Energie und Umwelt

Durch den sorgsamen Einsatz von Kunstlicht können der direkte Energieverbrauch und damit verbundene Kosten reduziert werden. Energieeinsparungen reduzieren auch die CO2-Emission und dämmen somit Klimaerwärmung und Umweltverschmutzung ein.

Generell trägt die ordnungsgemäße Entsorgung, die Vermeidung umweltbelastender Stoffe im Herstellungs- und Entsorgungsprozess sowie in den Materialien der Leuchtmittel und Leuchten dazu bei, Umweltauswirkungen zu minimieren.

Energieverbrauch und Einsparpotenzial

Von der weltweit erzeugten elektrischen Energie entfallen 19 Prozent auf die Erzeugung von elektrischer Beleuchtung, in der EU sind es 16 Prozent. Davon entfallen 80 Prozent auf Industrie- und Bürobeleuchtung, Verkaufsbeleuchtung und Straßenbeleuchtung, 20 Prozent auf die Beleuchtungen privater Haushalte.

Straßenbeleuchtung:

Die Straßenbeleuchtung alleine benötigt ca. ein bis zwei Prozent des Strombedarfs in der EU. Auf kommunaler Ebene macht Straßenbeleuchtung jedoch bis zu 45 Prozent des öffentlichen Stromverbrauchs aus.

Durch schlechte Beleuchtung wird dabei in etwa ein Drittel der Energie verschwendet, weil ein Anteil des Lichts nicht dort ankommt, wo er gebraucht wird. Schätzungen zufolge werden durch die Beleuchtung von Straßen auf diese Weise EU-weit ca. fünf Milliarden kWh pro Jahr verschwendet. In Österreich sind es ungefähr 100 Millionen kWh pro Jahr, die durch gezielte Beleuchtung eingespart werden könnten und damit auch 15 Millionen Euro (bei angenommenen 0,15 Euro pro kWh) oder 6100 Tonnen CO2 (bei angenommenen 61 Gramm pro kWh CO2 Emission).

Durch die Umrüstung von alten Beleuchtungseinrichtungen auf neue Technologien wie jene der LED Beleuchtung können ebenfalls maßgebliche Einsparungen erfolgen, nämlich bis zu zwei Drittel des Strombedarfs.

Durch intelligente Steuerungssysteme oder relativ einfach durchführbare Nachtabsenkung können ohnehin energieeffiziente LED-Straßenleuchten den Energieverbrauch noch weiter reduzieren, nämlich bis zu 85 Prozent.

© Stefanie Suchy

Weihnachtsbeleuchtung:

In der Weihnachtszeit werden für die Festbeleuchtung in Österreich rund drei bis fünf Prozent mehr Strom verbraucht, obwohl heutzutage meist stromsparende LEDs verwendet werden. Lichterketten, Funkelsterne & Co verbrauchen in den wenigen Wochen vor Weihnachten in Österreich so viel Strom wie mehr als 10000 Haushalte in einem ganzen Jahr. Es werden fünf bis acht Millionen Euro in die Weihnachtsbeleuchtung gesteckt.

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© Stefanie Suchy
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Das kalt- und warmweiße LED-Dilemma:

Bei LEDs stehen eine möglichst hohe Energieeffizienz und die aus ästhetischen, gesundheitlichen und ökologischen Gründen erwünschte niedrige Farbtemperatur zueinander im Gegensatz.

In der „Allgemein-Beleuchtung“ wird weißes Licht durch die Umwandlung der Strahlung blauer LEDs mit Hilfe einer Konversionsschicht erzeugt. Zusammensetzung und Dicke dieser Schicht sind entscheidend für die Lichtfarbe. Aufgrund dieser Bauart benötigen neutral- und kaltweiße LEDs (mit hohen Farbtemperaturen) bis zu 10 Prozent weniger Energie für dasselbe Lumenpaket wie ihre warmweißen Pendants (mit niedrigen Farbtemperaturen). Durch fortschreitende Innovation und Forschung werden die Unterschiede jedoch immer geringer.

New lights for Innsbruck

Bumerangeffekt

Die Begeisterung für neue Beleuchtungsmöglichkeiten wird auch dadurch verstärkt, dass mittlerweile bei gleichbleibendem Energieverbrauch immer mehr Licht erzeugt wird.

Die LED-Technologie hat viele Vorteile hinsichtlich gezielter Lichtlenkung, Dimmung und Energieeffizienz. Doch die Gefahr besteht, dass ihre Effizienz zu einem verschwenderischen und umweltschädlichen Umgang verleitet.

Ökobilanz der Leuchtmittel

Die Ökobilanz ist die Analyse von Umweltauswirkungen eines Produkts, sie wird auch Lebenszyklusanalyse genannt. Um eine umfassende Ökobilanz erstellen zu können, müssen Herstellung, Verpackung, Transport, Betriebszeit und Recycling berücksichtigt werden. Einerseits sind Angaben und Zahlen immer kritisch zu hinterfragen, andererseits gilt zu bedenken, dass einige Aspekte nicht Berücksichtigung finden – wie beispielsweise die Auswirkungen von Lichtverschmutzung während der Lebensdauer des Leuchtmittels.

Studien zeigen, dass insbesondere die Betriebphase des Leuchtmittels in der Gesamtbilanz ins Gewicht fällt, d.h. der Stromverbrauch während der Nutzung. Dies wird (1.) mit dem höheren Energiebedarf während des Betriebes im Vergleich zur Herstellung begründet und (2.) durch den hohen Prozentsatz von klima- und umweltrelevanten fossilen Energieträgern bei der Stromerzeugung.

Ein Vergleich der Stiftung Warentest (test 03/2015) von im Hausgebrauch verwendeten LEDs, Kompaktleuchtstofflampen (Energiesparlampen) und Halogenlampen ergab eine deutlich bessere Ökobilanz der LEDs und Kompaktleuchtstofflampen. Das Ergebnis ist auf den geringeren Strombedarf im Betrieb zurückzuführen.

Ökobilanz von Straßenlampen:

Eine vergleichende Untersuchung ergab, dass Induktionslampen (besondere Art der Leuchtstofflampe) und LEDs aufgrund des höheren energetischen und chemischen Aufwandes in der Herstellung eine schlechtere Ökobilanz als Hochdruck-Natriumdampflampen und Metallhalogendampflampen haben. Doch der niedrige Stromverbrauch während der Betriebsphase ergab schließlich eine bessere Ökobilanz von Induktionslampen und LEDs.

Quelle: Hartley D, Jurgens C, Zatcoff E (2009) Life Cycle Assessment of Streetlight Technologies. Mascaro Center for Sustainable Innovation, University of Pittsburgh.

© Stefanie Suchy

Entsorgung

Um die Verschwendung von Ressourcen zu vermeiden, ist bereits beim Kauf von Leuchten darauf zu achten, dass die Austauschbarkeit des Leuchtmittels und weiterer Bauteile gegeben ist. Diese ist genauso bedeutend, wie eine langjährige Ersatzteilversorgung und einfache Reparatur und Wartung.

Alle Leuchtmittel müssen fachgerecht entsorgt werden:

Entladungslampen müssen als Sondermüll entsorgt werden. Metallhalogendampflampen, Hochdruck-Natriumdampflampen, Leuchtstofflampen und Kompaktleuchtstofflampen (Energiesparlampen) enthalten Quecksilber und seltene Erden. Die Niederdruck-Natriumdampflampe beinhaltet metallisches Natrium. Quecksilber ist ein giftiges Schwermetall und eines der schädlichsten Umweltgifte. Quecksilber aus Entladungslampen wird, sofern diese getrennt gesammelt werden, durch spezielle Behandlung entfernt.

LEDs enthalten kaum Schwermetalle und kein Quecksilber, jedoch Elektronikbauteile und seltene Erden. Sie müssen als Elektronikabfall (wie Fernseher, Computer etc.) entsorgt werden.

Inhaltsstoffe von LEDs:

In Studien wurden LEDs auf deren Inhaltsstoffe untersucht. Sie beinhalten mehrere gesundheitsschädliche und umweltbelastende Stoffe (z.T. Blei, Indium und Gallium als Verbindungen) bzw. sind diese für den Herstellungsprozess erforderlich (z.B. Arsen, Phosphide). Aufgrund der hohen Konzentrationen ist eine Gefährdung v.a. während der Produktion und dem Recycling gegeben.

Quellen: Lim SR, Kang D, Ogunseitan OA, Schoenung JM (2011) Potential environmental impacts of light-emitting diodes (LEDs): metallic resources, toxicity, and hazardous waste classification. Environ Sci Technol. 45(1):320-7. doi:10.1021/es101052q

Thema J (2010) Umwelt- und Ressourcenaspekte einer verstärkten Nutzung von Leuchtdioden (LED). Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie GmbH. ISSN 1867-0237.

Kohlendioxid- und Quecksilber-Emission

Bei der Stromerzeugung werden je nach Art der Energieträger und Gewinnung auch umwelt- und gesundheitsschädliche Abfälle erzeugt. Zum Beispiel werden Kohlendioxid und Schwermetalle (z.B. Quecksilber) durch die Stromerzeugung in Kohlekraftwerken emittiert, radioaktive Abfälle fallen in Atomkraftwerken an.

Bei der Herstellung, während des Betriebes und durch die Entsorgung aller Produkte, die für die Erzeugung von Licht notwendig sind, werden so indirekt laufend CO2- und Schwermetall-Emissionen sowie radioaktive Abfälle produziert.

Durch den Stromverbrauch in Österreich im Jahr 2017 wurde 61 Gramm pro kWh CO2 emittiert (Stromkennzeichnungsbericht 2017, E-Control). Im Jahr 2015 fiel im kontinentalen Europa 343,84 Gramm pro kWh CO2 an sowie 0,679 Milligramm pro kWh radioaktiver Abfall (Entso-E Mix 2015, E-Control).

Schwermetalle und radioaktive Abfälle sind schädliche Umweltgifte und übermäßiges CO2 in der Atmosphäre fördert den Treibhauseffekt, welcher die Klimaerwärmung beschleunigt. Verantwortungsvolle und effiziente Beleuchtung ist daher auch ein wertvoller Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz!