Primärenergie
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Begriffsklärung Primärenergie, Sekundärenergie und Endenergie
Beschäftigt man sich mit dem komplexen Begriff Primärenergie, hilft es zur Abgrenzung und klaren Definition, die verwandten Fachausdrücke Sekundär- und Endenergie in die Betrachtung miteinzubeziehen.
Die Begriffe Primärenergie, Sekundärenergie und Endenergie beschreiben verschiedene Stufen im Energiefluss von der Quelle bis zur Nutzung:
- Primärenergie:
Dies ist die in der Natur vorkommende Energieform, die noch keiner Umwandlung unterzogen wurde. Beispiele sind Rohöl, Kohle, Erdgas, Sonnenstrahlung und Wind. Primärenergie ist die Ausgangsform, die direkt aus natürlichen Quellen gewonnen wird. - Sekundärenergie:
Diese entsteht durch die Umwandlung von Primärenergie in eine andere Energieform, die leichter zu transportieren oder zu nutzen ist. Beispiele für Sekundärenergie sind Strom, Benzin und Fernwärme. Die Umwandlung erfolgt in Kraftwerken, Raffinerien oder durch andere industrielle Prozesse. - Endenergie:
Dies ist die Energie, die am Ende des Energieflusses beim Verbraucher ankommt und nach allen Umwandlungen und Transporten direkt für den Endverbrauch bereitsteht. Beispiele sind der Strom aus der Steckdose, das Benzin an der Tankstelle oder die Fernwärme, die in einem Gebäude ankommt.
Zusammengefasst, beschreibt Primärenergie die ursprüngliche Form der Energiequelle, Sekundärenergie die umgewandelte und transportfähige Energieform, und Endenergie die finale Form der Energie, die dem Verbraucher zur Verfügung steht.
Primärenergiebedarf und Energieträger
Der Primärenergiebedarf (PEV) beschreibt die Gesamtmenge an Energie, die erforderlich ist, um den Energieverbrauch eines Haushalts, einer Region oder eines Landes zu decken. Dies schließt die direkt genutzte Energie – also auch den Stromverbrauch in Ihrem Heim – sowie die Energie ein, die für die Erzeugung, den Transport und die Bereitstellung dieser Energie benötigt wird.
Der PEV bezeichnet den Energiegehalt aller eingesetzten Energieträger. Dazu zählen Primärenergieträger wie Braunkohle, Steinkohle, Mineralöl und Erdgas, die entweder direkt genutzt oder in Sekundärenergieträger wie Kohlebriketts, Kraftstoffe, Strom oder Fernwärme umgewandelt werden.
Der Primärenergieverbrauch wird maßgeblich von der konjunkturellen Entwicklung, den Rohstoffpreisen und technischen Innovationen beeinflusst. Ebenso sind Witterungsverhältnisse und der damit verbundene Bedarf an Raumwärme im Jahresverlauf wichtige Faktoren. Seit Ende der 2000er Jahre ist der PEV in Deutschland stark rückläufig. Er ist in den Jahren 2008 bis 2023 um 25 % zurückgegangen.
Der Primärenergieverbrauch gibt an, wie viel Primärenergie zur Erzeugung der genutzten Endenergie erforderlich ist. Bei Strom aus Photovoltaik ist dieser Verbrauch im Vergleich zu fossilen Energieträgern gering, da keine Brennstoffe verbrannt werden und die Sonne eine unerschöpfliche Energiequelle darstellt. In Bezug auf Energieeffizienz und Klimaschutz wird Photovoltaik mit einem Primärenergiefaktor von 0,0 bewertet. Dies bedeutet, dass sie als erneuerbare Energiequelle betrachtet wird, die keine zusätzlichen Treibhausgasemissionen verursacht.
- Wissenswert!
Der kumulierte Energieaufwand beschreibt, wie viel Primärenergie für die Herstellung, Nutzung und Entsorgung einer Photovoltaikanlage benötigt wird. Dieser Wert hängt von Faktoren wie der verwendeten Technologie, der Betriebsdauer und der Sonneneinstrahlung am Standort ab.
Sekundärenergie
Sekundärenergie in der Photovoltaik bezieht sich auf die elektrische Energie, die durch die Umwandlung von Sonnenlicht, der Primärenergie, erzeugt wird. Eine Photovoltaikanlage wandelt diese Primärenergie durch den photovoltaischen Effekt in Sekundärenergie um. Die Solarzellen der Anlage absorbieren das Sonnenlicht und erzeugen elektrischen Strom, der als Sekundärenergie genutzt werden kann.
Diese Sekundärenergie kann direkt zum Betreiben elektrischer Geräte genutzt oder ins Stromnetz eingespeist werden. Alternativ kann sie in Batterien gespeichert und bei Bedarf, zum Beispiel nachts, verwendet werden.
Es ist wichtig zu beachten, dass bei der Umwandlung von Primärenergie in Sekundärenergie immer Verluste auftreten. Daher ist die erzeugte Sekundärenergie stets geringer als die auf die Anlage treffende Primärenergie in Form von Sonnenlicht.
Endenergie
Endenergie bezeichnet die Energie, die nach Erzeugung und Verteilung dem Endverbraucher zur Verfügung steht. In der Photovoltaik entspricht dies der elektrischen Energie, die von einer Photovoltaikanlage erzeugt und direkt vom Endverbraucher genutzt wird.
Ein wichtiger Aspekt der Endenergie in der Photovoltaik ist ihre Bilanzierung, die notwendig ist, um den tatsächlichen Energieverbrauch eines Gebäudes zu bestimmen und zukünftige Kosten zu kalkulieren.
Endenergie ergibt sich aus der Sekundärenergie abzüglich der Verluste, die bei der Umwandlung und Verteilung entstehen. In der Photovoltaik ist die Sekundärenergie, die durch die Solarmodule erzeugte elektrische Energie.
Die Endenergie in der Photovoltaik wird auch im Rahmen der Energieeinsparverordnung (EnEV) und des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) berücksichtigt. Beispielsweise können Planer den elektrischen Endenergiebedarf der Gebäudetechnik um 100 Prozent reduzieren, wenn eine Photovoltaikanlage installiert wird.
Endenergie kann für verschiedene Anwendungen – in Privathaushalten und in der Industrie – eingesetzt werden. Dazu gehören Licht, Elektrogeräte oder ein Maschinenpark, Heizungsanlagen, Kühlungsysteme und Warmwassererzeugung. In privaten Haushalten kommen etwa 83 % der Endenergie für Wärmeanwendungen zum Einsatz. Das sieht bei gewerblicher Nutzung entsprechend der Branche anders aus. So hat beispielsweise die Glasfertigung einen hohen Bedarf an Kühlvorrichtungen.
Photovoltaik für energieintensive Unternehmen
Produzierende Unternehmen, die einen hohe Energiebedarf haben, besitzen oft weitläufige Produktionsstätten und Gebäude, die sich hervorragend zur Erzeugung von Solarstrom durch Photovoltaik-Dachanlagen eignen. Damit lassen sich bereits vorhandene Flächen und Infrastrukturen nachhaltig nutzen.
Doch nicht jedes Unternehmen mit einer großen Dachfläche hat die Liquidität für die Investition in eine große Solaranlage. Doch auch, wenn nicht genügend finanzielle Mittel vorhanden sind organisatorische Ressourcen vorhanden sind, gibt es Alternativen.
Die Alternative
Eine solche Alternative ist der Abschluss von Solarstrom-Einkaufsverträgen (Power Purchase Agreements) mit unabhängigen Stromerzeugern (IPP). In diesem Modell übernimmt der IPP die Planung, Finanzierung und Installation der PV-Anlage auf dem Firmendach. Das Unternehmen stellt die Dachfläche bereit und erhält im Gegenzug den erzeugten Strom zu einem festgelegten Preis.
Wenn Sie also nach dem 1. August 2024 eine Anlage mit einer Leistung von bis zu 10 kWp ans Netz nehmen, dann erhalten Sie für die nächsten 20 Jahre 8,04 Cent pro kWh. Das gilt dann, wenn Sie eine Teilmenge Solarstrom einspeisen und den Rest selbst verbrauchen.
Primärenergie bringt Vorteile für Betreiber von Solarparks
Der Ausbau von Photovoltaik auf der Freifläche wird zeigen, wie große die Bedeutung von Primärenergie mit Solarmodulen für die zukünftige Entwicklungen ist. Dank intensiver Forschung und rasch voranschreitender Entwicklung steigt die Effizienz von Solarmodulen, und das bei sinkenden Kosten.
Dazu gehören auch neue Technologien wie transparente Solarzellen und Solarfolien, die neue Möglichkeiten zur Integration von Solarmodulen in Gebäude und andere Strukturen eröffnen. Zudem wird an der Entwicklung von Energiespeichersystemen gearbeitet, um den Fortschritt bei der Primärenergienutzung mit Solarmodulen weiter voranzutreiben.
Weltweit gibt es zahlreiche beeindruckende Beispiele für die erfolgreiche Implementierung von Solartechnologien. Nationen wie Deutschland, China und die Vereinigten investieren erhebliche Summen in Solarenergie und formulieren ambitionierte Ziele, um ihre Kapazitäten im Bereich der Photovoltaik auszubauen. Diese Entwicklungen verdeutlichen die entscheidende Bedeutung der Sonne als Primärenergie für die Umgestaltung des Energiesektors und das Erreichen einer umweltfreundlichen Energiezukunft. Eine Entwicklung, die vorteilhaft und lukrativ für Betreiber von Solarparks werden kann.
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