Primärenergie

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Definition: Energiegehalt von genutzten natürlichen Quellen

Der Begriff Primärenergie bezeichnet die Energieart und -menge, die den genutzten natürlichen Quellen entnommen wird:

• Wenn aus Erdöl in einer Raffinerie Benzin und Dieselkraftstoff gewonnen wird, treten hierbei Energieverluste auf. Die Energie des ursprünglichen Erdöls wird hier als die Primärenergie bezeichnet, die verbleibende Energie im Kraftstoff ist Sekundärenergie.
• In Wärmekraftwerken wird elektrische Energie mit Wärmekraftmaschinen aus Wärme erzeugt, die z. B. durch Verbrennung von Kohle gewonnen wird. Die Primärenergie ist die Energie der Kohle, die weitestgehend in Wärme umgewandelt werden kann. Erhebliche Verluste treten bei der Umwandlung in mechanische Energie in einer Dampfturbine auf, zusätzlich noch geringere Verluste bei der Umwandlung in elektrische Energie in einem Generator und später bei der Übertragung mit Hochspannungsleitungen zu den Verbrauchern. Die bei den Verbrauchern ankommende elektrische Energie wird als Endenergie bezeichnet.
• Im Falle von Photovoltaik ist die Primärenergie die Energie des auf eine Solarzelle auftreffenden Sonnenlichts. In diesem Fall ist die Menge der Primärenergie wenig relevant, da sie kostenlos verfügbar und anders oft nicht nutzbar wäre.

Primärenergieverbrauch von Deutschland

Als Beispiel zeigt Abbildung 1 den Primärenergieverbrauch von Deutschland, aufgeschlüsselt nach Energieträgern. Man erkennt, dass die fossilen Energieträger Kohle, Erdöl und Erdgas stark dominierend sind; der größte einzelne Beitrag kommt vom Erdöl.

Von den 8,7 % der erneuerbaren Energien entfallen nur 1,5 % auf Wasserkraft und Windenergie. Allerdings ist zu beachten, dass es hier um Stromerzeugung geht, wobei der Wirkungsgrad zu 100 % angenommen wird. Der Beitrag von Wasserkraft und Windenergie zur Endenergie ist deswegen erheblich höher, als es hier erscheint; insbesondere bei Kohle und Kernenergie ist der Wirkungsgrad der Nutzung relativ gering. (Diese Problematik von Vergleichen wird im nächsten Abschnitt genauer diskutiert.)

Jahresprimärenergiebedarf eines Gebäudes

Der Betrieb eines Gebäudes benötigt Energie in verschiedenen Formen, beispielsweise für die Heizungsanlage und die Warmwasserbereitung, eine Lüftungsanlage und weitere Geräte. Um den gesamten Energiebedarf zu ermitteln, ist es nicht sinnvoll, die für die genannten Zwecke aufgewandte Endenergie zu summieren, da je nach Art der Endenergie unterschiedliche Mengen von Primärenergie benötigt werden. Aussagekräftiger ist der Jahresprimärenergiebedarf (angegeben in kWh/a = Kilowattstunden pro Jahr), für den jede Menge von Endenergie mit einem Primärenergiefaktor multipliziert wird, bevor alle Werte addiert werden. Der Primärenergiefaktor kann größer als 2 sein für elektrische Energie (aufgrund der hohen Energieverluste bei der Stromerzeugung) oder auch kleiner als 1 bei Holzpellets – sogar Null, wenn kostenlose Umweltwärme genutzt wird.

Vergleich von Mengen elektrischer Energie bezüglich Primär- und Endenergie

Da verschiedene Arten der Stromerzeugung sehr unterschiedliche Wirkungsgrade der Umsetzung von Primär- in Endenergie aufweisen, hängt der berechnete Anteil verschiedener Stromerzeuger an der Gesamtversorgung stark davon ab, ob er gemäß der Primär- oder Endenergie berechnet wird. Beispielsweise ergibt sich für die Kernenergie ein Anteil von 6,5 % am weltweiten Primärenergie-Umsatz (Stand 1998), aber nur ein Anteil von 2,5 % der Endenergie. Beide Angaben erzeugen kein vollkommen zutreffendes Bild:

• Der Anteil nach Primärenergie ist insofern irrelevant, dass diese Berechnung die Bedeutung der Techniken überbetont, die besonders ineffizient sind: Wenn zwei Kraftwerke mit je 1 GW elektrischer Leistung verglichen werden, setzt das ineffizientere der beiden mehr Primärenergie um, zählt also in dieser Statistik stärker. Beispielsweise bewirkt dies in vielen Energiestatistiken, dass der Anteil der Kernenergie an der Energieversorgung rund dreimal stärker gewichtet wird als der der Windenergie.
• Andererseits berücksichtigt der Vergleich der Bedeutung von Energiearten nach Endenergien nicht, dass Kraftwerke wertvolle elektrische Energie liefern, während etwa Heizkessel nur Niedertemperaturwärme erzeugen. Wo letztere benötigt wird, könnte sie auch mit Elektrowärmepumpen hergestellt werden, wodurch die benötigte Endenergie stark reduziert wird.

Siehe auch: Energie, Endenergie, Primärenergiefaktor, Energieträger

Kategorie: Grundbegriffe