Verzamelde en geanalyseerde individuele energiebesparende ideeën

Dit is een opmerking van de categorie „analyse” in de hierboven geschetste zin. Opmerkingen/correcties zijn welkom.

Dit heeft de status „ontwerp”/„prelim. analyse”.

BEWERKEN (2022-10-28): De parameters voor „douchen” werden aangepast om een voorzichtigere raming
van de potentiële besparingen te geven. De vorige waarden voor duur en debiet waren
respectievelijk 5 min en 10 l per minuut. De doeltemperatuur was voorheen 38 graden C.

Berekening van het energiebesparingspotentieel door vermindering van het warmwaterverbruik van particuliere huishoudens: douchen
= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =

1. Bereken de hoeveelheid warm water (V_ww) per keer douchen en het energie-equivalent:

Aannamen:
— gemiddelde douche-installatie met 10 liter water per minuut
— temperatuur bij de output van de lokale warmwaterketel: T_bwo = 60 graden C [1]
- temperatuur bij de toevoer van de douchewatermenger: 55 DEG C = T_mwi [1]
- temperatuur van intern koud water: 12 DEG C = T_mci [avg., est.]
- doeltemperatuur van de douche-output: 35 DEG C = T_tgt
— waterdebiet bij actieve douche: 8 liter per minuut = v
- duur van het douchen: 3 minuten =
T_dur — warmtecapaciteit water: c_V = 4,2 kJ/(kg K), zie [3]

Mengverhouding, uitgedrukt in gamma warmwateraandeel, van

    T_tgt = gamma T_mwi + (1-gamma) T_mci = T_mci + gamma (T_mwi — T_mci)
gamma = (T_tgt — T_mci)/(T_mwi — T_mci) = 23/43

In de productie van één liter menger is er slechts gamma * 1 liter warm water.
Volgt de hoeveelheid warm water per keer dat een douche wordt genomen: 

    V_ww = T_dur * v * gamma = 24 * 23/43 liters = ongeveer 13 liter

Voor het verwarmen van die hoeveelheid koud water, bij een temperatuur T_sci = T_mci = 12 graden C,
naar T_bwo, is ten minste de energie nodig.

    Delta Q = V_ww *\ rho * (T_bwo — T_mci) * c_V = 13 kg * 48 K * 4,2 kJ/(kg K) = ongeveer 2,62 MJ

Deze energie is de energie zonder rekening te houden met verliezen die zich voordoen op
weg van de energiecentrale tot en met de warmwaterketel per huis. Als wij
het rendement van de ketel eta = 80 % beschouwen, dan
is de benodigde hoeveelheid energie aan de huisgrens 2,62 MJ/0.8 = 3,275 MJ. (per keer een douche nemen)

(Om de energievraag op basis hiervan op het niveau van „ingevoerd gas” te berekenen, moeten de
extra verliezen die bij elektriciteitscentrales ontstaan, nog worden opgenomen.)

2. Het aantal personen dat eenmaal per dag een douche neemt, in een voorbeeldig EU-land:

Stel dat 65 % van de bevolking dagelijks een douche neemt. In een land van
80 miljoen mensen is de totale hoeveelheid energie die door dit aandeel wordt verbruikt voor het nemen van een douche
dagelijks: 80 * 10 ≠ 6 * 0.65 * 3,275 MJ/eta_pp = 170.3 * 10 ≠ 6 MJ/eta_pp = 170.3 * 10 ≠ 12 J/eta_pp. 
Per jaar bedraagt dit energieaandeel ongeveer 62.2 * 10 ≠ 15 J/eta_pp =: W_showeringA_DE. 
(Hier eta_pp = rendement van de elektriciteitscentrale)

3. Vergelijking:
Energie-equivalent van gas dat in 2019 uit Rusland in de EU wordt ingevoerd:
6876 * 10 ≠ 15 J [4] [4b]. Ongeveer een derde van de invoer in Duitsland, dat wil zeggen 2300 * 10” -15 J per jaar.
Dit betekent dat: Het equivalent van ongeveer 2,7 %/eta_pp van deze ingevoerde hoeveelheid wordt gebruikt (prelim. berekening!)
voor het douchen van het genoemde bevolkingsaandeel.

5. Voorbehouden en opmerkingen

— Na het bewerken: De bedragen voor doucheduur en verwerkingscapaciteit gaan nu uit van een
meer hulpbronnenbewust persoon om te voorkomen dat het besparingspotentieel wordt overschat.  
Het aandeel energie in verhouding tot de invoer uit Rusland lijkt groot. [TDO: kruiscontrole] Een reden is
waarschijnlijk dat een specifiek energietype wordt vergeleken met een verbruik van alle soorten primaire energie.
— In de zomerperiode zal de temperatuur van het koud water waarschijnlijk hoger zijn dan hier wordt aangenomen, waardoor het berekende
energieverbruik zal dalen.
— In het deel „Vergelijking” moet worden begrepen dat de met elkaar
verband houdende energiehoeveelheden uitsluitend numerieke waarden zijn, ongeacht de werkelijke energiestroom.
  Zo zal het besparen van de helft van de verbruikte energie niet leiden tot een vermindering van het
aardgasverbruik met dezelfde hoeveelheid. Dit is toe te schrijven aan de verwarming voor, onder meer,
douchen in woningen met verschillende energie-input, waarbij andere belangrijke soorten zijn:
a) elektriciteit (die alleen op basis van een bepaald aandeel uit
aardgas wordt opgewekt) en b) olie (waarvan het verbruik slechts in geringe mate van invloed zal zijn op het gasverbruik).
  Dit betekent „equivalent van”. Door naar behoren onderzochte factoren toe te passen, zou de
omzetting in de bespaarde hoeveelheden ingevoerd gas mogelijk worden.

6. Verwijzingen

[1] https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/haushalt-wohnen/warmwasser#gewusst-wie

[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Specific_heat_capacity

[4] https://www.businessinsider.de/wirtschaft/handel/wenn-wir-komplett-auf-russisches-gas-verzichteten-so-viel-muesste-in-der-eu-eingespart-werden-a/

[4b] https://www.fz-juelich.de/iek/iek-3/DE/Home/home_node.html

Hoeveel energie zullen we winnen als we stoppen met het consumeren van frisdranken?