Um Wärme oder Strom zu produzieren, nutzen wir natürliche Ressourcen und Energiequellen der Erde, wie zum Beispiel fossile Brennstoffe, Wind-, Wasser-, Erd- oder Sonnenkraft. Diese Ressourcen werden auch als Primärenergieträger bezeichnet. In ihnen steckt ein Potenzial zur Energiegewinnung, die sogenannte Primärenergie.
Um die Primärenergie für Wärmezwecke oder zur Verstromung nutzen zu können, muss sie in „Endenergie“ oder „Nutzenergie“ umgewandelt werden. Bei diesem Umwandlungsprozess entstehen Verluste, sodass die eingesetzte Primärenergie nie vollständig in End- oder Nutzenergie umgewandelt werden kann. Wie groß die Energieverluste beim Umwandlungsprozess sind, hängt zum einen von der eingesetzten Ressource, aber auch zum anderen von der Art und Weise der Energieumwandlung ab. In diesem Beitrag geben wir einen Überblick über die Effizienz und Nachhaltigkeit der Energiegewinnung aus Primärenergie.
Primärenergie nutzen:
Ein Ziel, vielfältige Prozessketten
Um primäre Energieressourcen nutzen zu können, werden sie von der Industrie zu Sekundärenergieträgern verarbeitet. Bei Primärstoffen wie Stein- oder Braunkohle sind das zum Beispiel Briketts, Koks und Gas. Aus Kohle, Erdöl und –gas kann elektrische oder thermische Energie gewonnen werden. Elektrische Energie ist neben der Wärmeenergie die am häufigsten produzierte Form der Sekundärenergie und wird in Kraftwerken aus verschiedenen Primärenergieträgern gewonnen. Der Vorteil von elektrischer Energie ist, dass sie über große Entfernungen verlustarm transportiert und verteilt werden kann. Unter dem Einsatz von Maschinen ist eine Umwandlung in verschiedene Formen von Nutzenergie möglich. Nachteil ist, dass sie im Vergleich zur Wärmeenergie bisher nur in geringeren Mengen gespeichert werden kann.
Wenn Primärenergie in Sekundärenergie umgewandelt wird, entstehen Energieverluste. Durch weite Transportwege zum Endverbraucher, zum Beispiel durch Leitungssysteme, entstehen weitere Energieverluste. Die Energie, die nach Abzug aller Verluste beim Endverbraucher ankommt, wird als Nutzenergie bezeichnet.
Das steckt drin:
Primärenergiefaktor und Wirkungsgrad geben Aufschluss über die Effizienz und Nachhaltigkeit unserer Energieressourcen
Effiziente und nachhaltige Energiegewinnung und -nutzung ist in Zeiten der Energiewende besonders wichtig. Der Primärenergiefaktor zeigt das Verhältnis von eingesetzter Primärenergie zu abgegebener Nutzenergie an. Er ist ein Indikator für die eingesetzte Energiemenge von der Energiequelle bis zu den Endverbrauchern. Die Primärenergiefaktoren sind je nach Ressource im Gebäudeenergiegesetz (GEG) festgelegt. Erneuerbare Energien haben dabei häufig einen Faktor Null. Fossile Brennstoffe meistens einen Faktor um 1,1 oder höher.
Der Wirkungsgrad beschreibt die Effizienz der Energiegewinnung, zum Beispiel bei einer technischen Einrichtung oder einer Anlage, als Verhältniszahl oder Prozentzahl. In der Regel wird das Verhältnis von erzeugter Endenergie zur Menge der zugeführten Energie berechnet. Je niedriger der Wirkungsgrad, desto geringer die Energieeffizienz. Wie genau der Primärenergiefaktor berechnet wird, erfahren Sie hier.
Primärenergie:
Was verbrauchen wir jährlich?
Der Gesamtprimärenergieverbrauch in Deutschland wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) dokumentiert. Im Jahr 2022 wurden in Deutschland rund 3.600 Terawattstunden (TWh) Primärenergie verbraucht. Mineralöl hatte dabei den höchsten Anteil von rund 35 Prozent. Kohle machte einen Anteil von 20 Prozent aus. Gase einen Anteil von 24 Prozent.
Der Anteil an erneuerbaren Energien lag bei rund 17 Prozent. Nach dem Klimaschutzplan möchte die Bundesregierung den Primärenergiebedarf von Gebäuden bis 2050 um 80 Prozent gegenüber 2008 senken. Der Primärenergiebedarf lag 2008 bei rund 3.994 TWh. Bei einer Senkung um 80 Prozent wäre Deutschland im Jahr 2050 bei rund 798 TWh.
Grafik an Anlehnung an: Umweltbundesamt
Für wen ist der Primärenergiebedarf wichtig?
Der Primärenergiebedarf ist vor allem bei Neubauten relevant und wird vom GEG festgelegt. Demnach wurde im Zuge der Novellierung des Gebäudeenergiegesetzes ein maximaler, spezifischer Jahres-Primärenergiebedarf für Neubauten festgelegt, welcher für das Heizen und die Warmwasserversorgung erforderlich ist.
Für Endverbraucher, die sich beispielsweise in der Bauphase befinden oder ihre Immobilie sanieren möchten, ist der Primärenergiebedarf noch aus einem weiteren Grund relevant: Denn verschiedene Förderungsoptionen sind unter anderem daran gekoppelt, ob die Immobilie unter einem festgelegten Jahres-Primärenergiebedarf bleibt.
Der Primärenergiebedarf ist auch für die Ausstellung von Energieausweisen relevant, die beim Verkauf oder bei Vermietung einer Immobilie vorgelegt werden müssen. Der Energieausweis gibt unter anderem Auskunft darüber, wie viel Primärenergie für die benötigte Nutzenergie eingesetzt werden muss. Mieter oder Kaufinteressenten haben das Recht, über den Primärenergiebedarf der Immobilie informiert zu werden und einen Energieausweis vom Immobilieninhaber vorgelegt zu bekommen. Letztendlich gibt der Verbrauch der Primärenergie Mieterinnen und Mietern eine Einschätzung über die benötigte Gesamtenergie des Gebäudes. Falls kein Energieausweis vorhanden ist, kann die Auskunft über die Primärenergie beim zugehörigen Energieversorgungsunternehmen angefragt werden.
Primärenergiefaktor:
Stadtwerke Flensburg
Im Jahr 2017 wurde bei den Stadtwerken Flensburg auf Basis von Plandaten ein Primärenergiefaktor von 0,5 bescheinigt. Dieser Wert hat sich im Jahr 2023 auf 0,3 verbessert. Die Verbesserung des Faktors erschließt sich aus dem Betrieb der neuen Gas- und Dampfturbinenanlage Kessel 13. Die Anlage ersetzt die bisher betriebenen Kohlekessel K9 und K10, weist zusätzlich eine thermische Leistung von 98 Megawatt und eine elektrische Leistung von 99 Megawatt auf und verfügt über einen Wirkungsgrad (verwendetes Gas im Verhältnis zu erzeugter Endenergie) von 93 Prozent. Der Wirkungsgrad liegt damit 10 Prozent über den alten Kohlekesseln. Wie genau der Primärenergiefaktor für die Stadtwerke Flensburg berechnet wurde, erfahren Sie hier.
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