Energieträger

Mit dem Ausdruck Energieträger werden im engeren Sinn Rohstoffe oder Stoffe bezeichnet, die in chemischer oder nuklearer Form Energie speichern und daher für die Energiegewinnung oder den Energietransport nutzbar gemacht werden bzw. werden können. Im erweiterten (politischen) Sprachgebrauch werden als Energieträger auch Energiequellen bezeichnet (z. B. Geothermie, Solarenergie, Wasserkraft etc.), die zwar zur Energiegewinnung geeignet sind, aber keinen Energieträger im engeren Sinn darstellen.

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Begriffsabgrenzung

Die direkt zur Energiegewinnung geeigneten - weil in verwertbarer Form in der Natur abbaubar vorhandenen - primären Energieträger unterscheidet man in fossile, regenerative und nukleare Energieträger. Als sekundäre Energieträger bezeichnet man Stoffe, die sich zwar zu Energietransport und zur Energiespeicherung eignen, in der Natur aber nicht in verwertbarer ("aufgeladener") Form vorkommen (z. B. Wasserstoff, elektrischer Strom).

Primäre Energieträger

Fossile Energieträger

Die fossilen Energieträger sind aus Biomasse entstandene Stoffe, die, durch Sedimentschichten von der Atmosphäre abgeschlossen, nicht verrotten konnten und so ihre chemische Energie erhielten. Fossile Energieträger sind Kohle, Erdgas, Erdöl und Methanhydrat. Allen fossilen Energieträgern ist gemeinsam, dass sie nur in begrenztem Maß vorhanden sind und ihre Verwendung mit CO₂-Emissionen verbunden ist (siehe Treibhauseffekt, Klimawandel, Klimaschutz).

Biomasse

Biomasse zählt zu den nachwachsenden Rohstoffen, d. h. sie steht nicht unbegrenzt zur Verfügung (wie etwa Wind- oder Sonnenergie), kann jedoch innerhalb kurzer Zeit auf natürliche Weise wieder entstehen (im Gegensatz zu fossilen Energieträgern). Biomasse entsteht durch die Umwandlung von Energie aus der Sonnenstrahlung in organische Materie mit Hilfe von Pflanzen über den Prozess der Photosynthese. Biomasse stellt somit gespeicherte Sonnenenergie dar. Der Unterschied von Biomasse zu anderen Nutzungsarten der Sonnenenergie ist deren Unabhängigkeit von den Zeiten der Sonneneinstrahlung. Die Nutzung zur Energiegewinnung erfolgt unmittelbar (Verbrennung zum Heizen oder zur Stromgewinnung) oder mittelbar (nach Verarbeitung zu Biogas, Kraftstoffen etc.). Biomasse setzt bei der Verwertung nur CO₂ frei, das vorher aus der Atmosphäre gebunden wurde, ist also CO₂-neutral.

Kernbrennstoff

Allen nuklearen Energieträgern (Uran, Plutonium, bestimmte Transurane, Deuterium, Tritium, bestimmte andere Radionuklide) ist gemeinsam, dass sie bei der Energiegewinnung keine CO₂-Freisetzung verursachen, allerdings entsteht radioaktiver Abfall. Berücksichtigt werden muss auch hier der Transport des Brennstoffs und die energieintensive Errichtung der Anlagen.

Bei der Kernspaltung von Uran, Plutonium und bestimmten anderen Transuranen entstehen Energie und Neutronen, die ihrerseits wiederum weitere Spaltungen auslösen. Die bei dieser Kettenreaktion frei werdende Energie wird in einem Kernreaktor kontrolliert genutzt.

Unter Kernfusion versteht man die Verschmelzung leichter Atomkerne (in der Regel Deuterium und Tritium) zu schwererem (Helium). Die Sonne und andere Sterne gewinnen ihre Energie durch Kernfusion. Auf der Erde ist die wirtschaftliche Erzeugung von Energie durch Kernfusion noch nicht möglich.

Der Zerfall von radioaktiven Stoffen kann als Energiequelle benutzt werden, dabei wird die entstehende Zerfallswärme in Radioisotopengeneratoren zur Stromgewinnung auf thermoelektrischer Basis und zum Heizen genutzt. Die gewinnbaren Energiemengen sind gering, daher werden Radioisotopengeneratoren vornehmlich als Stromquelle und Heizung für Raumsonden im äußeren Sonnensystem eingesetzt, wo Solarzellen keine ausreichende Leistung und Wärme liefern.

Sekundäre Energieträger

Als sekundäre Energieträger sind insbesondere

• Elektrizität
• Druckluft
• Wasser im Hochspeicher
• Wasserstoff und
• sekundäre organische Brenn- und Treibstoffe, wie etwa

• Biogas,
• Ethanol,
• Methanol und
• Biodiesel

zu nennen. Auch radioaktive Stoffe, die in Kernzerfallsgeneratoren eingesetzt werden, können als sekundäre Energieträger bezeichenet werden, wenn sie zu diesem Zweck in Kernreaktoren erzeugt wurden.

Siehe auch

• Energieversorgung
• Energieverbrauch