Primärenergie – Was ist das?

Was ist Primärenergie?

Als Primärenergie bezeichnet man die Energieträger, die direkt aus der Natur kommen. Es sind Energieträger in ihrer ursprünglichen Form, noch ganz unberührt von menschlicher Hand und nicht oder nur vermindert als Energiequellen nutzbar. Das Wort „primär“ leitet sich vom Lateinischen „primus“ ab, was so viel wie der Erste bedeutet. Die in der Primärenergie enthaltende Energie steckt noch in einer natürlich vorkommenden Energiequelle und muss erst durch Umwandlungsprozesse nutzbar gemacht werden.

Welche Energieträger gehören zur Primärenergie?

Zu den Primärenergien gehören vor allem fossile Brennstoffe, zum Beispiel:

• Braunkohle
• Steinkohle
• Erdgas
• Erdöl
• Holz

Es handelt sich also grösstenteils um Stoffe, die im Erdinneren vorkommen und mit viel Aufwand gefördert werden müssen. Der Brennwert der verschiedenen Brennstoffe kann unterschiedlich ausfallen. So verfügt ein Kilogramm Erdöl über eine Energie von 11,8 Kilowattstunden, Steinkohle über einen Brennwert von 8,14 Kilowattstunden. Zur den primären Energieträgern gehören ebenfalls die regenerativen Energien wie Wind, Wasser, Sonne und Erdwärme (Geothermie). Die Sonne etwa enthält aufgrund der Kernfusion in ihrem Inneren Energie, die sie in Form des Sonnenlichts zur Erde sendet. Die Energie bei Wind und Wasser steckt in ihrer mechanischen Bewegung, die der Mensch mithilfe von Windrädern oder Wasserkraftanlagen sich zunutze macht. Bei der Geothermie nutzt der Mensch die Wärme im Inneren der Erde.

Eine weitere Primärenergiequelle ist die Atomkraft. Hierbei steckt die Energie im Inneren des Atoms. Durch Kernspaltung wird sie freigesetzt. Der Energieausstoss von einem Gramm Uran entspricht etwa 1,5 Tonnen Kohle, doch bekanntlich bringt die Atomkraft eine Reihe von Problemen mit sich.

Wie wird Primärenergie in Sekundärenergie umgewandelt?

Laut dem Erhaltungssatz geht Energie nie verloren, sie wird lediglich umgewandelt. Bei der Windkraft etwa wird der Wind nicht „verbraucht“, sondern in Bewegungsenergie umgewandelt, die sich anschliessend für das Erzeugen von Strom nutzen lässt. Bei diesen Umwandlungsprozessen spricht man von Sekundärenergie. Das ist die Energie, die bei der Umwandlung aus Primärenergie entsteht. Je nach Energiequelle gibt es allerdings Überschneidungen mit dem Begriff der End- oder Nutzenergie.

Brennstoffe wie Kohle, Gas, Erdöl und Holz werden, wie der Name schon vermuten lässt, verbrannt. Es entsteht Wärme. In Kraftwerken wird diese Wärme anschliessend dazu genutzt, um Turbinen anzutreiben und Strom zu erzeugen. Die erzeugte Wärme ist nur ein Nebenprodukt. Ähnlich verhält es sich mit der Geothermie, nur muss diesmal nichts verbrannt werden. Stattdessen verwenden die Geothermalanlagen direkt die Wärme im Inneren zum Antreiben von Turbinen.

Die Sonnenenergie machen sich Photovoltaik-Anlagen zunutze, indem die Solarzellen die Strahlung in Strom umwandeln. Wind und Wasser treiben mit ihrer Bewegung Turbinen an, die wiederum den Strom erzeugen.

Wie wird aus Sekundärenergie Endenergie?

Wirklich nutzbare Energie kommt erst durch weitere Umwandlungen zustande sowie durch Transport zu uns, dem Endverbraucher. Diese Energie nennt sich dann Endenergie. Bei den Transport- und Umwandlungsprozessen kommt es zu weiteren Verlusten, wie schon bei den Umwandlungen zur Sekundärenergie. Das Verhältnis zwischen der Primärenergie und der Endenergie nennt sich Primärenergiefaktor. Je höher dieser Wert, desto mehr Energie wird bei der Umwandlung verschwendet. Erneuerbare Energien haben etwa einen Primärenergiefaktor von knapp null. Dann gibt es noch den Wirkungsgrad. Dieser gibt in Prozent an, wie viel von der Primärenergie für den eigentlichen Zweck zum Einsatz kommt. Je höher dieser Grad bei 100 Prozent ist, desto energieeffizienter ist er. Die Energie, die wir am Ende wirklich in unserem Haushalt nutzen, nennt sich auch Nutzenergie.

Wie hoch ist der Wirkungsgrad bei einer Heizung?

Moderne Heizungen bringen schon einen ziemlich guten Wirkungsgrad auf. Sie können 80 Prozent oder mehr der Energie in Wärme umwandeln. Eine gute Auslegung und regelmässige Wartung erhöht den Wirkungsgrad um weitere Prozentpunkte. Geothermische Anlagen können noch mehr Wärme liefern und das aus regenerativen Energiequellen.

Was ist der Primärenergieverbrauch?

Der Primärenergieverbrauch gibt den gesamten Verbrauch an Primärenergie wieder, während der Stromverbrauch zumeist den Verbrauch an Endenergie beschreibt. Die Endenergie stellt jedoch nur einen Anteil der gesamten verbrauchten Energie dar. Der Primärenergieverbrauch ist in der Schweiz in den letzten Jahren stetig gesunken. So wurde etwa im Jahre 2019 weniger Steinkohle verbraucht. Der Verbrauch sank um 2,3 Prozent auf 437,3 Millionen Tonnen.

Wie lässt sich der Energiebedarf verringern?

Der Primärenergiebedarf entspricht dem Bedarf an Energiequellen, die durch diverse Prozesse zu Endenergie umgewandelt werden müssen. Er spielt vor allem bei den CO2-Emissionen eine Rolle. Der Primärenergiebedarf ist meistens grösser als der Endenergiebedarf, weil durch Umwandlungsprozesse wieder Energie verloren geht. Nachhaltiges und energieautarkes Bauen kann den Primärenergiebedarf verringern.