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Primärenergie

Definition: Energiegehalt von genutzten natürlichen Quellen

Englisch: primary energy

Kategorien: Energieträger, Grundbegriffe

Autor: Dr. Rüdiger Paschotta (G+)

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 06.03.2010; letzte Änderung: 03.11.2018

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

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 rechnerisch 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.)

Primärenergiebedarf in Deutschland
Abbildung 1: Primärenergieverbrauch in Deutschland nach Energieträgern, Stand 2009. Quelle: BMWi.

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 5,8 % am weltweiten Primärenergie-Umsatz (Stand 2010), aber nur ein Anteil von gut 2 % 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.

Wenn der Primärenergiebedarf verschiedener Technologien verglichen wird, muss bei der Bewertung immer auch berücksichtigt werden, welche Art von Primärenergie jeweils benötigt wird. Beispielsweise ist der Verbrauch von Sonnenenergie durch Aufstellen von Sonnenkollektoren ökologisch weitgehend irrelevant und erzeugt keine Verknappung von Energieträgern, während der Verbrauch von Kohle sehr umweltschädlich ist und der von Erdöl zu stärkerer Verknappung führt.

Siehe auch: Energie, Sekundärenergie, Endenergie, Primärenergiefaktor, Energieträger
sowie andere Artikel in den Kategorien Energieträger, Grundbegriffe

Alles verstanden?


Frage: Warum trägt ein Windpark, der pro Jahr gleich viel Strom erzeugt wie ein Kernkraftwerk, einen geringeren Anteil zur Primärenergieerzeugung des Landes bei?

(a) weil der Wind nicht immer weht

(b) weil er für die gleiche Menge elektrischer Energie weniger Primärenergie umsetzt

(c) weil Kernkraftwerke meist nicht nur Strom, sondern auch Wärme liefern


Frage: Bei welchen Arten von Vergleichen ist die Betrachtung der Primärenergie und nicht der Endenergie am sinnvollsten?

(a) beim Vergleich verschiedener Arten der Stromerzeugung

(b) beim Vergleich von verschiedenen Heizungssystemen, z. B. mit Elektrowärmepumpen oder Heizkesseln

(c) beim Vergleich von Elektroautos mit Benzinautos

(d) eigentlich nie


Siehe auch unser Energie-Quiz!

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