Primärenergie und Sekundärenergie
In unserer Umwelt kommt Energie in vielen verschiedenen Formen vor: als nukleare, chemische, kinetische, potentielle, thermische oder elektrische Energie. Jedoch sind nicht alle Energieformen direkt nutzbar. So muss zum Beispiel die chemische Energie, die in Biomasse oder fossilen Energieträgern gespeichert ist, erst durch Verbrennen in thermische Energie und dann ggf. mit einer Turbine in elektrische Energie umgewandelt werden, um sie effizient nutzen zu können.
Natürlich vorkommende Energie und ihre jeweiligen Energieträger, zum Beispiel Wind- und Wasserkraft, Biomasse, Kohle, Erdöl oder auch das Sonnenlicht, werden als Primärenergie bezeichnet. Sekundärenergie wird hingegen vom Menschen mittels verschiedener Umwandlungs- oder Veredelungsprozesse „hergestellt“. Beispiele für Sekundärenergieträger sind unter anderem Holzpellets, die aus Holz (Biomasse) hergestellt werden, Briketts aus Kohle sowie Heizöl, Benzin und Diesel aus Erdöl. Auch Strom und Fernwärme zählen zu den Sekundärenergieträgern.
Für die Bezeichnung „Sekundärenergie“ ist es nicht von Bedeutung, wie viele Umwandlungsschritte ein Energieträger durchlaufen hat. So wird zum Beispiel Strom immer als ein Sekundärenergieträger bezeichnet, egal, ob er nur in einem Umwandlungsschritt (z. B. aus Windenergie) oder in mehreren Umwandlungsschritten (z. B. in einem Kohlekraftwerk durch Umwandlung von chemischer Energie über die Zwischenstufen der thermischen und kinetischen Energie) produziert wurde.
Sekundärenergie ist immer verlustbehaftet
Die Herstellung von Sekundärenergie ist immer mit gewissen Umwandlungsverlusten verbunden. Dies ist unvermeidlich, da bei jeder Form der Energieumwandlung immer auch Abwärme entsteht, weil sich zum Beispiel Maschinenteile durch Reibung erwärmen. Außerdem fallen beim Transport der Sekundärenergie zum Verbraucher auch immer Transportverluste an, da sich zum Beispiel Stromleitungen durch den Stromfluss erwärmen oder Fernwärmeleitungen einen Teil der transportierten Wärme an ihre Umgebung abgeben. Die Endenergie, die schließlich dem Verbraucher zur Verfügung steht, ist also meist noch etwas geringer als die Sekundärenergie.
Umso wichtiger ist es, sowohl die Herstellung als auch den Transport von Sekundärenergie verlustarm und somit nachhaltig zu gestalten. Einen wichtigen Beitrag dazu leistet die konsequente Nutzung der Abwärme. So erreichen zum Beispiel Blockheizkraftwerke einen Wirkungsgrad von über 90 Prozent, indem sie die nach der Stromproduktion übrige Abwärme in ein Fernwärmenetz einspeisen, das Wärmeenergie zu den Verbrauchern transportiert. Im Gegensatz dazu weisen normale Wärmekraftwerke, die keine Fernwärme produzieren, lediglich Wirkungsgrade von ca. 45 Prozent auf.
Eine weitere Möglichkeit zur Effizienzsteigerung ist es, ungenutzt gebliebene Sekundärenergie nutzbar zu machen. Ein besonders energiereicher Sekundärenergieträger ist das Abwasser, welches Wärmeenergie aus Haushalten, Gewerbe und Industrie enthält. Mit einer Temperatur von ca. zehn bis zwanzig Grad Celsius eignet sich Abwasser ideal als Wärmequelle für Wärmepumpen. Dafür wird ihm einfach etwas Wärmeenergie mit einem Wärmetauscher entzogen und diese mithilfe einer Wärmepumpe in ein Fernwärmenetz oder direkt in eine Heizungssystem eingespeist.
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