Sekundärenergie hat viele Facetten
Wenn es Primärenergie gibt, muss es auch Sekundärenergie geben. Darauf lässt allein schon das Präfix schließen. Um Sekundärenergie soll es sich im folgenden Text drehen. Was ist Sekundärenergie? Am besten startet man direkt mit einer Sekundärenergie-Definition. Sekundärenergie umfasst die Arten von Energie, die nicht direkt aus der Natur stammen. So gesehen, handelt es sich also um umgewandelte Primärenergie. Zur Primärenergie gehören Braunkohle, Erdöl und Erdgas, aber auch Sonnenenergie, Windkraft, Wasserkraft, Erdwärme und Gezeitenenergie.[1] Sekundärenergie Beispiele umfassen den aus der Primärenergie gewonnenen Strom. Ohne technische Hilfsmittel ist nämlich die Energie aus Sonnenlicht oder Wind nicht nutzbar, um zu heizen oder andere elektrische Geräte wie den Fernseher oder den Backofen zu betreiben. Daher muss die Primärenergie der Sonne in Sekundärenergie umgewandelt werden. Solarthermie- oder Photovoltaikanlagen übernehmen diesen Part und stellen am Ende der Verwertungskette Strom oder Wärme für die Verbraucher:innen bereit. Im Fall von Windenergie kommen Windräder zum Einsatz und um sich die Kraft des Wassers zunutze zu machen, braucht es beispielsweise Gezeitenkraftwerke.
Nun, da die Definition der Sekundärenergie geklärt ist, geht es nun darum, wie Primärenergie in Sekundärenergie umgewandelt wird und welche Herausforderungen sich ergeben. Klar ist, dass sich abhängig vom Primärenergieträger und dem Umwandlungsprozess zahlreiche verschiedene Arten an Sekundärenergie und Sekundärenergieträgern ergeben. Aus Solar-, Wind- und Wasserkraft wird Strom erzeugt. Aus Steinkohle wird Koks gewonnen. Erdöl dient als Basis für Heizöl, Benzin und Flüssiggas. Doch damit ist noch lange nicht Schluss. Sekundärenergieträger sind zahlreich. Kohlebriketts für den Ofen oder den Grill, Fernwärme, Kokereigas, aber auch Holzkohle, Kraftstoffe und verschiedene Gase sind Beispiele für Sekundärenergieträger. In Kraftwerken und Raffinerien wir aus Primärenergie Sekundärenergie. Während des Umwandlungsprozesses treten allerdings Verluste auf. Ein Teil der Energie geht verloren. Häufig in Form von Abwärme. Dies geschieht auch während des Transports über Wärme- und Stromnetze zu den Verbraucher:innen. Zugleich verbrauchen die Umwandlungsanlagen wie beispielsweise Raffinerien selbst Sekundärenergie. Daher kommen bei den Verbraucher:innen lediglich rund zwei Drittel der Energie an.[2]
Saubere Sekundärenergie
Effizienter funktioniert es mit anderen Energieträgern wie Wasserstoff und Methanol. Der Vorteil beider Sekundärenergieträger ist zudem die Speicherbarkeit und Transportfähigkeit. Nach der Produktion können Wasserstoff und Methanol dort eingesetzt werden, wo sie gebraucht werden. Um beides als Sekundärenergie wieder nutzen zu können, braucht es einen Wandler. In diesem Fall ist es die Brennstoffzellen-Technologie. Wie es der Name des Betriebsstoffs bereits vorwegnimmt, kommt also entweder die Wasserstoff-Brennstoffzelle oder die Direktmethanol-Brennstoffzelle zum Einsatz. SFC Energy bietet seinen Kund:innen beide Brennstoffzellen-Varianten an und verfügt als Pionier über mehr als 20 Jahre Erfahrung bei Herstellung und Einsatz der Aggregate. Dabei versorgen die EFOY Direktmethanol-Brennstoffzelle und die EFOY Jupiter Wasserstoff-Brennstoffzelle zahlreiche Anwendungen mit Energie – genauer gesagt sauberer Sekundärenergie. Das ist insofern schon eine gute Sache, da Brennstoffzellen dabei helfen, die ambitionierten Klimaschutzziele der EU und der Bundesregierung zu erreichen und den Primärenergieverbrauch zu senken. Brennstoffzellen von SFC Energy sind also eine Sekundärenergie Anwendung.
Warum ist es so wichtig, den Primärenergieverbrauch zu senken? Und was hat es damit auf sich? Zunächst einmal bezeichnet der Primärenergieverbrauch den Energiegehalt aller eingesetzten Primärenergieträger.[3] Wichtig: Hierbei gehen neben der für Verbraucher:innen essentiellen Nutz- oder Endenergie auch die Verluste für die Herstellung und den Transport der verbrauchten Rohstoffe in die Bilanz ein.[4] Ein Beispiel verdeutlicht die Berechnung. Benötigen Hausbesitzer pro Jahr etwa 20.000 Kilowattstunden, um ihr trautes Heim mit einer Gasheizung zu beheizen, ist der Verbrauch an Primärenergie tatsächlich höher als die verbrauchten 20.000 Kilowattstunden an Nutzenergie. Der Primärenergieverbrauch dürfte in Summe etwa 22.000 Kilowattstunden betragen. Dabei entfallen 20.000 Kilowattstunden auf den Endenergieverbrauch zum Heizen des Hauses und der Verluste bei der Erzeugung der Wärme. 2.000 Kilowattstunden machen die Verluste bei der Gewinnung, Aufbereitung und der Distribution des Erdgases aus. Um den Primärenergieverbrauch zu berechnen, ist das Wirkungsgradprinzip notwendig.[5]
Wasser, Wind, Sonne: 100 % klimaneutral – 100 % Wirkungsgrad
Hierzu wird bei Energieträgern wie Kohle, Gas, Holz oder Öl die eingesetzte Rohstoffmenge mit dem jeweiligen Heizwert multipliziert. Bei einer angenommenen Verbrennung von zehn Litern Heizöl entsteht ein Primärenergieverbrauch von 98 Kilowattstunden (Heizwert = 9,8 Kilowattstunden pro Liter). Bei Strom aus Wasser-, Wind- oder Solarkraftanlagen geht nur die erzeugte elektrische Energiemenge in den Primärenergieverbrauch ein. Somit nehmen Experten einen Wirkungsgrad von 100 Prozent für erneuerbare Energien an.[6] Soll also der Primärenergieverbrauch sinken, ist ein weiterer Zubau an Wasser-, Wind- und Solarkraftanlagen wichtig und unumgänglich. Nur auf diese Weise wird es möglich sein, die Klimaschutzziele zu erreichen. In Deutschland ist der Primärenergieverbrauch rückläufig. Laut der AG Energiebilanzen lag er im Jahr 2020 bei 11.691 Petajoule – 16,8 Prozent entfielen dabei auf erneuerbare Energien. Im Jahr zuvor lag der Primärenergieverbrauch bei 12.779 Petajoule, wovon etwa 15 Prozent auf erneuerbare Energien entfielen.[7] Die Richtung stimmt, aber es gibt noch viel zu tun. Dabei immer im Blick: das unzertrennbare Paar Sekundärenergie und Primärenergie.
