Exergy and UN Sustainable Development Goals

Aktuelle wirtschaftliche Modelle und Indikatoren müssen überdacht und neugestaltet werden, um eine nachhaltigere Gesellschaft zu schaffen. Exergie könnte als objektiver Maßstab für die Nachhaltigkeit eingeführt und eine Exergie-Steuer kann erhoben werden, um umweltfreundliches Verhalten zu fördern. Eine engere Verknüpfung von thermodynamischen Prinzipien und wirtschaftlichen Analysen kann eine nachhaltige Entwicklung unterstützen.

Trancossi et al. untersuchen in einer Studie das Potenzial der Exergie für eine nachhaltige Wirtschaft, insbesondere die Verbindung zwischen Exergie und den UN Sustainable Development Goals (SDGs). Die Autoren betonen, dass die SDGs und das Pariser Abkommen notwendige Prozesse zur Förderung der Nachhaltigkeit darstellen. Allerdings reichen die aktuellen Maßnahmen nicht aus, um die Bedrohungen durch den Klimawandel zu mindern. Die Autoren kritisieren aktuelle Indikatoren wie die Domestic Material Consumption (DMC) als unzureichend zur Bewertung der Nachhaltigkeit von Import-Export-Operationen und schlagen vor, Exergie zu verwenden, um die Bedeutung von DMC zu erhöhen und einen genaueren Nachhaltigkeitsindikator zu schaffen.

Exergie wird als Maßstab hervorgehoben, da eine Exergieanalyse soziale Flüsse und Prozesse (wie Energieumwandlungssysteme, Industrieanlagen und Transportsysteme) anhand des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik analysieren kann. Diese Art der Analyse kann die Umweltbelastungen und Ressourcennutzung besser abbilden als eine reine Massenbilanz. Darüber hinaus wird die Materialflussanalyse (MFA) als Werkzeug zur systematischen Bewertung der Materialflüsse und -bestände in gesellschaftlichen Prozessen genutzt. Diese Methode hilft, die Umweltauswirkungen und Ressourceneffizienz zu verbessern.

Ein weiteres Konzept ist der kumulative Exergieverbrauch (CExC), der beschreibt, wie ein Prozess die Qualität der verfügbaren Ressourcen verringert. CExC umfasst die notwendige Exergie zur Bewertung der Energie- und Materialqualität. Exergie kann auch als wirtschaftlicher Wert betrachtet werden, der in exergieökonomischen Methoden verwendet wird, um die finanzielle Ressourcennutzung zu optimieren. Es wird vorgeschlagen, eine Exergie-Steuer einzuführen, um die Nachhaltigkeit zu fördern und wirtschaftliche Aktivitäten zu regulieren.

Zur Veranschaulichung der theoretischen Konzepte werden auch Fallstudien vorgestellt. Ein gutes Beispiel ist die Produktion und der Transport von PET-Flaschen, wobei verschiedene Produktions- und Transportszenarien analysiert wurden. Die Studie zeigt, dass die Transportwege erhebliche Auswirkungen auf den Exergieverlust und die Umweltbelastung haben. Eine weitere Fallstudie untersucht die Effizienz verschiedener Heiztechnologien (konventionelle Heizsysteme vs. Induktionsheizung) in der Lebensmittelproduktion. Hier zeigte sich, dass Induktionsheizung effizienter ist und weniger Exergieverluste verursacht.