Primärenergie ist nicht sekundär

Die beste Energie ist diejenige, die gar nicht erst verbraucht wird. Logisch, mögen nun alle KritikerInnen landläufiger Bonmots einwenden. Doch wie soll das in einer globalisierten Welt und einer zunehmend digitaler werdenden Wirtschaftsweise funktionieren? Die Industrie braucht Energie, Autos brauchen Brennstoff und das traute Heim will geheizt werden. Womöglich lesen Sie diesen Text justament am Bildschirm Ihres PCs. Sie sehen, mit der Reduzierung des Energieverbrauchs ist es so eine Sache. Doch es muss funktionieren. Vor allem muss der Primärenergieverbrauch von fossilen Energieträgern sinken. Doch was ist Primärenergie? Eine gängige Definition von Primärenergie besagt, dass sie der nutzbare Energiegehalt eines natürlich vorkommenden Energieträgers ist.[1] Sie ist die Energie, die unmittelbar in den Quellen vorkommt. Wie es mit Definitionen so ist, insbesondere jener der Primärenergie Definition, sind sie ziemlich sperrig. Vermutlich macht es ein Beispiel deutlicher. Zu den Primärenergieträgern zählen unter anderem Braunkohle, Erdöl und Erdgas, aber auch Sonnenenergie, Windkraft, Wasserkraft, Erdwärme und Gezeitenenergie sind Primärenergie Beispiele. Somit umfasst Primärenergie sowohl fossile Energieträger als auch erneuerbare Energien.

Bei Primärenergie handelt es sich also um die noch nicht umgewandelte Energie. Ganz im Gegenteil zur Sekundärenergie.[2] Sie umfasst alle weiterverarbeiteten Energieträger. Hierbei dreht es sich um Stoffe, die in dieser Form nicht in der Natur vorkommen. So werden aus der Primärenergie Erdöl zahlreiche Sekundärenergieträger wie Benzin, Flüssiggas und Heizöl hergestellt. Ähnlich verhält es sich mit der Primärenergie Wind. Um die Kraft des Windes für den Menschen nutzbar machen zu können, braucht es Windräder. Bis schlussendlich der Strom aus der Steckdose fließt, ist es allerdings ein weiter Weg. Die Energie muss mehrfach umgewandelt und teilweise über weite Strecken transportiert werden. Als Wandler und Speicher können beispielsweise Wasserstoff und die Brennstoffzellen-Technologie fungieren. Sollen die Energiewende und die Erreichung der Klimaschutzziele gelingen, ist Wasserstoff das Mittel der Wahl. Insbesondere der sogenannte Grüne Wasserstoff spielt bei der Speichertechnologie eine große Rolle. Er wird klimaneutral durch Elektrolyse von Wasser hergestellt, wobei für die Elektrolyse ausschließlich Strom aus erneuerbaren Energien zum Einsatz kommt – wie zum Beispiel aus Windkraft.[3]

Weniger Primärenergie ist mehr

Der klimaneutrale Wasserstoff kann dezentral dorthin geliefert werden, wo er gebraucht wird: zu den Verbrauchern. Vor Ort wandelt dann eine Brennstoffzelle den Betriebsstoff erneut in elektrischen Strom um. Sowohl Wasserstoff-Brennstoffzellen als auch Direktmethanol-Brennstoffzellen gehören zum breiten Angebot an umweltfreundlichen Energieerzeugern von SFC Energy. Fernab des konventionellen Stromnetzes leisten sie einen wichtigen Beitrag, um beispielsweise Messstationen, Verkehrsleittechnik oder zivile Überwachungsanlagen umweltfreundlich mit Strom zu versorgen. Brennstoffzellen sind zudem auch das große Versprechen auf nachhaltigere Mobilitätskonzepte und effizientere Strom- und Wärmeversorgung im privaten Haushalt. Als Kraft-Wärme-Kopplungsanlage bzw. als Blockheizkraftwerk erzeugen Brennstoffzellen Strom und Wärme. Das ist nicht nur besonders effizient, sondern spart sogar noch Geld für die BetreiberInnen. Und Sparen ist nicht nur in pekuniärer Hinsicht das Gebot der Stunde. Eine stetig wachsende Anzahl an Endgeräten im Haushalt, immer mehr Fahrzeuge auf den Straßen und die auch damit verbundene enorme Steigerung des weltweiten Güterhandels haben zu einem starken Anstieg des Energieverbrauchs geführt.

Einer Beobachtung der Internationalen Energie Agentur (International Energy Agency, IEA) und der Bundeszentrale für politische Bildung (Bpb) zufolge, nahm die Versorgung mit Primärenergie in einem Zeitraum von 45 Jahren – zwischen 1973 und 2018 – von 6.115 Millionen Tonnen Öläquivalent auf 14.282 Millionen Tonnen Öläquivalent zu. Das entspricht einem Anstieg von knapp 134 Prozent.[4] Dabei ist zu beachten, dass der Anteil der Primärenergien aus fossilen Stoffen an der gesamten Primärenergie-Versorgung relativ gesehen rückläufig ist. Lag beispielsweise im Jahr 1973 der Anteil von Öl noch bei 46,1 Prozent, waren es im Jahr 2018 lediglich noch 31,5 Prozent. Hingegen erhöhten sich die Anteile von Kohle und Gas an der weltweiten Primärenergie-Versorgung um 2,3 Prozentpunkte bzw. 6,8 Prozentpunkte auf 26,8 Prozent bzw. 22,8 Prozent. So erfreulich der relative Rückgang des Öl-Anteils an der Primärenergie-Versorgung ist, so sagt er jedoch nichts über die absolut bereitgestellte Öl-Menge aus. Im Betrachtungszeitraum nahm sie um 59,7 Prozent zu. Bei den Primärenergien Kohle und Gas sind es hinsichtlich der bereitgestellten Menge sogar Anstiege um 156 Prozent und 233 Prozent.[5]

Ambitionierte Ziele beim Primärenergieverbrauch

Es gibt also noch viel zu tun, wenn es darum geht, Primärenergiegewinnung nachhaltiger zu gestalten, die Energie zu transportieren, zu speichern und zu nutzen. Die Bundesregierung hat sich auch in diesem Bereich ambitionierte Ziele gesetzt. Der Primärenergieverbrauch soll bis zum Jahr 2020 um 20 Prozent, bis 2030 um 30 Prozent und bis zum Jahr 2050 um 50 Prozent gegenüber 2008 sinken.[6] Hierzu hat sie das Energiekonzept 2010 und die Energieeffizienzstrategie 2050 formuliert. Im Jahr 2019 betrug der Rückgang des Primärenergieverbrauchs 13 Prozent gegenüber 2008. Dabei erhöhten sich relativ betrachtet vor allem die Anteile der erneuerbaren Energien am Primärenergieverbrauch. Dieser wird in großem Maße von der wirtschaftlichen Konjunktur sowie den Preisen für Rohstoffe und technische Entwicklungen bestimmt.[7] [8] Auch die Witterungsverhältnisse spielen eine große Rolle. Gibt es einen strengen Winter ist der Bedarf an Heizwärme hoch. Gleichzeitig wirkt sich das Wetter natürlich auch auf Wandlungstechnologien aus. Kommt es zu längeren Dunkelphasen, können Solarpaneele Sonnenergie nicht in elektrische Energie umwandeln. Ist es Windstill, stehen auch die Windräder.

Wie effizient einzelne Primärenergien in Verbindung mit der zugehörigen Wandlungstechnologie sind, darüber gibt der sogenannte Wirkungsgrad Auskunft. Hierbei handelt es sich um das Verhältnis aus Nutzenergie zur zugeführten Energiemenge. Erstere umfasst das gesamte Energiepotenzial, das VerbraucherInnen nutzen können. Hierzu ein Beispiel: Ein Pkw-Motor weist einen durchschnittlichen Wirkungsgrad von 20 Prozent auf. Von 100 Prozent des Betriebsstoffs (Diesel oder Benzin) wandelt er also lediglich ein Fünftel in Bewegungsenergie um. Der Rest geht in Form von Abwärme verloren. Fahrzeuge mit Elektromotoren hingegen bringen es auf Wirkungsgrade von 90 Prozent und mehr. Das Elektro-Aggregat generiert aus einem Kilowatt elektrischer Energie eine mechanische Antriebsleistung von 0,9 Kilowatt. Ähnlich sieht es im Haus aus. Heizungen, die auf fossile Primärenergien setzen sind weniger effizient als beispielsweise Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen. Letztgenannte produzieren Strom und sorgen durch die Verkopplung gleichzeitig dafür, dass die entstehende Wärme zum Heizen genutzt werden kann. Auch in diesem Bereich kann die Brennstoffzelle als Schlüsseltechnologie zur erfolgreichen Finalisierung der Energiewende eingesetzt werden. Sie sorgt für einen höheren Wirkungsgrad und umweltfreundliche Energieerzeugung in stationären und netzfernen Bereichen. So leistet sie einen wichtigen Beitrag, um den Verbrauch von fossilen Primärenergien zu reduzieren.

Was ist Primärenergie und welche Beispiele gibt es dafür?

Primärenergie ist der nutzbare Energiegehalt eines natürlichen Energieträgers. Beispiele sind Braunkohle, Erdöl, Erdgas, Sonnenenergie, Windkraft, Wasserkraft, Erdwärme und Gezeitenenergie.

Was ist der Unterschied zwischen Primärenergie und Sekundärenergie?

Primärenergie ist die noch nicht umgewandelte Energiequelle, während Sekundärenergie weiterverarbeitete Energieträger umfasst, die nicht natürlicherweise vorkommen. Zum Beispiel wird aus Primärenergie wie Erdöl, Sekundärenergie wie Benzin, Flüssiggas und Heizöl hergestellt.

Wie wird Primärenergie in Sekundärenergie umgewandelt?

Die Umwandlung von Primärenergie in Sekundärenergie erfolgt durch verschiedene technologische Prozesse. Beispielsweise wird Erdöl raffiniert, um Treibstoffe wie Benzin herzustellen, und Windenergie wird durch Windräder in elektrischen Strom umgewandelt.

Welche Rolle spielt Wasserstoff bei der Speicherung von Primärenergie?

Wasserstoff kann als Wandler und Speicher für Primärenergie dienen. Durch Elektrolyse von Wasser mit Strom aus erneuerbaren Energien wie Windkraft kann klimaneutraler Wasserstoff hergestellt und als Energiespeicher genutzt werden.

Quellen

[1] https://www.umweltbundesamt.de/daten/energie/primaerenergieverbrauch#definition-und-einflussfaktoren

[2] Ebenda.

[3] https://www.bmbf.de/de/wissenswertes-zu-gruenem-wasserstoff-11763.html

[4] https://www.bpb.de/nachschlagen/zahlen-und-fakten/globalisierung/52741/primaerenergie-versorgung

[5] Ebenda.

6 https://www.umweltbundesamt.de/daten/energie/primaerenergieverbrauch#entwicklung-und-ziele

7 Ebenda.

8 https://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Dossier/erneuerbare-energien.html