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Primärenergiefaktor

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Akronym: PEF

Definition: ein Faktor zur Bewertung unterschiedlicher Energiearten

Englisch: primary energy factor

Kategorien: Energieträger, Grundbegriffe

Autor: Dr. Rüdiger Paschotta

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 11.08.2010; letzte Änderung: 12.12.2014

Wie vergleicht man sinnvollerweise Mengen verschiedener Energieträger – allein nach dem Energiegehalt?

Bei Vergleichen des Energieverbrauchs z. B. verschiedener Gebäude tritt das Problem auf, dass unterschiedliche Arten von Energieträgern (also von Endenergie) eingesetzt werden, die nicht direkt miteinander vergleichbar sind, weil sie z. B. sehr unterschiedliche Eigenschaften bzgl. Effizienz der Bereitstellung, Versorgungssicherheit und Klimaschädlichkeit haben. Deswegen multipliziert man für solche Vergleiche den Energieverbrauch (Verbrauch an Endenergie wie z. B. Erdgas, Fernwärme oder elektrische Energie) jeweils mit einem Gewichtungsfaktor, dem sogenannten Primärenergiefaktor (in der Schweiz auch Endenergiefaktor), dessen Wert von der Art der eingesetzten Energie abhängt. Der resultierende Wert kann dann z. B. darüber entscheiden, ob das Gebäude diesbezüglich einen bestimmten Energiestandard (z. B. EnEV 2014 oder Minergie) erfüllt oder nicht.

Den Verbrauch erneuerbarer Energien gewichtet man schwach oder gar nicht, da er bezüglich Umweltbelastungen und Importabhängigkeiten weitaus weniger problematisch ist.

In der einfachsten Form ist der Gewichtungsfaktor einfach das Verhältnis der Mengen von Primärenergie und Endenergie, so dass man durch Multiplikation damit effektiv den Primärenergiebedarf berechnet. Jedoch bleibt auch dann das Problem, dass beispielsweise der Verbrauch einer Kilowattstunde aus Erdöl beispielsweise mit Blick auf Versorgungssicherheit und Klimagefahren völlig anders bewertet werden sollte als der einer Kilowattstunde aus Holz oder aus Sonnenenergie. Deswegen wird das System üblicherweise so modifiziert, dass die Gewichtungsfaktoren für erneuerbare Energien Null sind oder (bei Holz) zumindest recht kleine Werte haben.

Die Werte für Kohle, Heizöl, Erdgas u. ä. werden nach EnEV als 1,1 oder 1,2 angesetzt, nicht 1 wie nach den Minergie-Regeln. Damit berücksichtigt man, dass bereits die Bereitstellung dieser Energieträger beim Endverbraucher einen gewissen Energieverbrauch verursacht. Beispielsweise werden Erdölprodukte in Erdölraffinerien verarbeitet, in denen ein Teil der Energie des Rohöls verloren geht. Außerdem entsteht ein Energieaufwand für den Transport beispielsweise in Pipelines und Tankwagen.

Die Berücksichtigung von Verdrängungseffekten kann die Bewertung bei Brennholz stark beeinflussen.

Einen objektiv richtigen Wert z. B. für Holz gibt es nicht – nicht nur, weil der Aufwand an nicht erneuerbarer Energie bei der Holzgewinnung unterschiedlich hoch sein kann, sondern auch wegen möglicher Verdrängungseffekte: Eine Zunahme des Holzverbrauchs an einer Stelle könnte bei eng werdenden Märkten den Holzeinsatz an anderer Stelle reduzieren, also z. B. den Einsatz von Erdgas erhöhen. Je stärker solche Verdrängungseffekte werden, desto höher sollte der Primärenergiefaktor für Holz angesetzt werden.

Energieträger Primärenergiefaktor nach EnEV 2014 Gewichtungsfaktor nach Minergie
Steinkohle 1,1 1
Braunkohle 1,2 1
Heizöl 1,1 1
Erdgas und Flüssiggas 1,1 1
elektrische Energie 2,4 2
Holz 0,2 0,7
Nah- und Fernwärme
aus Heizwerken
0,1 bzw. 1,3 1
Nah- und Fernwärme
aus Heizkraftwerken
(mit Kraft-Wärme-Kopplung)
0 bzw. 0,7 0,6
Solarenergie und Umgebungswärme 0 0

Als Beispiele gibt die Tabelle die Primärenergiefaktoren gemäß der deutschen Energieeinsparverordnung (EnEV 2014) sowie nach dem schweizerischen Minergie-Standard an. Bei Nah- und Fernwärme gelten die kleineren Zahlenwerte bei Verwendung erneuerbarer Energieträger, die größeren bei Verwendung fossiler Brennstoffe. Es gibt auch andere Systeme wie den der schweizerischen SIA, die jeweils zwei unterschiedliche Primärenergiefaktoren angibt: einen gesamten und einen nur für die nicht erneuerbare Energie.

Bemerkenswert ist, dass das schweizerische Minergie-System für elektrische Energie (Strom) nur einen Faktor 2 verwendet, während dieser Wert im deutschen System 2,4 ist und früher (EnEV 2007/2009) noch höher war. Dies kann damit erklärt werden, dass die schweizerische Stromerzeugung hauptsächlich auf Wasserkraft und Kernenergie basiert und deswegen anders als in Deutschland kaum klimaschädlich ist. Allerdings lässt dieses Argument außer Acht, dass zusätzlicher Stromverbrauch in der Schweiz (z. B. durch zusätzliche Elektrowärmepumpen) zu einer zusätzlichen Stromerzeugung im EU-Raum (anstelle eines Ausbaus der schweizerischen Stromerzeugung) führen kann und dann bezüglich Klimaschädlichkeit effektiv nicht anders ist als in Deutschland.

Im Falle von Elektrowärmepumpen sieht man, dass zumindest in Deutschland erst eine Leistungszahl von deutlich über 3 einen gewichteten Primärenergiebedarf bringt, der erheblich niedriger liegt als z. B. für einen Erdgas-Heizkessel. Dies liegt daran, dass die Energieverluste bei der Stromerzeugung in Wärmekraftwerken einen großen Teil des Gewinns der Wärmepumpen (aus der Nutzung von Umweltwärme) wieder zunichte machen.

Im Prinzip könnten für elektrische Energie je nach deren Quelle unterschiedliche Primärenergiefaktoren verwendet werden. Beispielsweise könnte für Strom aus Photovoltaik ein Primärenergiefaktor von 0 (oder nahe 0) verwendet werden. Jedoch gibt es hier meist dieselben Zurechnungsprobleme wie auch sonst im Zusammenhang mit Ökostrom.

Die Erzeugeraufwandszahl z. B. eines Heizkessels kann man mit dem Primärenergiefaktor des Brennstoffs multiplizieren, um die Anlagenaufwandszahl zu erhalten.

Siehe auch: Energie, Primärenergie, Endenergie, Aufwandszahl, Klimagefahren, Versorgungssicherheit, Energieeinsparverordnung
sowie andere Artikel in den Kategorien Energieträger, Grundbegriffe

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