- Energieträger
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Als Energieträger werden Stoffe, Impulse, Strahlung oder Felder bezeichnet, die Energie enthalten oder übertragen.
Inhaltsverzeichnis
Begriffsunterscheidung
Umgangssprachlich und in nicht-wissenschaftlicher Literatur werden die Begriffe Energie, Energieträger und Energiequelle oft als Synonyme verwendet, doch im wissenschaftlichen Bereich der Energietechnik sind damit unterschiedliche Bedeutungen verbunden. Der Energieträger ist die mengenmäßige, bilanzierfähige Einheit, welche Energie enthält oder überträgt, wohingegen die Energiequelle das System bezeichnet, welches die Energie zur Verfügung stellt. Veranschaulichen lässt sich das an der Sonne, welche mit ihren Kernfusionen die wichtigste Energiequelle auf der Erde ist und welche ihre Energie in Form von Strahlung (Energieträger) zur Verfügung stellt. [1]
Einteilung
Als Primär- oder Rohenergieträger bezeichnet man Energieträger, die in der Natur zur Verfügung stehen. Sekundäre Energieträger werden aus ersteren durch Umwandlung erzeugt, um letztendlich als Nutz- oder Endenergie (Wärme, Bewegung, Licht) bei Bedarf zur Verfügung zu stehen. [2]
- Zu den primären Energieträgern zählen
- fossile Energieträger (Erdöl, Kohle, Erdgas)
- regenerative Energieträger (Sonnenstrahlung, Wasserkraft, Windkraft, Erdwärme, Biomasse, usw.)
- nukleare Energieträger (Uran, Plutonium)
im weiteren Sinne auch:
- Sekundäre Energieträger können zum Beispiel sein
- elektrische Ladung
- elektrisches Feld
- magnetisches Feld
- elektromagnetische Welle
- elektromagnetische Strahlung
- Treibstoff
- Sprengstoff
- Druckluft
- Wasserstoff
Kenngrößen
Energiedichte
Auf die Masse bezogen [3]:
- Wasserstoff: 33,3 kWh/kg
- Erdgas: 13,9 kWh/kg
- Benzin: 12,7 kWh/kg
Auf das Volumen bezogen:
- Benzin: 8760 kWh/m³
- Erdgas (20 MPa): 2580 kWh/m³
- Wasserstoff (flüssig): 2360 kWh/m³
- Wasserstoffgas (20 MPa): 530 kWh/m³
- Wasserstoffgas (Normaldruck): 3 kWh/m³
Stoff bzw. Energieform Energiedichte in MJ/kg Produkte und Derivate Holz 13–20 Schnittholz, Pellets, Papier Braunkohle 28,47 Brikett, Braunkohlekoks Steinkohle 30 Kesselkohle, Koks Erdöl (roh) 42,8[4] Benzin, Heizöl, Kerosin, Diesel, Bitumen, Kunststoffe Erdgas 30–50 Stadtgas, Autogas Pflanzenöl 36 RME (z.B. Rapsmethylester) Andere Kenngrößen
Die in Energieträgern enthaltene Energie ist oft - wie bei Erdöl, Uran oder Windenergie - nicht unmittelbar verwendbar und muss in eine andere Energieform umgewandelt werden, damit sie sich verwenden oder im Rahmen der Energieversorgung transportieren lässt. Die Energieformen und mit ihnen verbundenen Energieträger unterscheiden sich in Transportfähigkeit, Speicherfähigkeit sowie darin, mit welchem Aufwand und mit welchem Wirkungsgrad sie sich in andere Energieformen umwandeln lassen.
In den Industriestaaten wird elektrische Energie sehr vielseitig eingesetzt. Die außergewöhnlich universelle Verwendbarkeit der elektrischen Energie drückt sich in der breiten Verfügbarkeit von Wandlern aus, die elektrische Energie in Wärmeenergie (Elektroheizung), kinetische Energie (Motor), Licht (Leuchtmittel), Schall (Lautsprecher), elektromagnetische Wellen (Sendeanlage), chemische Energieformen (Elektrolyse) oder potentielle Energie (Elektromagnet) umwandeln. Doch ein großer Nachteil ist, dass sich elektrische Ladung nur im begrenzten Maß speichern lässt. Aus diesem Grund werden zur Speicherung oft andere Energieformen wie chemische Energie wie zum Beispiel Akkumulatoren oder Wasserstoff, kinetischer Energie wie zum Beispiel in einem Schwungrad oder in potentieller Energie wie zum Beispiel in Pumpspeicherwerken verwendet.
Andere Energieträger wie Treibstoffe oder Erdgas lassen sich viel einfacher speichern, ihre Umwandlungsmöglichkeiten sind jedoch beschränkt und je nach Anwendung verlustbehaftet.
Literatur
- Eckhard Rebhan: Energiehandbuch: Gewinnung, Wandlung und Nutzung von Energie, Springer, 2002, ISBN 3-540-41259-X
- Markus Mohr, Arko Ziegelmann, Hermann Unger: Chancen erneuerbarer Energieträger, Springer, 2007, ISBN 978-3-540-65102-4
- Markus Mohr, Andreas Ziolek, Dirk Gernhardt, Martin Skiba, Hermann Unger, Arko Ziegelmann: Zukunftsfähige Energietechnologien für die Industrie: Technische Grundlagen, Ökonomie, Perspektiven, Springer, 1998, ISBN 978-3-540-63840-7
Einzelnachweise
- ↑ Taschenbuch der Mathematik und Physik von Ekbert Hering, Rolf Martin, Martin Stohrer, Springer, 2009, S. 431
- ↑ Physikdidaktik herausgegeben von Ernst Kircher, Raimund Girwidz, Peter Häußler, Springer, 2006, S. 325
- ↑ www.hydox.de Wasserstoff
- ↑ Heizwert, nach BMWi: Heizwerte der Energieträger und Faktoren für die Umrechnung von spezifischen Mengeneinheiten in Wärmeeinheiten zur Energiebilanz, aufgerufen am 2. Januar 2011
Weblinks
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