Nutzenergie

Nutzenergie steht den Endverbrauchern unmittelbar zur Verfügung, es handelt sich beispielsweise um Wärme zum Heizen oder Kälte zur Klimatisierung. Was diese Energieart umfasst, welche Energiearten es noch gibt und wie sich die Nutzenergie im Rahmen der Energiewende maximieren lässt, erklärt der folgende Artikel.

Nutzenergie Definition

Der Begriff bezieht sich auf Energiedienstleistungen, die dem Endverbraucher direkt von Nutzen sind, also beispielsweise Licht, Raumwärme und Warmwasser. Es kann sich aber auch um mechanische Antriebsenergie handeln.

Nutzenergie wird durch die Umwandlung der sogenannten Endenergie gewonnen. Bei diesem Prozess geht immer auch Energie verloren – zum Beispiel weil neben Licht oder Wärme auch Abwärme entsteht. Es handelt sich also um die Menge an Energie, die letztlich wirklich genutzt wird – nach den vielen Verlusten.^[1]

Welche Nutzenergien gibt es?

Die verschiedenen Formen, die beim Anwender Verwendung finden, sind neben Licht und Wärme mechanische und chemisch gebundene Energie sowie Signalenergie.^[2]

Es gibt folgende Beispiele für Nutzenergie aus dem Privatbereich und der Industrie:

• Niedertemperaturwärme (zum Beispiel mittels Heizung oder Wasserboiler)
• Prozesswärme (zum Beispiel mittels Herdplatte oder Hochofen)
• Licht (zum Beispiel mittels Lampe oder Ampel)
• Mechanische Arbeit (zum Beispiel mittels Elektro- oder Verbrennungs­motor sowie Brennstoff­zelle (Wasserstoff-Brennstoff­zelle oder Direktmethanol-Brennstoff­zelle)
• IT und Kommunikation (zum Beispiel mittels PC oder Smartphone)^[3]

Was ist der Unterschied zwischen Primärenergie, Endenergie, Nutzenergie und Sekundärenergie?

Primärenergie bezeichnet die Energieart, die natürlichen Quellen wie Erdöl oder Erdgas entnommen wird. Bei diesem Gewinnungsprozess – etwa wenn aus Erdöl Benzin- und Dieselkraftstoff gewonnen wird – treten Energieverluste auf. Während man bezüglich des Erdöls von Primärenergie spricht, handelt es sich bei der im Kraftstoff verbleibenden Energie um Sekundärenergie.^[4]

Endenergie wiederum ist der Teil der Energie, die beim Verbraucher ankommt – beispielsweise in Form von elektrischer Energie oder als Brenn- und Kraftstoffe. Auch die Endenergie ist zu unterscheiden von der letztendlich genutzten Energie.^[5] Letztere entsteht aus der Endenergie, zum Beispiel wenn Brennstoffe wie Heizöl oder Erdgas durch Verbrennung in Wärme umgewandelt werden. Dabei wird das Gerät, das der Umwandlung dient – in diesem Fall der Heizkessel – als Wärmeerzeuger bezeichnet. Hierbei treten – ebenso wie bei der Umwandlung von Primär- in Endenergie – Verluste auf.^[6]

Kann man Nutzenergie messen?

Man bezeichnet die Menge von Nutzenergie pro Zeiteinheit als Nutzleistung.^[1] Während die tatsächlich genutzte Energie schon in der Berechnung im Energieausweis eines Einfamilienhauses nicht mehr einzeln aufgeführt wird, lässt sie sich auf nationaler Ebene erst recht nicht mehr erfassen. So ist es nicht möglich herauszufinden, wofür und wie effizient jede Kilowattstunde elektrischer Strom verwendet wird. In Energiebilanzen ist daher lediglich die Rede von Primär- und Endenergie.^[7]

Wie kann man Nutzenergie berechnen?

Da sie die Energie beschreibt, die zur Endnutzung zur Verfügung steht, handelt es sich bei der Nutzenergie eines Einfamilienhauses um die Energie für Heizung und Warmwasser sowie gegebenenfalls für Lüftung und Kühlung.

Im Energieausweis wird die Nutzenergie nicht separat genannt; sie stellt aber einen Zwischenschritt bei der Berechnung dar. Um die Nutzenergie für ein Einfamilienhaus (ohne Lüftungs- und Klimaanlage) zu erhalten, addiert man also den Heizwärmebedarf und den Bedarf für die Warmwasserbereitung.^[8]

Welche Möglichkeiten gibt es, die Nutzenergie zu maximieren?

Der Wirkungsgrad von technischen Einrichtungen wie Kraftwerken beschreibt das Verhältnis von eingesetzter Energie und daraus entstandener Nutzenergie. Dabei zeigt der Wirkungsgrad von Kraftwerken, die mit Brennstoffen betrieben werden, wie viel Prozent der im Brennstoff vorhandenen Energie in Strom umgewandelt wird und wie groß der Teil der Energie ist, der als Umwandlungsverlust oder Abwärme verloren geht. Da alle Prozesse Reibungs- oder Wärmeverluste mit sich bringen, sind Wirkungsgrade von 100 Prozent ausgeschlossen.

In Deutschland geht beim Umwandeln von Primär- in Sekundärenergie in Kraftwerken zurzeit noch etwa ein Drittel der Energie verloren. Weitere Einbußen verursachen der Eigenverbrauch des Energiesektors, Leitungs- und Fackelverluste sowie der nicht-energetische Verbrauch. Anschließend muss die Endenergie noch in Nutzenergie umgewandelt werden – ein Prozess, der ebenfalls mit Verlusten von etwa einem Drittel verbunden ist.

Doch wie lässt sich mehr Tertiär- aus Primärenergie gewinnen? Effizienzsteigende Maßnahmen liegen durchaus im Bereich des Möglichen. So wird die Heizung in vielen Gebäuden immer noch mit einem Heizwertkessel angetrieben. Im Unterschied zu einem Brennwertkessel nutzt dieser nicht die durch kondensierte Abgase erzeugte Abwärme. Auch die Raumwärme wird nicht optimal genutzt, da durch unzureichende Gebäudedämmungen oftmals große Mengen verloren gehen.^[9]

Fazit

Nutzenergie ist der Teil der Endenergie, die dem Verbraucher unmittelbar nutzbar zur Verfügung steht. Dabei handelt es sich beispielsweise um die Wärme, die der Aufheizung von Räumen dient, oder das Licht für die Beleuchtung. Die Endenergie wäre in beiden Fällen der elektrische Strom. Derzeit wird bei der Umwandlung von Primär- in Sekundärenergie noch etwa ein Drittel der eingesetzten Energie verloren. Bei der Umwandlung von End- in Nutzenergie verzeichnet man erneut Einbußen von etwa einem Drittel. Eine effizientere Strom­erzeugung ist beispielsweise durch den flächendeckenden Einsatz von Brennwertkesseln in Heizanlagen und ausreichende Dämmmaßnahmen möglich.