Primärenergie

Primärenergie einfach erklärt und der Primärenergieverbrauch in Deutschland

Inhalt des Wiki-Artikels

• Primärenergie einfach erklärt
• Sekundärenergie aus Primärenergie
• Primärenergieverbrauch in Deutschland
• Die meistgenutzten Primärenergieträger
• Gebäudeplanung mit dem Primärenergiefaktor

Primärenergie einfach erklärt

Der Begriff Primärenergie bezeichnet den nutzbaren Energiegehalt von natürlich vorkommenden Energieträgern. Sowohl fossile Energieträger wie Erdöl, Kohle und Erdgas als auch erneuerbare Energiequellen liefern Primärenergie. Wird diese in Strom oder Wärme umgewandelt beziehungsweise für den Verkehrssektor nutzbar gemacht, geht ein Teil der Energie dabei verloren. Die Menge an Energie, die erhalten bleibt, wird Endenergie oder Sekundärenergie genannt.¹ Während Primärenergie bei fossilen Energieträgern in stofflicher Form vorliegt, wird sie bei regenerativen Energien über Prozesse erzeugt. Durch Windkraft- und Solaranlagen, Wellen- und Gezeitenkraftwerken werden praktisch unbegrenzte Energiequellen nutzbar gemacht.²

Sekundärenergie aus Primärenergie

Aus Primärenergie wird durch Umwandlungsprozesse unter anderem in Raffinerien und Kraftwerken Sekundärenergie gewonnen. Abhängig vom Primärenergieträger und dem angewandten Prozess werden so beispielsweise Kohlebriketts, Steinkohlenkoks, Kraftstoffe, Strom, Kokereigas oder Fernwärme als Sekundärenergieträger erzeugt. Teils muss die Sekundärenergie anschließend noch über weite Strecken bis zum Anwender transportiert werden. Die Energie, die der Verbraucher letztendlich verwendet, wird Nutzenergie genannt. Zum Beispiel wird der Primärenergieträger Rohöl in den Sekundärenergieträger Heizöl umgewandelt, der schließlich zur Nutzenergie Wärme wird.³ Weitere Arten von Nutzenergie sind Licht, Schallwellen, Kälte zur Raumkühlung, mechanische Arbeit und Energiedienstleistungen. Sekundärenergieträger können aber auch weiter in andere Sekundärenergieträger umgewandelt werden, dies ist zum Beispiel dann der Fall, wenn Strom aus Mineralölprodukten erzeugt wird. Von Endenergie wird gesprochen, wenn die Energieträger zur unmittelbaren Erzeugung von Nutzenergie oder für Energiedienstleistungen zum Einsatz kommen. Über die Endenergie wird zum Beispiel der Stromverbrauch in Gebäuden ermittelt, die genutzte Menge wird am sogenannten Zähler abgelesen.⁴

Primärenergieverbrauch in Deutschland

Der Primärenergieverbrauch (PEV) wird anhand des Energiegehalts aller in einem Land eingesetzten Energieträger bestimmt. Seit Anfang der Neunzigerjahre ist der Verbrauch von Primärenergie in Deutschland leicht gesunken, unter anderem aufgrund von Effizienzsteigerungen durch Kraft-Wärme-Kopplung und andere Maßnahmen. Der Anteil an regenerativen Energien am gesamten PEV hat sich vergrößert und wird weiter ausgebaut, um den Verbrauch zu verringern und CO₂-Emissionen zu vermeiden. Im Rahmen einer Energieeffizienzstrategie hat sich die Bundesregierung zum Ziel gesetzt, den Primärenergieverbrauch in Deutschland bis 2050 um die Hälfte gegenüber dem Jahr 2008 zu senken. Um elf Prozent ist er bis 2019 nach vorläufigen Berechnungen zurückgegangen.⁵ Es gibt diverse Möglichkeiten, den Primärenergieverbrauch zu senken:⁶

• Einsparen von Energie durch geringeren Verbrauch
• Steigerung der Energieeffizienz
• Fossile Energieträger durch erneuerbare Energien ersetzen
• Strom- und Wärmeerzeugungsanlagen mit höherem Wirkungsgrad

Die meistgenutzten Primärenergieträger

Den Großteil am gesamten Primärenergieverbrauch Deutschlands machen noch immer fossile Träger aus. Im Jahr 2017 lag der Anteil von Mineralöl bei 34,5 Prozent, der von Erdgas bei 23,8 Prozent und der von Stein- sowie Braunkohle bei 22 Prozent. Insgesamt machten fossile Energien also über 80 Prozent des PEV aus, die erneuerbaren Energien kamen dagegen lediglich auf 13,1 Prozent. Der Anteil an Kernenergie hatte sich auf 6,1 Prozent verringert.⁷

Mineralöl ist bereits seit Jahrzehnten der meistgenutzte Primärenergieträger, in den Siebzigerjahren lag sein Anteil am PEV sogar über 50 Prozent. Er verringerte sich in den Achtzigerjahren aufgrund des vermehrten Einsatzes von Erdgas statt Öl zur Wärmeerzeugung. Der Verkehrsbereich wird dagegen immer noch hauptsächlich über den fossilen Rohstoff mit Energie versorgt, im Jahr 2015 waren 94 Prozent des Endenergieverbrauchs in diesem Sektor dem Mineralöl zuzurechnen. Die wichtigsten Sekundärenergieträger aus Mineralöl sind Diesel- und Ottokraftstoff, Rohbenzin für die Petrolchemie, leichtes Heizöl und Flugturbinenkraftstoff. Circa 91 Millionen Tonnen Rohöl hat Deutschland 2017 importiert, um seinen Primärenergiebedarf zu decken. Im Vergleich zum Jahr 2007 wurden 16 Millionen Tonnen weniger Öl aus dem Ausland bezogen. Den größten Beitrag zu den Ölimporten liefert Russland, darüber hinaus wird der Primärenergieträger aus Norwegen und EU-Staaten eingeführt. Viele Sektoren sind bislang auf Erdöl angewiesen, darunter der Schiffs-, Flug- und Straßenverkehr, die Gebäudeheizung und die Güterproduktion. Diese Abhängigkeit wird durch eine erhöhte Energieeffizienz, Energieeinsparmaßnahmen und den Einsatz anderer, vor allem auch erneuerbarer Primärenergieträger abgemildert.⁸

Gebäudeplanung mit dem Primärenergiefaktor

Der Primärenergiefaktor (PEF) gibt an, wie viel Primärenergie eingesetzt werden muss, um eine bestimmte Menge an Endenergie zu erhalten. Er wird unter anderem angewendet, um den Primärenergieeinsatz zu beurteilen und Klimaschutzeffekte darzustellen. Primärenergiefaktoren sind Inhalt der Energieeinsparverordnung (EnEV) und anderer Rechtsnormen. Bei der Gebäudeplanung spielt der PEF als Effizienzmaßstab eine wesentliche Rolle, unter anderem wird er als Kriterium bei der Auswahl von Heiztechnologien und Energieträgern zugrunde gelegt.

Mit der EnEV 2002 wurde der sogenannte dimensionslose Primärenergiefaktor eingeführt, der genutzt wird, um den jährlichen Primärenergiebedarf von Gebäuden zu ermitteln. Dies ist für eine energetische Bewertung notwendig, es reicht nicht aus, nur den Endenergiebedarf zu bestimmen. Die Primärenergie umfasst neben dem Endenergiebedarf auch die vorgelagerten Prozessketten von der Gewinnung von Energieträgern über deren Umwandlung, Lagerung und Transport bis hin zur Verteilung. In der Gebäudeplanung wird der Primärenergiebedarf mit Hilfe einer Formel berechnet:

Q_P = Q_E ∙ f_P

Dabei steht Q_P für Primärenergie, Q_E für die Endenergie eines Energieträgers an der Gebäudegrenze und f_P für den Primärenergiefaktor des nicht erneuerbaren Anteils des Energieträgers.⁹