Der Stromverbrauch für Beleuchtung sinkt

Seit 2012 führt die Schweizer Licht Gesellschaft (SLG) ein Energiemonitoring für Beleuchtung durch. Anfänglich auf der Basis von Schätzungen, seit 2014 mittels systematischer Befragungen in der Industrie zu verkauften Lichtquellen. Da die Leistungen und Lebensdauern der früheren Halogen- und Entladungslampen wegen der Standardisierung gut bekannt waren, konnte mit relativ wenigen Informationen eine ziemlich genaue Energiestatistik für die Beleuchtung erstellt werden.

Mit dem Aufkommen der LED verschwand diese Standardisierung sukzessive, und die Ermittlung des jährlichen Energieverbrauchs wurde komplexer. Bis 2015 war der Anteil der LEDs noch gering; er wuchs aber bis 2021 erheblich. So ist neben den neuen Anlagen (die heute alle in LED ausgeführt werden) im Jahr 2021 bereits rund die Hälfte aller bisherigen Lichtpunkte auf LED umgerüstet; je nach Anwendung etwas mehr oder weniger.

Im Auftrag von EnergieSchweiz hat die SLG nun ein neues Energie-Monitoring-Modell für Beleuchtung entwickelt, das auf mehreren Grundlagen aufbaut und eine – im Vergleich zu anderen Elektroanwendungen – präzise Bestimmung des Stromverbrauchs ermöglicht.

Für das neue Energiebilanzmodell werden folgende Daten berücksichtigt:

• Jährlich erhobene Verkaufszahlen der Industrie über Leuchten und Sensoren (wie bisher).
• Industriedaten über die Energieeffizienz neuer Lichtquellen.
• Rechenmodell der SIA-Norm 387/4 (elektrische Energie in Gebäuden für Beleuchtung).
• Datenbanken von Energienachweisen von Minergie und den Förderprogrammen von Prokilowatt
  (www.lightbank.ch).
• Gebäudeparkmodell mit der jährlichen Entwicklung der Gebäudeflächen (von TEP Energy).
• Zusammenarbeit mit den Autoren der Ex-post-Analysen des Bundes (TEP Energy/Prognos/Infras).

Das Modell liegt nun vor und modelliert den Energieverbrauch für Beleuchtung für die Jahre 2020 und 2021. Für die folgenden Jahre werden die Inputdaten aktualisiert und der Energie-Absenkpfad für Beleuchtung weiter dokumentiert.

Das Einstiegsbild zeigt den wachsenden Energieverbrauchsanteil der LED-Lichtquellen bei gleichzeitiger Abnahme herkömmlicher Halogen- und Entladungslampen (vor allem Leuchtstoffröhren). Im Jahr 2021 war der Elektrizitätsbedarf für Beleuchtung – trotz eines Wachstums an beleuchteter Fläche von jährlich rund 1,2% – um 2,0 TWh/a gesunken im Vergleich zu 2014.

Der gesamtschweizerische Elektrizitätsverbrauch blieb mehr oder weniger stabil, ein leichter Abwärtstrend seit 2017 wurde im Jahr 2021 wieder umgekehrt. Daraus lässt sich schliessen, dass die Einsparung bei der Beleuchtung durch Mehrverbräuche bei anderen Anwendungen wieder zunichtegemacht wird. Die Beleuchtung darf wohl als der wesentliche aktuelle Motor bei der Stromeffizienz bezeichnet werden.

Energiebilanz Beleuchtung 2021

Der Energieverbrauch für Beleuchtung kann in vier Sektoren unterteilt werden (Bild 1). Die Unterschiede der Sektoren bezüglich der Beleuchtung sind im Folgenden beschrieben.

Beleuchtung im Wohnbereich

Der Wohnbereich macht flächenmässig den mit Abstand grössten Anteil an der gesamten Gebäudefläche der Schweiz aus, nämlich rund 440 Mio. m2 oder 58% der gesamten beleuchteten Fläche. Früher wurden Wohnungen vor allem mit ineffizienten Glüh- und Halogenglühlampen beleuchtet. Die Energiesparlampen waren wegen ihrer Form, der Lichtqualität und giftigen Inhaltsstoffen (Quecksilber) wenig beliebt und erreichten nie einen namhaften Anteil in der Wohnraumbeleuchtung. Mit dem weitgehenden Verbot der Halogenlampen (und der Energiesparlampen!) sowie den immer günstiger werdenden und qualitativ guten LED-Retrofit-Lampen nahm der Energieverbrauch für Beleuchtung in den Haushalten innert weniger Jahre rapide ab. Eine LED-Wohnraumleuchte braucht fünf- bis zehnmal weniger Energie als eine Halogenleuchte; der Stromverbrauch für Beleuchtung im Haushalt ist bereits um mehr als die Hälfte zurückgegangen.

Beleuchtung in Dienstleistung und Industrie

Die Sektoren Dienstleistung und Industrie sind bezüglich Beleuchtung vergleichbar. Es werden oft dieselben Lichtquellen eingesetzt. Die Beleuchtung ist hauptsächlich an Werktagen während den Arbeitszeiten eingeschaltet – Verkaufsläden und einige Industrie­unter­nehmen haben auch Betrieb am Abend oder sogar während der ganzen Nacht. Da die geforderten Beleuchtungs­stärken und die Betriebszeiten deutlich höher sind als im Wohnbereich, ist die Beleuchtung in Dienstleistung und Industrie dominant in Bezug auf den Elektrizitäts­verbrauch (zusammen 75% des Verbrauchs für Beleuchtung).

Früher wurden vor allem Leuchtstoff­röhren und Hochdruck­entladungs­lampen eingesetzt. Diese sind viel effizienter als Halogen­lampen, aber nach heutigem Stand der Technik nur halb so effizient wie LED.

Bisher beträgt die Energie­verbrauchs­reduktion erst etwa 10%. Der Flächenzuwachs, die Erhöhung der Beleuchtungsstärken und die längere Lebensdauer der herkömmlichen Leuchtmittel (gegenüber den Haushalten) sind Gründe dafür. Mit dem Verbot der Leuchtstoff­lampen ab 2023 wird sich die Umrüstungs­aktivität und die damit verbundene Verbrauchsreduktion wohl stark beschleunigen.

Problematisch in den Bereichen Dienstleistung und Industrie ist der immer noch zurück­haltende Einsatz von Tageslicht- und Präsenz­meldern und die häufig nachlässige Inbetrieb­nahme und Optimierung von neuen Beleuchtungs­anlagen.

Aussenbeleuchtung

Die Aussenbeleuchtung trägt weniger zum Stromverbrauch für Beleuchtung bei, als man intuitiv annehmen würde. Die sehr geringen Beleuchtungs­stärken, gekoppelt mit dem hohen Adaptionsgrad des menschlichen Auges, führen zu dieser verbreiteten Fehleinschätzung. Dennoch sind auch hier Einsparungen möglich – und die symbolische Wirkung von Strom­spar­mass­nahmen bei der Aussen­beleuchtung ist nicht zu unterschätzen.

Prognose Energieverbrauch Beleuchtung

Das Ziel der Lichtvereinbarung von Davos aus dem Jahr 2018 war die Halbierung des Strom­verbrauchs bei der Beleuchtung bzw. die Reduktion um jährlich 3,5 TWh. Dieses Ziel dürfte, auch angekurbelt durch die Leuchtmittelverbote und die steigenden Energiepreise, bis zum Jahr 2026 erreichbar sein. Voraussetzung ist aber eine Offensive in den Bereichen Licht­sensorik und optimierter Inbetrieb­nahme der Beleuch­tungs­anlagen. Im Moment bremsen der zaghafte Einsatz von Licht­manage­ment und die unsorg­fältige Inbetriebnahme, zusammen mit der stetigen Erhöhung der Beleuchtungs­stärken, die Erreichung des gesetzten Ziels.

Bild 2 zeigt die mögliche Weiter­entwicklung des Stromverbrauchs für die Beleuchtung. Die Leucht­mittel­verbote spielen dabei eine wichtige Rolle. Mit optimiertem Betrieb und möglichst viel Sensor­technik könnte eine zusätzliche Terawatt­stunde eingespart werden.