorgängen nutzen (Schalter am Aufhängebügel der Spritzpistole, Nachlaufzeiten beachten).
Abluftvolumenstrom bedarfsgerecht anpassen (polumschaltbare oder drehzahlgeregelte Motoren einsetzen, ggf. Drosselklappen installieren).
Luftleistung während der Abwesenheit von Personen reduzieren.
Bei längeren Laufzeiten ggf. Wärmerückgewinnung nutzen (Wärmetauscher, Kreuzwärmetauscher installieren).
Regelmäßige Wartungen und Instandsetzung der Anlagen und Wechseln der Filterelemente.
Fehlerhafte Lackierungen vermeiden (Staubfreie Raumluft, optimale technische Luftführung).

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SDG 13 Maßnahmen zum Klimaschutz

“Umgehend Maßnahmen zur Bekämpfung des Klimawandels und seiner Auswirkungen ergreifen”

Die Schnittmengen mit der Standardberufsbildposition liegen vor allem in der Reduzierung der direkten und indirekten Emissionen (Belastung der Umwelt) sowie der nachhaltigen Nutzung von Energie (vgl. BMBF 2022):

a) Möglichkeiten zur Vermeidung betriebsbedingter Belastungen für Umwelt und Gesellschaft im eigenen Aufgabenbereich erkennen und zu deren Weiterentwicklung beitragen

Der Klimawandel wird durch die Emission von Treibhausgase verursacht. Zahlreiche Gase sind verantwortlich für den Klimawandel. Ihnen gemeinsam ist ihre Undurchlässigkeit für die (Infrarot-)Wärmestrahlung der Erde. Dies führt bekanntlichermaßen zum Klimawandel. Jedes dieser Gase trägt in unterschiedlichem Maße zum Klimawandel bei. Die Stoffe bleiben zudem unterschiedlich lange in der Atmosphäre, weshalb sie unterschiedlich zum Treibhauseffekt beitragen. Das IPCC (International Panel for Climate Change) definiert deshalb ein GWP Global Warming Potential (Erwärmungswirkung für den Klimawandel) eines Stoffes in hundert Jahren im Vergleich zu Kohlendioxid CO₂ wie folgt (vgl. My Climate o. J.):

Kohlendioxid CO₂: 1 (Bezugswert)
Methan CH₄: 28
Stickstoffdioxid N₂O: 265
FCKW (verboten) > 12.000

Treibhausgaspotenzial

Für den Holzbearbeitungsbetrieb ist Holz das Ausgangsmaterial. Der Wald als Holzproduzent kann als CO₂-Speicher dazu beitragen, die Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre zu verringern. Diese Speicherfunktion hängt von der Intensität der Waldbewirtschaftung ab. Werden mehr Bäume aus dem Wald entnommen als nachwachsen, reduziert sich die CO₂-Speicherleistung, wachsen mehr Bäume nach als entnommen werden, so steigt die CO₂-Speicherleistung. Die Nutzung von Holz für den Bau von Gebäudeteilen (z. B. Fenster) ist damit auch ein Teil der Gesamtrechnung im Rahmen einer Treibhausgasbilanz. Studien belegen, dass ein Gebäude aus Holzmaterial gegenüber anderen Materialien gerade vor dem Hintergrund einer Lebenszyklusbetrachtung wesentlich besser abschneidet als andere Bauweisen. Ohne eine Berücksichtigung der Form der Heizenergie beträgt das CO₂-Einsparungspotenzial von Holzbauvarianten gegenüber einem Massivbau 64 Prozent bis 78 Prozent. Erweitert man die Betrachtung und berücksichtigt mögliche Gutschriften durch das Recycling, wird im Falle der Holzbauvarianten mehr CO₂ eingespart, als während der Bauteilherstellung an CO₂ verursacht wird. Im Vergleich zu den Massivbauweisen ergibt sich dadurch sogar eine Verringerung von 165 Prozent bis 244 Prozent (UBA 2020). Hinzu kommen die für den Innenausbau (Einbauelemente, Treppen, Möbel) benötigten Materialien.

Holznutzung

Vor dem Hintergrund der biologischen Bedeutung von Bäumen und Wäldern als “grünen Lungen” für die Lebenswelt durch die Kohlenstoffbindung (C-Bindung) und die Sauerstoffproduktion (O₂-Produktion) ist mit dem “Rohstoff” Holz sehr sorgsam umzugehen. Die schonungslose Rodung borealer Wälder (in der arktischen Zone), in Südosteuropa (z. B. Rumänien) sowie im Bereich der Tropen (Äquatorialzone) für Holzbauprojekte z. B. in Europa führt zu einer spürbaren Belastung des Klimas. Hier können Holzbearbeitungsbetriebe folgende Punkte beachten:

Marketing: Explizite Bewerbung eigener Nachhaltigkeitsbemühungen z. B. durch Nutzung ausschließlich zertifizierter Hölzer (s. SDG 12 – Nachhaltigkeitssiegel für Holz).
Beratung der Endkunden über die Nutzung bestimmter Holzarten und den damit verbundenen Konsequenzen (s. SDG 12 – Nachhaltigkeitssiegel)

Hinzu kommen die schon unter SDG 4 genannten Punkte, die zu einer umweltschonenden Nutzung von Holzprodukten beitragen.

Ressourcen und Energieeffizienz

In Anlehnung an eine Forschungsstudie des Fraunhofer-Gesellschaft seien hier die zentralen Eckpfeiler genannt, die im Arbeitsprozess zu effizientem, sparsamem Einsatz von Energie und Ressourcen beitragen:

Energie- und Materialeffizienz durch Prozessstabilität und Steuerungsmaßnahmen. Materialverluste sollten vermieden werden. Maschinen- und anlagenseitig lassen sich durch Grundlastreduzierung und Spitzenlastvermeidung, z. B. durch steuerungsgeregelte Motoren, partielle Systemabschaltungen und Ähnliches, hohe Einsparungen erzielen.
Geschlossene Ressourcenkreisläufe/ Ressourcenvernetzung in Prozessketten und Produktionsgemeinschaften sollten angestrebt werden.
Der Einsatz von Recyclingmaterial aus Produktionsabfällen leistet einen signifikanten Beitrag zur Verbesserung der Energieeffizienz. Dieser Beitrag resultiert vorrangig aus dem deutlich geringeren Energieeinsatz, der zur Erzeugung von Sekundärmaterial erforderlich ist.
Methodenentwicklung für eine nachhaltige Energie- und Materialwirtschaft
Hierzu ist eine präzise Erfassung von Energieverbräuchen und Stoffströmen nötig. Dabei kann digitale Unterstützung wertvolle Dienste leisten.

Die Steigerung der Energieeffizienz in der Produktion kann nur von den Mitarbeiter*innen des Betriebes selbst vorangetrieben und umgesetzt werden. Für diesen Prozess sind drei Einflussfaktoren entscheidend: Wille, Kompetenz und förderliche organisatorische Rahmenbedingungen (Fraunhofer o. J.).

Möglichkeiten der Substitution von fossilen Rohstoffen

Die Verwendung von biobasierten Schmierstoffen und Hydraulikölen bedeutet in der Regel eine direkte Substitution der fossilen bzw. mineralölbasierten Analogons. Die ersetzten fossilen Basisöle entstammen zumeist der iso-Paraffin-reichen Fraktion der Wachsdestillate aus der Vakuumdestillation. Diese Fraktion bedarf einer mehrstufigen Raffination (Extraktion von Aromaten, Abscheidung von n-Paraffinen und Hydrierung), weswegen die Herstellung insgesamt vergleichsweise aufwändig ist.

Höhere Qualitäten an Schmierstoffen werden heutzutage auf der Basis halb- bis voll synthetischer Basisöle hergestellt, wie z. B. Hydrocrack-Öle oder poly-alpha-Olefine (PAO). Die Einteilung der verschiedenen Grundölqualitäten orientiert sich u.a. am Viskositätsindex (VI). Die am meisten verbreitete Klassifizierung ist die vom API (American Petroleum Institute). Grundsätzlich können alle Qualitätsklassen auch durch biobasierte Rohstoffe hergestellt werden. Entscheidend ist, dass (ggf. durch spezifisches Processing) am Ende die erforderlichen Spezifikationen erfüllt werden (UBA 2019).

Schutz des Waldes

Heute verstehen wir unter nachhaltiger Waldwirtschaft weit mehr als die Sicherstellung der Holzmengen. Die Ministerkonferenz zum Schutz der Wälder in Europa (FOREST EUROPE) hat 1993 in der Helsinki-Deklaration eine nachhaltige Waldbewirtschaftung definiert als „die Betreuung und Nutzung von Wäldern und Waldflächen auf eine Weise und in einem Ausmaß, welche deren biologische Vielfalt, Produktivität, Regenerationsfähigkeit und Vitalität erhält und ihre Fähigkeit, gegenwärtig und in Zukunft wichtige ökologische, wirtschaftliche und soziale Funktionen auf lokaler, nationaler und globaler Ebene zu erfüllen, gewährleistet, ohne dass dies zu Schäden an anderen Ökosystemen führt“. FOREST EUROPE hat in diesem Zusammenhang sechs übergreifende Kriterien einer nachhaltigen Waldbewirtschaftung erarbeitet (UBA 2022):

Erhaltung und angemessene Verbesserung der forstlichen Ressourcen und Sicherung ihres Beitrags zu den globalen Kohlenstoffkreisläufen,
Erhaltung der Gesundheit und Vitalität von Waldökosystemen,
Erhaltung und Förderung der Produktionsfunktion der Wälder, sowohl für Holz als auch für Nicht-Holzprodukte,
Erhaltung, Schutz und adäquate Verbesserung der biologischen Vielfalt in Waldökosystemen,
Erhaltung, Schutz und angemessene Verbesserung der Schutzfunktion bei der Waldbewirtschaftung, vor allem in den Bereichen Boden und Wasser,
Erhaltung sonstiger sozio-ökonomischer Funktionen und Konditionen.
Dies wird aus Sicht des Umweltbundesamtes (⁠UBA⁠) nur durch eine umweltverträgliche, naturnahe und multifunktionale Waldbewirtschaftung ermöglicht.

Quellenverzeichnis

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BMEL Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (2017): Forest Resolution H1, 1993: Online:https://www.bmel.de/SharedDocs/Downloads/DE/_Wald/ForestEuropeResolution.pdf?__blob=publicationFile&v=3

Fraunhofer-Institut IUK-Technologie (o. J.): Einsatz mit voller Energie. Online:https://www.fraunhofer-innovisions.de/energie-und-nachhaltigkeit/einsatz-mit-voller-energie/

MyClimate (o. J.): Global Warming Potential. Online:https://www.myclimate.org/de/27/?tx_kesearch_pi1%5Bsword%5D=GWP+Global+Warming+Potential

UBA Umweltbundesamt (2019): Implementierung von Nachhaltigkeitskriterien für die stoffliche Nutzung von Biomasse im Rahmen des Blauen Engel. Online: 2https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/1410/publikationen/2019-08-19_texte_89-2019_be_biomassenutzung_schmierstoffe.pdf

UBA Umweltbundesamt (2020): Potenziale von Bauen mit Holz. Online:https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/5750/publikationen/2020_10_29_texte_192_2020_potenziale_von_bauen_mit_holz_aktualisiert.pdf#page=57&zoom=100,90,158

UBA Umweltbundesamt (2022): Nachhaltige Waldwirtschaft. Online:https://www.umweltbundesamt.de/daten/land-forstwirtschaft/nachhaltige-waldwirtschaft#die-vielfältigen-funktionen-des-waldes

SDG 15 Leben an Land

“Landökosysteme schützen, wiederherstellen und ihre nachhaltige Nutzung fördern, Wälder nachhaltig bewirtschaften, Wüstenbildung bekämpfen, Bodendegradation beenden und umkehren und dem Verlust der biologischen
Vielfalt ein Ende setzen”

Die Schnittmengen mit der Standardberufsbildposition “Umweltschutz und Nachhaltigkeit” sind nicht unmittelbar offensichtlich, über die in den vormaligen SDG’s dargestellten Bezüge kann ein Einfluss auf die Nachhaltigkeit genommen werden. Die Bezüge zur Standardberufsbildposition wären dann gem. Kapitel 3 “Umweltschutz und Nachhaltigkeit (vgl. BMBF 2022):

a) Möglichkeiten zur Vermeidung betriebsbedingter Belastungen für Umwelt und Gesellschaft im eigenen Aufgabenbereich erkennen und zu deren Weiterentwicklung beitragen

e) Vorschläge für nachhaltiges Handeln für den eigenen Arbeitsbereich entwickeln

f) unter Einhaltung betrieblicher Regelungen im Sinne einer ökonomischen, ökologischen und sozial nachhaltigen Entwicklung zusammenarbeiten und adressatengerecht kommunizieren

Ökosysteme

Wald hat eine große Bedeutung für die dauernde Leistungsfähigkeit des Naturhaushalts, das Klima, den Wasserhaushalt, die Reinhaltung der Luft, die Bodenfruchtbarkeit, das Landschaftsbild, die Agrar- und Infrastruktur und die Erholung der Bevölkerung. Wald bedeckt fast ein Drittel der Fläche Deutschlands (Destatis o. J.).

Das SDG 15 zielt auf den Schutz der Ökosysteme ab und ist eng mit der Nutzung des Waldes in verschiedenen Erdteilen verknüpft. So werden in einigen Ländern viele Flächen systematisch und großflächig abgeholzt. Der Raubbau z. B. in Rumänien, Südamerika und im asiatischen Raum, das oft illegal geschlagene Holz, das als legales Holz deklariert und nach Deutschland verschifft wird, richtet immense Schäden am örtlichen Ökosystem an (Forsterklärt 2022).

Damit einher geht die Bedrohung der Biodiversität durch Monokulturen und Pestizideinsatz, von gesunden Böden mit vielfältiger Flora und Fauna sowie der Fähigkeit Wasser zu speichern, der Regeneration des Grundwassers und Vermeidung seiner Verschmutzung durch Überdüngung, die Schadwirkungen großer Monokulturen und den hohen Wasserbedarf der Landwirtschaft. Nach Studien des Internationalen Institut für Angewandte Systemanalyse (IIASA) könnten die borealen Wälder in diesem Jahrhundert an einen Wendepunkt gelangen, von einem Netto-CO₂-Speicher zu einer bedeutenden Quelle des Treibhausgases werden. Die borealen Nadelwälder in Skandinavien, Kanada, Alaska und Russland nehmen enorme Mengen CO₂ aus der Atmosphäre auf. Sie speichern mindestens 32 Prozent des weltweit vorhandenen Kohlenstoffes in den Bäumen und in den Permafrostböden. Sollten die dortigen Wälder abgeholzt und die Böden aufgrund des Klimawandels auftauen, würde eine große Menge Methan freigesetzt, das rund 25-mal klimaschädlicher ist als CO₂ (UBA 2021).

Holzhandel

Für den Holzbearbeitungsbetrieb, die Möbelindustrie ist der Einkauf des “Rohstoffes” Holz ein Element ihres Geschäftes. Die Frage der Herkunft des Holzes mag auf den ersten Blick weniger relevant sein, unter Nachhaltigkeitsgesichtspunkten ist sie relevant. Für Importe aus dem europäischen Ausland liegt der Einfluss des Transports auf die Ökobilanz von Gebäuden lediglich im niedrigen einstelligen Prozentbereich. Länder wie Kanada und die USA, die zwar große zertifizierte Waldflächen aufweisen (ca. 35 Prozent der weltweiten FSC-zertifizierten Waldfläche und ca. 55 Prozent der weltweiten PEFC-zertifizierten Fläche), kommen durch die hohen Transportdistanzen und damit verbundenen negativen Umweltauswirkungen für einen Holzimport nicht in Betracht. Bei Russland wären die Transportwege wegen der großen räumlichen Ausdehnung genau zu untersuchen (UBA 2020).

Dabei ist auch die Globalisierung der Wertschöpfungsketten zu betrachten. Die hiesige Holzindustrie profitiert beim Holzexport von Schnittholz vor allem von Abnehmern in China und den USA, während große Mengen Rohholz überwiegend nach China verschifft wurden: Im Zeitraum zwischen 2015 und 2020 hat sich die Menge der Holzexporte von Rohholz mehr als verdreifacht (3,8 Millionen Kubikmeter, destatis o. J.). Im gleichen Zeitraum gingen die Holzimporte um ein Drittel zurück (5,9 Mio. Kubikmeter). Der Holzeinschlag in deutschen Wäldern betrug 2020 rund 80 Mio. Kubikmeter. Dies war der bislang höchste Einschlag. Grund waren Waldschäden durch Trockenheit und Insekten. Dieser “Schadeinschlag” machte rund 55 Prozent des gesamten Einschlages aus. Der wichtigste Absatzmarkt der Exporte war China mit 6,4 Mio. Kubikmeter (ca. 51 Prozent des Exportes. Nach Österreich gingen 3,4 Mio. Kubikmeter (19 Prozent) und nach Belgien 1,2 Mio. Kubikmeter (ca. 9 Prozent, ebd.).

In 2021 wurden insgesamt fast 83 Mio. Kubikmeter Holz (ohne Rinde) eingeschlagen (destatis 2022). Die Verteilung nach Holzarten war wie folgt:

Tabelle: Holzeinschlag in Deutschland 2020 und 2021 nach Holzsorten

	2020			2021
	Gesamt Deutschland	davon	davon	Gesamt Deutschland	davon	davon
	Gesamt Deutschland	Bundeswald	Landeswald	Gesamt Deutschland	Bundeswald	Landeswald
	1.000 Kubikmeter ohne Rinde			1.000 Kubikmeter ohne Rinde
Insgesamt	80 420	605	26 520	82 957	643	21 866
Eiche	1 362	16	556	1 755	19	559
Stammholz	528	4	194	655	6	190
Industrieholz	274	3	137	283	5	135
Energieholz	405	6	143	630	7	151
nicht verwertetes Holz	155	1	81	187	2	83
Buche und sonstiges Laubholz	8 847	76	3 038	9 071	84	2 864
Stammholz	2 229	12	722	2 205	11	668
Industrieholz	2 118	22	979	2 015	30	879
Energieholz	3 560	35	909	3 832	36	877
nicht verwertetes Holz	940	7	427	1 018	8	440
Kiefer und Lärche	8 044	217	2 898	10 058	302	3 329
Stammholz	3 765	79	1 697	5 241	132	2 061
Industrieholz	2 754	105	936	3 142	118	980
Energieholz	1 235	23	106	1 335	39	128
nicht verwertetes Holz	290	10	158	340	14	161
Fichte, Tanne, Douglasie und sonstiges Nadelholz	62 167	296	20 029	62 072	237	15 134
Stammholz	44 802	166	14 430	44 459	142	11 213
Industrieholz	8 726	92	3 535	9 229	65	2 375
Energieholz	5 697	23	754	6 008	20	584
nicht verwertetes Holz	2 942	15	1 310	2 376	11	963

Grundsätzlich gibt es in Deutschland genug nachwachsenden Wald, der den inländischen Bedarf an Bau- und Möbelholz decken könnte. Grund für den Holzhandel ist auch die weiterverarbeitende Industrie im Ausland. Absurderweise schickt man z. B. Holzstämme nach Indien, verarbeitet sie dort weiter und sendet sie dann als Fertigprodukt nach Deutschland zurück. So hat der sonst klimaneutrale Rohstoff Holz schnell einen sehr großen CO₂-”Fußabdruck”. Deutschland importiert also auch eine große Menge an Holz. Nicht nur als verarbeitetes Holzprodukt, sondern auch als Rohholz. Die Herkunft ist aber häufig nicht eindeutig zu bestimmen. Die Bewirtschaftung der Wälder läuft fast nirgendwo auf der Welt so nachhaltig und einzelstammweise ab wie in Deutschland. Die Auswirkungen des Klimawandels führen dazu, dass z. B. durch Borkenkäfer befallene Waldbereiche aktuell auch in Deutschland gerodet und neu aufgeforstet werden müssen. Im Vergleich dazu werden für die Holzernte in einzelnen europäischen Ländern wie z. B. in Russland und Rumänien grundsätzlich größere Flächen abgeholzt und das Holz von dort importiert (Forsterklärt 2022). In den borealen Wäldern (im Norden) hat diese Form der Holzernte, wie beschrieben, fatale ökologische (s.a. Ökosysteme) und auch sozial-kulturelle Auswirkungen auf die z. B. in Finnland lebende Bevölkerungsgruppe der Sami (IBO 2007).

Laut Bundeswaldgesetz ist es das Ziel der Forstpolitik, die vielfältigen Funktionen und Leistungen des Waldes sowie seine ordnungsgemäße Bewirtschaftung nachhaltig zu sichern. Dadurch wird der Wald beispielsweise vor Rodung geschützt, indem Waldbesitzer verpflichtet sind, kahle Waldflächen wieder aufzuforsten. Das alleine würde schon gewährleisten, dass dieses Handlungsprinzip auch umgesetzt wird. Doch der Gedanke der Transparenz und eine erweiterte Definition der Nachhaltigkeit – mittlerweile werden neben ökonomischen auch soziale und ökologische Aspekte berücksichtigt – schuf eine Nachfrage nach Zertifizierung in der Forstwirtschaft (FNR o. J.).

Im Jahr 2021 hat die Bundesregierung mit dem Klimaschutzgesetz konkrete Ziele zur Kohlenstoffspeicherung in den Bereichen Forstwirtschaft, Landnutzung und Landnutzungsänderungen festgelegt, eine zentrale Rolle spielt dabei der Wald. Die Waldstrategie 2050, die Charta für Holz 2.0 sowie die Bioökonomiestrategie sieht gleichzeitig eine Steigerung der Holznutzung für den Baubereich vor. Die Waldgesamtrechnung des Statistischen Bundesamtes verdeutlicht, dass bereits seit 2002 die Holzentnahme erkennbar angestiegen ist und bereits ein Großteil des nutzbaren Holzzuwachses auch eingeschlagen wird (UBA 2022).

Hiervon ausgehend lässt sich abschließend feststellen, dass eine qualitative Bewertung des Einkaufes von Holzmaterialien nach Kriterien erfolgen sollte, die die Nachhaltigkeitsziele unterstützen:

Einkauf von Holz mit anerkannten Zertifizierungen
möglichst ortsnahes, europäisches Holz nutzen
Holzwerkstoffe nutzen und einkaufen, die eine grundsätzliche stoffliche Weiterverwendung ermöglichen

Mit der Umsetzung dieser Schritte werden die Ziele der Nachhaltigkeit entscheidend unterstützt.

Quellenverzeichnis

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UBA Umweltbundesamt (2019): Wie energieeffizienz ist ein Schiff? Online: https://www.umweltbundesamt.de/service/uba-fragen/wie-energieeffizient-ist-ein-schiff

UBA Umweltbundesamt (2020): Metalle. Online: https://www.umweltbundesamt.de/themen/wasser/fluesse/zustand/metalle

UBA Umweltbundesamt (2020): Potenziale von Bauen mit Holz. Online: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/5750/publikationen/2020_10_29_texte_192_2020_potenziale_von_bauen_mit_holz_aktualisiert.pdf#page=57&zoom=100,90,15

UBA Umweltbundesamt (2020): Potenziale von Bauen mit Holz. Online: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/5750/publikationen/2020_10_29_texte_192_2020_potenziale_von_bauen_mit_holz_aktualisiert.pdf#page=57&zoom=100,90,158

UBA Umweltbundesamt (2021): Online: https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/bioenergie#bioenergie-ein-weites-und-komplexes-feld-

UBA Umweltbundesamt (2021): Die Treibhausgase. Online: https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/klimaschutz-energiepolitik-in-deutschland/treibhausgas-emissionen/die-treibhausgase

UBA Umweltbundesamt (2021): Konsum und Umwelt: Zentrale Handlungsfelder. Online: umweltbundesamt.de/themen/wirtschaft-konsum/konsum-umwelt-zentrale-handlungsfelder#bedarfsfelder

UBA Umweltbundesamt (2021): Naturschutz und Bioenergie. Online: bmuv.de/themen/naturschutz-artenvielfalt/naturschutz-biologische-vielfalt/naturschutz-und-energie/naturschutz-und-bioenergie

UBA Umweltbundesamt (2021b): Konsum und Umwelt: Zentrale Handlungsfelder. Online: umweltbundesamt.de/themen/wirtschaft-konsum/konsum-umwelt-zentrale-handlungsfelder#bedarfsfelder

UBA Umweltbundesamt ( 2022): Erneuerbare Energien in Zahlen. Online: https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/erneuerbare-energien-in-zahlen

UBA Umweltbundesamt (2022): Kunststoffabfälle. Online: https://www.umweltbundesamt.de/daten/ressourcen-abfall/verwertung-entsorgung-ausgewaehlter-abfallarten/kunststoffabfaelle#kunststoffvielfalt

UBA Umweltbundesamt (2022): Nachhaltige Waldwirtschaft. Online: https://www.umweltbundesamt.de/daten/land-forstwirtschaft/nachhaltige-waldwirtschaft#die-vielfaltigen-funktionen-des-waldes

UBA Umweltbundesamt (2022): Nachhaltige Waldwirtschaft. Online: https://www.umweltbundesamt.de/daten/land-forstwirtschaft/nachhaltige-waldwirtschaft#die-vielfältigen-funktionen-des-waldes

UBA Umweltbundesamt (2022a): Umweltbewusstsein in Deutschland. Online: https://www.umweltbundesamt.de/themen/nachhaltigkeit-strategien-internationales/umweltbewusstsein-in-deutschland

UBA Umweltbundesamt (2022b): Tempolimit. Online: https://www.umweltbundesamt.de/themen/verkehr-laerm/nachhaltige-mobilitaet/tempolimit#t

UBA Umweltbundesamt (2022 b) Mehr grüner Strom und mehr erneuerbare Wärme im Jahr 2022 https://www.umweltbundesamt.de/themen/mehr-gruener-strom-mehr-erneuerbare-waerme-im-jahr.

UBA Umweltbundesamt (2022 c): Erneuerbare Energien in Zahlen. Online: https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/erneuerbare-energien-in-zahlen

UBA Umweltbundesamt (2022h): Spezifische Emissionen des Straßenverkehrs. Online: https://www.umweltbundesamt.de/daten/verkehr/emissionen-des-verkehrs

UBA Umweltbundesamt (2022j): Online: „Power-to-Liquids” – nachhaltige Kraftstoffe für den Luftverkehr. Online: umweltbundesamt.de/themen/power-to-liquids-nachhaltige-kraftstoffe-fuer-den

UBA Umweltbundesamt ( J.): Leerlaufverluste. Online: https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/energiesparen/leerlaufverluste

UBA Umweltbundesamt ( J.): Leerlaufverluste. Online: www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/energiesparen/leerlaufverluste

UBA Umweltbundesamt ( J.B): Bioenergie. Online: https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/bioenergie#bioenergie-ein-weites-und-komplexes-feld-

UBA Umweltbundesamt -UBA (2015): EU sagt Leerlaufverlusten den Kampf an. Online: umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/energiesparen/leerlaufverluste

Umweltbundesamt (2014): ÖKOBILANZ ALTERNATIVER ANTRIEBE – ELEKTROFAHRZEUGE IM VERGLEICH. Online: umweltbundesamt.at/fileadmin/site/publikationen/rep0440.pdf

UNEP (2010): Sick Water -THE CENTRAL ROLE OF WASTEWATER MANAGEMENT IN SUSTAINABLE DEVELOPMENT . Online: https://wedocs.unep.org/bitstream/handle/20.500.11822/9156/Sick%20Water.pdf

Unwerth, Thomas; Weckbrodt, Heiko (2020) : Turbo für Brennstoffzellen https://oiger.de/2022/03/28/turbo-fuer-brennstoffzellen/182601

VDI Zentrum für Ressourceneffizienz (o. J.) https://www.youtube.com/watch?v=nV6w1hnIcWM

VDMI (2023): Über die Möbelindustrie. Online: https://www.moebelindustrie.de/vdm/ueber-die-moebelindustrie/index.html

VENRO Verband Entwicklungspolitik und Humanitäre Hilfe (2021): Vier Jahre Nationaler Aktionsplan Wirtschaft und Menschenrechte (NAP). Online: https://venro.org/publikationen/detail/vier-jahre-nationaler-aktionsplan-wirtschaft-und-menschenrechte-nap

Vereinte Nationen (1948): Resolution der Generalversammlung 217 A (III). Allgemeine Erklärung der Menschenrechte. Online: https://www.un.org/depts/german/menschenrechte/aemr.pdf

Vereinte Nationen (2015): Resolution der Generalversammlung „Transformation unserer Welt: die Agenda 2030 für nachhaltige Entwicklung“. Online: https://www.un.org/depts/german/gv-70/band1/ar70001.pdf

Viessmann (o. J.): Der Kältekreisprozess als Teil der Funktionsweise. Online: https://www.viessmann.at/de/wissen/technologie-und-systeme/luft-wasser-waermepumpe/funktionsweise.html

Volvo (o. J.): Elektro-Lkw von Volvo Trucks. Online: https://www.volvotrucks.de/de-de/trucks/alternative-antriebe/elektro-lkw.html

VW o. J.: Glossar Batterie. Online: https://www.volkswagenag.com/de/news/stories/2019/09/battery-glossary–assembly–research-and-strategy.html

Welthungerhilfe (2020): Indien hält bei der Kinderarbeit den traurigen Spitzenplatz. Online: welthungerhilfe.de/welternaehrung/rubriken/wirtschaft-menschenrechte/indien-haelt-bei-kinderarbeit-den-traurigen-spitzenplatz

Wikimedia (2020): Installierte PV-Leistung in Deutschland. online: https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=90477752

Wikimedia (2020): Installierte PV-Leistung in Deutschland. online: commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=90477752

Zeit Online (2023): Lohnunterschiede bei gleicher Arbeit rechtswidrig. Online: zeit.de/arbeit/2023-02/lohngleichheit-bundesarbeitsgericht-frauen-urteil-diskriminierung?

Zoll 2022: Verpflegung und Unterkunft für Saisonarbeitskräfte. Online: https://www.zoll.de/DE/Fachthemen/Arbeit/Mindestarbeitsbedingungen/Mindestlohn-Mindestlohngesetz/Berechnung-Zahlung-Mindestlohns/Verpflegung-Unterkunft-Saisonarbeitskraefte/verpflegung-unterkunft-saisonarbeitskraefte_node.html

Bauprodukte für Innenräume mit dem Umweltzeichen Blauer Engel
Emissions- und schadstoffarme Lacke	RAL-UZ 12a
Emissionsarme Holzwerkstoffplatten	RAL-UZ 76
Emissionsarme Wandfarben	RAL-UZ 102
Emissionsarme Bodenbelagsklebstoffe und andere Verlegewerkstoffe	RAL-UZ 113
Elastische Fußbodenbeläge	RAL-UZ 120
Emissionsarme Dichtstoffe für den Innenraum	RAL-UZ 123
Emissionsarme textile Bodenbeläge	RAL-UZ 128
Emissionsarme Wärmedämmstoffe und Unterdecken für die Anwendung in Gebäuden	RAL-UZ 132
Emissionsarme Verlegeunterlagen für Bodenbeläge	RAL-UZ 156
Emissionsarme Bodenbeläge, Paneele und Türen aus Holz u. Holzwerkstoffen für Innenräume	RAL-UZ 176
Emissionsarme Innenputze	RAL-UZ 198

Holzbearbeitungsmechaniker/Holzbearbeitungsmechanikerin

Einleitung

Ziele der Projektagentur PA-BBNE

Die Materialien der Projektagentur

Berufliche Bildung für Nachhaltige Entwicklung

Die Standardberufsbildposition “Umweltschutz und Nachhaltigkeit”

Bildung für nachhaltige Entwicklung

Beitrag der Holzbearbeitungsmechaniker*in zu den SDGs

Glossar

Quellenverzeichnis

SDG 4 Hochwertige Bildung

10 “Goldene Handlungsregeln” für eine BBNE

Schritt 1 – Richtig anfangen: Identifizierung von Anknüpfungspunkten für BBNE

Schritt 2 – Selbstwirksamkeit schaffen: Eröffnung von Nachhaltigkeitsorientierten Perspektiven

Schritt 3 – Ganzheitlichkeit: Gestaltung transformativer Lernprozesse

Schritt 4 – Lernort Betrieb: Entwicklung nachhaltiger Lernorte

Weiterführende Bildungs- und Unterstützungsangebote

Quellenverzeichnis

SDG 7 Bezahlbare und saubere Energie

Holzbearbeitungsmechaniker*innen und Saubere Energie

Erneuerbare Energien (EE)

Strom

Photovoltaik (PV)

Betriebsmodelle

Typen von Solarzellen

Montagearten

Solarwärme

Bioenergie

Erd- und Umgebungswärme

Beleuchtung

Rationelle Energienutzung und Energiesparen

Mobilität

Nutzfahrzeuge: Elektrisch oder mit Brennstoffzellen?

Geschäftsreisen

Fuhrpark für den motorisierten Individualverkehr

Nutzungsverhalten

Logistik

Ferntransporte versus “Regionalität”

Basisdaten:

Transport von Teakholz

Transport von Eichenholz

Energiespeicherung

Rohstoffe für Akkus

Folgen der Energienutzung für Ökologie und Gesundheit

Energieeinsparung in Holzbearbeitungsbetrieben

Einleitung

Sägewerke

Energieeffizienz im Sägewerk

Energiesparmassnahmen

Möbelindustrie

Maßnahmen

Heizung

Einsparpotentiale

Maßnahmen

Druckluft

Einsparpotentiale

Maßnahmen

Staub- und Späneabsaugung

Einsparpotentiale

Maßnahmen

Lackierung

Einsparpotentiale

Maßnahmen

Quellenverzeichnis

SDG 8 Menschenwürdige Arbeit

Menschenwürdige Arbeit

Fachkräftemangel und ungelernte Kräfte

DGB Index Gute Arbeit

BDA - Die Arbeitgeber

Prekäre Beschäftigungsverhältnisse

Kinderarbeit

Gender (Pay) Gap

Deutsches Sorgfaltspflichtengesetz

Europäisches Lieferkettengesetz

Quellenverzeichnis

SDG 12 Nachhaltige/r Konsum und Produktion

Nachhaltige Produktion

Nachhaltiges Bauen

Leistungen von Holzbearbeitungsmechanikern und Holzbearbeitungsmechnikerinnen

Ökobilanzierung Werkstoffe

Schritt 1 – Richtig anfangen:
Identifizierung von Anknüpfungspunkten für BBNE

Schritt 2 – Selbstwirksamkeit schaffen:
Eröffnung von Nachhaltigkeitsorientierten Perspektiven

Schritt 3 – Ganzheitlichkeit:
Gestaltung transformativer Lernprozesse

Schritt 4 – Lernort Betrieb:
Entwicklung nachhaltiger Lernorte