mini|580x580px|Aufbau einer Energiebilanz
In der Energiebilanz der Energiewirtschaft werden Aufkommen, Umwandlung und Verwendung von Energieträgern möglichst lückenlos und detailliert für eine Volkswirtschaft oder ein Wirtschaftsgebiet in einem bestimmten Zeitraum nachgewiesen. Die Energiebilanz gibt Auskunft über den Verbrauch von Energieträgern, unterteilt in Sektoren, von ihrer Erzeugung über die Umwandlung bis zur Verwendung in den unterschiedlichen Verbrauchsbereichen.
Energiebilanzen werden üblicherweise auf Landesebene erstellt und dienen als Grundlage für die Energie- und Umweltpolitik, z. B. auch für die Ermittlung von Treibhausgasemissionen als Datenbasis der internationalen Klimarahmenkonvention. Sie können aber auch für ein Unternehmen erstellt werden, um Energieverbrauch aufzuschlüsseln und Einsparpotentiale ausfindig zu machen.Böning, Jeanette A.: Methoden betrieblicher Ökobilanzierung. Metropolis, Marburg 1994, ISBN 3-89518-014-9, S. 26.Johannes Kals: Betriebliches Energiemanagement – Eine Einführung. Kohlhammer, Stuttgart 2010, ISBN 978-3-17-021133-9, S. 25–27.
Herausgeber von Energiebilanzen
Deutschland In der Bundesrepublik Deutschland werden energiestatistische Daten von verschiedenen Stellen erhoben und veröffentlicht. Im nichtstaatlichen Bereich existiert hierfür die Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e. V., deren Mitglieder Verbände der deutschen Energiewirtschaft oder wirtschaftswissenschaftliche Forschungsinstitute sind, die diesen Verein 1971 gegründet haben.
Eine einheitliche und geschlossene Energiebilanzen für die Bundesrepublik Deutschland erstellte der Verein erstmals im Jahre 1971 für den Zeitraum von 1950 bis 1969. Seitdem liegen jährliche Darstellungen des Energieverbrauchs in der Bundesrepublik Deutschland vor. Für die Jahre von 1991 bis 1994 liegen diese Bilanzen getrennt für die neuen Bundesländer sowie für Deutschland insgesamt (in der Gebietsabgrenzung vom 3. Oktober 1990) vor.
Ab dem Jahr 2003 wurde die amtliche Energiestatistik mit dem Energiestatistikgesetz (EnStatG) neu geregelt. vom 26. Juli 2002 (), zuletzt durch Artikel 3 des Gesetzes vom 20. Dezember 2012 () geändert Die amtlichen Energiestatistiken aus verschiedenen Rechtsgrundlagen wurden zusammengeführt und an die weitergehenden Informationsbedürfnisse der Nutzer angepasst. Statistikdaten werden seitdem auch für die Bereiche Wärmemarkt, Kraft-Wärme-Kopplung und erneuerbare Energieträger erhoben und ausgewertet.
Das Energiestatistikgesetz wurde am 6. März 2017 neu gefasst. vom 6. März 2017 ( PDF) Die Erstellung der Energiebilanzen erfolgt seit 2003 durch das Deutsche Institut für Wirtschaftsforschung (DIW) und EEFA GmbH & Co. KG.
Energiebilanzen in anderen Ländern Österreich: Statistik Austria stellt Energiebilanzen für ganz Österreich und einzelne Bundesländer sowie Sektorbilanzen zur Verfügung. Schweiz: Eine Energiebilanz wird jährlich als Tabelle 4 in der Schweizerischen Gesamtenergiestatistik vom Bundesamt für Energie veröffentlicht.Schweizerische Gesamtenergiestatistik 2020 (PDF; 1,7 MB) Liechtenstein: Das Amt für Statistik veröffentlicht zwar eine Energiestatistik, allerdings ohne Energiebilanz.llv.li: llv.li: Europa und Türkei: Eurostat veröffentlicht Energiebilanzen für alle 27 EU-Mitgliedsstaaten, die gesamte EU sowie Island, Norwegen, Montenegro, Nordmazedonien, Serbien und die Türkei.eurostat.ec.europa.eu: (englisch) Die International Energy Agency (IEA) bietet Energiebilanzen für 190 Länder. Diese werden auf der Webseite grafisch angezeigt.
Arbeitsgemeinschaft zur deutschen Energiebilanz Die deutsche Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen (AGEB) führt eine Tabelle, deren Spalten die Energieträger nach energetischen und nichtenergetischen Verbrauch ausweisen. Die Zeilen erfassen für die jeweiligen Energieträger nacheinander Aufkommen, Umwandlung und Verwendung. Dies resultiert aufeinanderfolgend in:
der Primärenergiebilanz, der Umwandlungsbilanz und dem Endenergieverbrauch.
Die unterschiedlichen Energieträger werden auf die Maßeinheit Terajoule umgerechnet, damit sie direkt vergleichbar und additionsfähig werden. Für brennbare Energieträger dient hierzu der untere Heizwert. Für die übrigen Energieträger und für die Außenhandelsbilanz mit Strom gibt es keinen einheitlichen Umrechnungsmaßstab wie den Heizwert. In diesen Fällen wird auch in den Energiebilanzen für Deutschland seit 1995 das sog. Wirkungsgradprinzip angewendet – entsprechend dem Vorgehen der internationalen Organisationen (IEA, Eurostat, ECE).
Erfasste Energieträger Als Energieträger werden alle Quellen oder Stoffe erfasst, in denen Energie mechanisch, thermisch, chemisch oder physikalisch gespeichert ist. Sieben Energieträgerkategorien werden bei der Energiebilanz unterschieden: Steinkohlen Braunkohlen Mineralöle Gase Erneuerbare Energien Sonstige (nicht erneuerbare Abfälle, Abwärme) Strom, Kernenergie und Fernwärme Den Kategorien werden einzelne Energieträger zugeordnet. So enthält zum Beispiel die Kategorie Mineralöle die Energieträger Erdöl (roh), Ottokraftstoffe, Rohbenzin, Flugturbinenkraftstoff, Dieselkraftstoff, Heizöl leicht und schwer, Petrolkoks, Flüssiggas, Raffineriegas und Andere Mineralölprodukte.
Primär- und Sekundärenergie Jeder Energieträger wird in jeder Zeile der Bilanz in Terajoule bilanziert. Am Ende der Zeile steht eine Summenposition unterteilt nach Primär- und Sekundärenergieträger. Primärenergien sind dabei Energieträger, die in ihrer ursprünglichen Form vorliegen. Sekundärenergie entsteht aus Primärenergie durch verlustbehaftete Umwandlung. Die deutsche Energiebilanz unterscheidet die folgenden Primär- und Sekundärenergieträger: +KategoriePrimärenergieSekundärenergieSteinkohleKohleBriketts, Koks, andere SteinkohlenprodukteBraunkohleKohle, HartkohleBriketts, andere BraunkohlenprodukteMineralöleErdöl (roh)Ottokraftstoffe, Rohbenzin, Flugturbinenkraftstoff, Dieselkraftstoff, Heizöl leicht und schwer, Petrolkoks, Flüssiggas, Raffineriegas, andere MineralölprodukteGaseErdgas, GrubengasKokerei- und Stadtgas, Gichtgas und KonvertergasErneuerbare Energienalle Erneuerbaren Energien sind PrimärenergienStrom (aus Wasser, Wind und Photovoltaik), Warmwasser/Heizung (aus Solarthermie, Geothermie, Biogasanlagen, teilweise auch Abwärme aus industriellen Prozessen)Sonstigenicht erneuerbare Abfälle, AbwärmeStrom, Kernenergie, FernwärmeKernenergieStrom, Fernwärme
Energieaufkommen im Inland In den ersten Zeilen der Bilanz wird das jährliche sogenannte Energieaufkommen im Inland ermittelt. Es ergibt sich als Summe von Förderung, Import und Lagerbestandsentnahmen für die einzelnen Energieträger.
Primärenergieverbrauch im Inland Von dem Energieaufkommen wird nun abgezogen, was im gegebenen Jahr nicht im Inland verbraucht wurde. Das sind:
die Ausfuhren (Primärenergie, die ans Ausland weiterverkauft wird). Hochseebunkerungen (Heizöl, Dieselkraftstoff und Schmierstoffe für die nationale und internationale Seeschifffahrt in deutschen Häfen). Ohne Lieferungen an Binnen- und Küstenmotorschiffe und Fischerei, die zum Sektor Verkehr (Endenergieverbrauch) zählen. Lagerbestandsaufstockungen.
Es resultiert der Primärenergieverbrauch im Inland, kurz Primärenergiebilanz. Überschüsse erhalten in der Inlandsbilanz ein negatives Vorzeichen, in der Erzeugungsbilanz ein positives Vorzeichen, Unterschüsse entsprechend umgedreht.
Energieangebot in inländischer Umwandlungsbilanz In der Umwandlungsbilanz wird die physikalisch/chemische Umwandlung von Energieträgern jeweils als Einsatz und Ausstoß dargestellt.
Die Position „Wärmekraftwerke der allgemeinen Versorgung“ erscheint beispielsweise
unter Einsatz mit einer Reduzierung der Bilanzpositionen für Steinkohle, Braunkohle, Mineralöle, Gase, Erneuerbare Energien und Sonstige, unter Ausstoß mit einer Erhöhung der Position für Strom.
Der Energiegehalt des produzierten Stroms ist geringer als der Energiegehalt der eingesetzten Brennstoffe, so dass die Energiebilanzsumme insgesamt in der Umwandlungsbilanz niedriger ist als in der Primärenergiebilanz vorher.
Nach Abzug von Eigenverbrauch des Umwandlungsbereichs und Leitungsverlusten ergibt sich das Energieangebot in inländischer Umwandlungsbilanz, kurz Umwandlungsbilanz. Die Umwandlungsbilanz zeigt wie viel Energie in welcher Form tatsächlich für den Verbrauch zur Verfügung steht.
Endenergieverbrauch im Inland Einige Energieträger werden nicht einer energetischen Nutzung, sondern einer stofflichen Verwertung zugeführt. Dies gilt für Kohle-, Gas- und Erdölbasierte Energieträger. Die Bereinigung der Umwandlungsbilanz um den nicht-energetischen Verbrauch ergibt den Endenergieverbrauch im Inland, die Endenergiebilanz.
Energienutzung Nun folgt die statistische Erfassung, wie der Endenergieverbrauch sich auf verschiedene Nutzergruppen aufteilt. Dabei werden vier Nutzerkategorien unterschieden:
Industrie Verkehr Haushalte Gewerbe, Handel und Dienstleistungen
Insbesondere der Industrieverbrauch wird dabei detailliert nach Branchen aufgeschlüsselt erfasst.
Im Ergebnis entstehen neben tabellarischen Übersichten auch grafische Darstellung, die den Energiefluss für die Bundesrepublik als ÜbersichtArbeitsgemeinschaft Energiebilanzen: Energiefluss für die Bundesrepublik Deutschland 2014 – Übersichtsgrafik Essen 2015. und als detailliertes EnergieflussbildArbeitsgemeinschaft Energiebilanzen (AGEB): Detailliertes Energieflussbild für die Bundesrepublik Deutschland 2013 (aktueller Stand Juli 2015), Essen 2015. veranschaulichen.
Anmerkungen zur Berechnung Bei der Stromerzeugung aus Wasserkraft und anderen erneuerbaren Energieträgern, denen kein Heizwert zugeordnet werden kann (Wind, Photovoltaik), wird der jeweilige Energieeinsatz dem Heizwert der erzeugten elektrischen Energie gleichgesetzt. Das heißt eine Stromerzeugung von 1 MWh aus erneuerbaren Energien entspricht im Rahmen der Energiebilanz einem Primärenergieeinsatz von Erneuerbaren Energien in Höhe von 1 MWh (Wirkungsgrad 100 %).ag-energiebilanzen.de: Diese Modellierung führt zu einem rechnerisch niedrigen Anteil von Erneuerbaren Energien in der Primärenergiebilanz. Der Stromaußenhandel wird ebenfalls einfach mit dem Heizwert des Stroms, also mit 3.600 kJ/kWh, bewertet.
Bis 1994 wurde in den Energiebilanzen noch das sog. Substitutionsprinzip verwendet. Dabei wird für die Stromerzeugung aus Wasserkraft, Kernenergie, Müll und Abhitze sowie auch für einen Einfuhrüberschuss beim Stromaußenhandel der Wirkungsgrad einer entsprechenden Stromerzeugung in konventionellen Wärmekraftwerken angesetzt. Nach dieser Systematik entspräche 1 MWh Strom aus Windenergie ein Primärenergieeinsatz von etwa 2 MWh (Wirkungsgrad vereinfacht 50 %). Dies führt rechnerisch zu einem höheren Anteil Erneuerbarer Energien in der Primärenergiebilanz.
Nach der derzeitigen Systematik ist der Anteil Erneuerbarer Energien im Primärenergieverbrauch nur halb so hoch, wie nach der alten Systematik oder wie der Anteil des konventionellen Energieträgers wäre, den sie ersetzt. Daher steht diese Systematik in der Kritik. Die häufig referenzierte globale Studie zum jährlichen Primärenergieverbrauch, der BP Statistical Report, verwendet aus Gründen der Gleichbehandlung weiterhin das Substitutionsprinzip.
Für die Kernenergie wird ein als repräsentativ erachteter physikalischer Wirkungsgrad bei der Energieumwandlung von 33 % angesetzt. Bei fossilen Kraftwerken wie Kohle- oder Gaskraftwerken wird jeweils der durchschnittlich in Deutschland erzielte Wirkungsgrad zugrunde gelegt.
Die Aufteilung des Brennstoffeinsatzes auf die Produkte Strom und Wärme bei Kraft-Wärme-Kopplung in der Industrie beruht auf der Richtlinie 2004/8/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 11. Februar 2004. Zunächst wird die Primärenergieeinsparung berechnet. Dazu werden die Referenzwirkungsgrade der getrennten Erzeugung von Strom (40 %) und Wärme (80 %) in Anlehnung an die angegebene Richtlinie vorgegeben.