Primärenergie
Primärenergie ist ein zentraler Begriff im Kontext der Energieversorgung und Umweltdebatte. Sie bildet die Ausgangsbasis für die Energiegewinnung und spielt eine entscheidende Rolle bei der Bewertung der Nachhaltigkeit und Effizienz von Energiequellen.
Definition und Grundlagen
Primärenergie ist die Energie in ihrer natürlichen Form, bevor sie in nutzbare Energie umgewandelt wird. Sie stammt von verschiedenen Energieträgern. Dazu gehören fossile Brennstoffe wie Erdöl, Erdgas und Kohle sowie erneuerbare Ressourcen wie Wind, Sonne, Wasser und Biomasse. Auch Kernenergie ist eine Primärenergie. Während beispielsweise die richtige Dämmung eine nachhaltige Maßnahme im Verbrauch darstellt, betrachtet man bei der Wahl der Primärenergie Nachhaltigkeitsaspekte bereits in der Energieproduktion.
Primärenergie ist der Ausgangspunkt für die gesamte Energieumwandlung. Bevor Energie in Form von Strom und Wärme bereitgestellt werden kann, muss sie aus natürlichen Energieträgern gewonnen und in eine verwertbare Form gebracht werden. Dieser Prozess beinhaltet oft Umwandlungsverluste, die die Effizienz der Energiegewinnung beeinflussen. Die nach Umwandlungs- und Übertragungsverlusten und nach Abzug der stofflichen Verwertung letztendlich zur Verfügung stehende Kombination aus Primär- und Sekundärenergie heißt Endenergie. So wird etwa Rohöl (Primärenergie) zu Heizöl und Kraftstoffen (sekundäre Energie) weiterverarbeitet. Bei der Energieerzeugung aus erneuerbaren Energien wird der Primärenergiegehalt mit der Endenergie gleichgesetzt.
Primärenergie im Gebäudebereich
Praktische Orientierung bei Gebäuden gibt das GEG (Gebäudeenergiegesetz) und die DIN-Normenreihe DIN V 18599. Sie befasst sich mit der Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung in der Energiebilanz. Mit Jahres-Primärenergiebedarf wird laut Gebäude-Energie-Gesetz der Gesamtenergiebedarf eines Gebäudes bezeichnet, der für Heizung, Warmwasserbereitung, Lüftung und Kühlung anfällt. Die Primärenergie, die notwendig ist, um ein Gebäude zu bauen, wird auch graue Energie genannt.
Dazu gehören zum Beispiel Erdöl, Erdgas und Energieträger wie Braunkohle. Fossile Energieträger entstehen über lange Zeiträume aus organischen Materialien in der Natur und sind die Hauptquelle für Energie weltweit. Allerdings sind sie begrenzt und tragen erheblich zur Umweltverschmutzung und dem Klimawandel bei.
Erneuerbare Primärenergie oder Quellen
Hierzu zählen Wind, Sonne, Wasser und Biomasse beziehungsweise Biogas, gewonnen über Windkraft-Anlagen, Photovoltaik-Anlagen, Wasserkraftwerke und Biogas-Anlagen. Diese erneuerbaren Energieträger sind klimaneutral, im Fall von Ökogas handelt es sich um fossile Energieträger mit erneuerbarem Anteil.
Diese Form der Energiegewinnung basiert auf Kernspaltung oder Kernfusion. Sie erzeugt große Mengen an Energie, birgt jedoch Risiken hinsichtlich der nuklearen Sicherheit und der Entsorgung radioaktiver Abfälle.
Energiequellen ohne Primärenergieträger
Kraft-Wärme-Kopplung bzw. Wärme-Kraft-Kopplung ist die gleichzeitige Gewinnung von mechanischer Energie und nutzbarer Wärme, die in einem gemeinsamen thermodynamischen Prozess entstehen. Die mechanische Energie wird in der Regel unmittelbar in elektrischen Strom umgewandelt. Chemische Energie, die wir von unserer Nahrungsaufnahme kennen, gehört nicht zu den Primärenergieträgern.
Primärenergie und Nachhaltigkeit
Die Art der eingesetzten Primärenergie hat weitreichende Auswirkungen auf die Umwelt und die Nachhaltigkeit der Energieversorgung. Fossile Brennstoffe tragen maßgeblich zur Emission von Treibhausgasen bei und sind nicht erneuerbar, weshalb ihr Einsatz reduziert werden muss, um den Klimawandel einzudämmen. Erneuerbare Ressourcen bieten eine umweltfreundlichere Alternative und sind ein Schlüssel zur langfristigen Nachhaltigkeit.
Primärenergie und Energieeffizienz
Die Effizienz bei der Umwandlung von Primärenergie in nutzbare Energieformen wie elektrischen Strom oder die Nutzung von Gas für die Heizung ist ein weiterer wichtiger Aspekt. Technologien und Prozesse, die Energieverluste minimieren, sind entscheidend, um die Ressourcen effizient zu nutzen und die Kosten zu senken. Beispielsweise können moderne Kraftwerke und Heizungssysteme den Wirkungsgrad in der Umwandlung zu Nutzenergie erheblich steigern.