Sekundärenergie: Was ist das eigentlich?

Überall um uns herum ist Energie zu finden. So zum Beispiel im Wasser, im Wind oder sogar tief unter der Erde. Das Problem dabei: Die sogenannte Primärenergie lässt sich nur selten direkt technisch nutzen. In der Regel ist sie weder speicherbar noch transportabel. Möchten Verbraucher ihr Haus mit der Energie versorgen, muss diese zunächst in Sekundärenergie umgewandelt werden. Aber was ist Sekundärenergie und welche Sekundärenergieträger gibt es eigentlich?

Sekundärenergie: Was ist das eigentlich? 

Der Begriff Sekundärenergie beschreibt Energie, die nicht direkt aus der Natur stammt. Sie basiert auf natürlicher Primärenergie, die zur Nutzbarmachung umgewandelt oder wesentlich verändert wurde. Ein Beispiel verdeutlicht dies. Das Licht der Sonne enthält viel Energie. Ohne technische Hilfsmittel lässt sich diese jedoch nicht nutzen, um Häuser zu beheizen oder elektrische Geräte zu betreiben. Die sogenannte Primärenergie der Sonne muss also in Sekundärenergie umgewandelt werden. Möglich ist das mit Solarthermie- oder Photovoltaikanlagen, die je nach System Wärme oder Strom bereitstellen.

Umwandlung in Sekundärenergie ist mit Verlusten verbunden

Die Umwandlung von Primär- in Sekundärenergie ist meist mit großen Verlusten verbunden. Das heißt: Nicht die ganze Energie der eingesetzten Primärenergieträger lässt sich tatsächlich nutzen. So arbeiten die Module der Photovoltaik zum Beispiel mit einem Wirkungsgrad von 15 bis 22 Prozent. Sie können demnach 78 bis 85 Prozent der auftreffenden Solarstrahlung nicht in Sekundärenergie umwandeln. Kollektoren einer thermischen Solaranlage arbeiten da bereits effizienter. Sie wandeln 60 bis 90 Prozent der auftreffenden Strahlung in nutzbare thermische Energie um und kommen mit deutlich geringeren Verlusten aus.

Sekundärenergie und Sekundärenergieträger
Photovoltaikmodule wandeln Primärenergie der Sonne in nutzbare Sekundärenergie um. // © anatoliy_gleb – stock.adobe.com

Welche Primär- und Sekundärenergieträger gibt es? 

Primärenergieträger liegen in ihrer ursprünglichen Form vor. Beispiele dafür sind Steinkohle, Braunkohle, Erdöl, Erdgas, Wasser, Sonne oder Wind. Werden diese in technischen Anlagen und Prozessen in Sekundärenergieträger umgewandelt, entsteht meist elektrischer Strom. Weitere Beispiele für Sekundärenergieträger sind Kohlebriketts, Heizöl oder Kokereigas. Aber auch synthetisches Erdgas, das sich mithilfe der Elektrolyse aus erneuerbarem Strom und Wasser herstellen lässt, gehört wie Wasserstoff, Bioöl oder Diesel dieser Kategorie von Energieträgern an. Die folgende Tabelle zeigt Verfahren und Systeme, mit denen sich Primär- in Sekundärenergie umwandeln lässt.

System/ Prozess Primärenergie/-träger Sekundärenergie/-träger
Photovoltaik Solarenergie elektrische Energie
Solarthermie Solarenergie thermische Energie
Wasserkraftwerk Wasserenergie elektrische Energie
Biogasanlage Biomasse elektrische Energie
Kohlekraftwerk Steinkohle elektrische Energie
Power-to-Gas-Anlage Solar-, Wind- oder Wasserenergie Wasserstoff / elektrische Energie
Erdölraffinerie Rohöl Heizöl / Diesel / Flüssiggas

Umwandlung von der Primär- zur Nutzenergie

In der Technik gibt es heute verschiedenen Bezeichnungen für die Stadien der Energie. Wie bereits beschrieben, ist Primärenergie in natürlichen Primärenergieträgern wie Holz, Kohle, Erdöl, Erdgas, Erz, Sonne, Wind oder Wasser gespeichert. Sekundärenergie ist hingegen in Energieträgern gespeichert, die bei der Umwandlung der erstgenannten entstehen. Dazu zählen unter anderem Briketts, Benzin, Heizöl, Gas oder Strom. Darüber hinaus beschreibt Nutzenergie die Energie, die wir letztlich verbrauchen. So zum Beispiel zum Heizen, zum Kochen oder zum Autofahren. Sie ist meist in Sekundärenergieträgern gespeichert, stammt in seltenen Fällen aber auch direkt aus Primärenergieträgern.

Verluste entstehen auf jeder Umwandlungsstufe

Wichtig zu wissen ist, dass jede Umwandlungsstufe für sich mit Verlusten verbunden ist. Geht es um die Gewinnung von Sekundärenergie, treten diese meist in technischen Systemen oder Prozessen auf. Vor der Nutzung kommen dann häufig Transport- und Speicherverluste hinzu. Das heißt: Für jede Kilowattstunde, die wir verbrauchen, ist in der Regel ein Vielfaches an Primärenergie erforderlich. Ein Grund, aus dem die Größe auch in der Energieeinsparverordnung (EnEV) eine wichtige Rolle spielt.

Strom ist Energie auf dem höchsten Niveau

Besonders groß sind die Umwandlungsverluste bei elektrischer Energie. So gewinnen zum Beispiel Photovoltaikmodule aus 100 Kilowattstunden Solarenergie nur 15 bis 22 Kilowattstunden Strom. Ein ähnliches Bild zeigt sich bei fossilen Kraftwerken. Diese gewinnen aus 100 Kilowattstunden chemischer Energie in der Kohle, maximal 30 bis 40 Kilowattstunden Strom.

Heizung.de Autor Alexander Rosenkranz
Fazit von Alexander Rosenkranz
Bei der Sekundärenergie handelt es sich um Energie, die technische Systeme aus der natürlich vorhandenen Primärenergie gewonnen haben. In unseren Häusern nutzen wir die Sekundärenergieträger dann, um Nutzenergie zur Verfügung zu haben. Da mit jeder Umwandlungsstufe oft große Verluste entstehen, benötigen wir für jede Kilowattstunde ein Vielfaches an Primärenergie.
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