Energieversorgung

Um Nutzenergie produzieren zu können, sind leitungsgebundene Energieträger wie elektrischer Strom bzw. flüssige, gasförmige oder feste Energieträger notwendig und werden auf Wunsch von uns besorgt. Der Energieträger kann von jedem Lieferanten geliefert werden, Care-Energy produziert daraus die Nutzenergie zum vereinbarten Preis - das ist die Energiewende - das ist Energiedienstleistung.

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Energiedienstleistung

Mit dem geringsten Verbrauch von Energieträgern (Strom, Gas, Kohle und Heizöl/Treibstoff) möglichst viel Nutzenergie (Licht, Kraft, Kälte, Wärme) erhalten, dies zu bestmöglichen, sozialverträglichen Preisen, so nachhaltig, dezentral und autark als möglich produziert. Das ist Care-Energy - das ist die Energiewende - derzeit vertrauen rund 380.000 Kunden auf Care-Energy (Stand 03/2014).

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Energieeffizienz

Die Energieeffizienz ist ein Maß für den Energieaufwand zur Erreichung eines festgelegten Nutzens. Im Gegensatz zum Wirkungsgrad bedarf der Nutzen hier keiner energetischen Definition. Ein Vorgang ist dann effizient, wenn ein bestimmter Nutzen mit minimalem Energieaufwand erreicht wird. Dies entspricht dem ökonomischen Prinzip (namentlich dem Minimalprinzip).

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Energieversorgung

Immer bedeutsamer wird zukünftig die Energieversorgung aus regenerativen Energien, da Sonne, Wind und Wasserkraft im Gegensatz zu fossilen Energien zeitlich unbeschränkt verfügbar sind und keine Kosten für Primärenergien aufweisen.

Im weiteren Sinne, insbesondere bei der Bezeichnung als Wirtschaftszweig (beispielsweise gemäß NACE), beinhaltet der Begriff Energieversorgung alle Energieträger und die gesamte Wertschöpfungskette von der Erschließung von Energiequellen, der Wandlung in andere Energieformen, deren Zwischenspeicherung, Transport, Zwischenhandel und letztlich die Verteilung bis zum Endverbraucher mit allen dazugehörigen technischen, wirtschaftlichen, politischen und rechtlichen Rahmengebieten. In dieser weitgefassten Bedeutung wird das Gebiet auch als Energiewesen bezeichnet.

 

Bei der Verwendung im engeren Sinne ist oft nur der letzte Abschnitt der Kette mit der Verteilung und direkten Versorgung von Endverbrauchern („Letzte Meile“) mit leitungsgebundenen Energieträgern wie (Elektrischer Strom, Ferngas, Fernwärme) gemeint (auch englisch „Downstream“ genannt). Nicht mitgerechnet wird hier die vorgeschaltete Gewinnung von Energierohstoffen (z. B. Kohlebergbau, Öl- und Gasförderung, auch englisch „Upstream“ genannt), deren Ferntransport, Speicherung und Veredelung (z. B. Betrieb von Öl- und Gaspipelines oder -raffinerien, auch englisch „Midstream“ genannt) sowie die nicht-leitungsgebundenen Verteilung von Fest- und Flüssigbrennstoffen.

Fossile Energiequellen

 

 

Die chemische Bindungsenergie der organischen, kohlenstoffhaltigen Substanzen kann sehr leicht durch Verbrennen in thermische Energie überführt werden. Die meisten hochverfügbaren und bequem mit geringem technischem Aufwand verheizbaren Materialien sind Kohlenwasserstoffe, die initial aus den Zuckern der Kohlenstoffassimilation phototropher Pflanzen stammen. Die Dichte der bei vollständiger Verbrennung freigesetzten Energie pro Kilogramm des Ausgangsstoffs ist bei fossilen Kohlenwasserstoffen befriedigend. Die fossilen Energieträger stellen also eine Art von Brennstoffkonzentrat aus prähistorischer Biomaterie dar, wodurch sie zu den bevorzugten Primärquellen der Energieversorgung wurden.

 

Bei der Nutzung von fossilen Energieträgern wie Öl oder Kohle wird das Treibhausgas Kohlendioxid in sehr großen Mengen freigesetzt, das zur globalen Erwärmung beiträgt.

 

Erneuerbare Energien

 

Die im Sonnenlicht, dem Wind, dem Erdmantel sowie dem Wasser befindliche Energie kann mit Hilfe von Erneuerbaren Energien genutzt werden. Dies geschieht über Windkraftanlagen, Photovoltaik- und Solarthermieanlagen, Geothermiekraftwerke, Wasserkraftwerke sowie die Biomassenutzung. Während die Wasserkraft eine schon seit langer Zeit genutzt Technologie darstellt, handelt es sich bei den anderen Technologien wie der Photovoltaik oder der Stromerzeugung mittels Windenergie um relativ neue Möglichkeiten der Energiewandlung, die erst seit den 1980er und 1990er Jahren verstärkt zum Einsatz kommen, jedoch hohe Wachstumsraten aufweisen. Sie werden in vielen Ländern im Hinblick auf den Umwelt- und Klimaschutz sowie ihrer CO2-Neutralität gefördert.

 

Hölzer und sonstige Biomasse als Träger energiereicher, unter Nutzung von Sonnenenergie nachwachsender Kohlenstoffverbindungen müssen getrocknet werden und weisen auch dann noch einen geringeren spezifischen Heizwert auf, als die Fraktionsprodukte aus der Mineralölindustrie. Die Erzeugung der Energieträger (Biogas und Biokraftstoff) für Zwecke der Energieversorgung in volkswirtschaftlich relevantem Maßstab ist nicht unproblematisch, wie man dem Spannungsverhältnis zur Lebensmittelversorgung und zu Natur- und Landschaftsschutz entnehmen kann.

 

Elektrische Energie

 

 

Die mit Abstand vielseitigste Energieart ist die elektrische Energie, die Grundlage der Elektrizitätsversorgung. Elektrische Energie lässt sich mit sehr geringen Verlusten in alle anderen Energiearten umwandeln und hat deshalb weltweit eine Vormachtstellung errungen. 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), Lichtenergie (Leuchtmittel), Schallenergie (Lautsprecher), elektromagnetische Wellen (Sendeanlage), chemische Energieformen (Elektrolyse) oder potentielle Energie (Elektromagnet) umwandeln.

 

Hauptnachteil der elektrischen Energie ist deren begrenzte Speicherbarkeit. Sie lässt sich zwar in geringen Mengen in Kondensatoren speichern, für nennenswerte Energiemengen sind jedoch verlustbehaftete Umwege über andere Energiearten in Akkumulatoren, Pumpspeicherwerken oder Druckluftspeichern erforderlich. Andere Energiespeicher wie Wasserstoff oder Schwungräder werden dagegen gegenwärtig nur für relativ geringe Energiemengen genutzt (siehe auch Energiespeicher). Die Speicherkapazität des deutschen Erdgasnetzes für Wasserstoff liegt bei mehr als 200.000 GWh und kann den Energiebedarf mehrerer Monate zwischenspeichern.Zum Vergleich: die Kapazität aller deutschen Pumpspeicherkraftwerke beträgt dagegen nur 40 GWh. Das Erdgasnetz ist für die Aufnahme von Wasserstoff geeignet. Der Speicherbedarf einer künftigen Stromversorgung in Deutschland, die zu 80 % auf Windkraft- und Photovoltaikanlagen basiert, wird mit 30.000 GWh abgeschätzt und wäre damit bereits problemlos durch die vorhandenen Gasspeicher zu decken. Die ebenfalls gelegentlich vorgeschlagene Speicherung größerer Energiemengen zum Ausgleich von Schwankungen in der Stromversorgung in ganz Europa mit Pumpspeicherkraftwerken in Skandinavien oder den Alpen ist mit dem gegenwärtigen Stromnetzen nicht realisierbar. Aufgrund der hohen Verluste, die bei Wechselstromübertragung über große Distanzen entstehen, müsste dazu zunächst das derzeitige Höchstspannungsnetz mit 420 kV durch eines mit ca. 1250 kV überlagert oder eine Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) aufgebaut werden.

Andere Energieträger

 

Errichtung, Betrieb und Instandhaltung elektrischer Übertragungsnetze und die elektrischen Übertragungsverluste verursachen Kosten. Deshalb ist es bei der Standortwahl von Kraftwerken unbedingt erforderlich zu prüfen, ob die Umwandlung in elektrische Energie entfernt vom Ort des Verbrauchs erfolgt (verbrauchsferne Erzeugung) und dann übertragen wird. Mitunter ist es wirtschaftlicher, flüssige oder gasförmige Energieträger wie Öl, Erdgas, Industriegase, Fernwärme und Nahwärme über Rohrleitungen (Pipeline) zu transportieren und Kraftwerke direkt dort zu errichten, wo die elektrische Energie benötigt wird (verbrauchsnahe Erzeugung).

 

Die Verteilung von Feststoffen wie Steinkohle und Holz oder Kleinmengen von Heizöl und Kraftstoff (Benzin und Dieselkraftstoff) erfolgt durch LKW.