Die Energiekette (Energieumwandlungskette) beginnt mit der Primärenergie, die verlustfrei zur Verfügung steht und somit noch nicht umgewandelt worden ist. Danach folgt die Sekundärenergie, die mindestens einmal umgewandelt worden ist. Nutzenergie und Endenergie stellen dabei Unterbegriffe der Sekundärenergie.
Primärenergie beschreibt die Energie, die verlustfrei zur Verfügung steht und noch nicht umgewandelt worden ist. Darunter werden alle Energieträger verstanden, die sich in nicht-erneuerbare Energien (fossile Energieträger [Braunkohle, Erdöl und Erdgas]) und erneuerbare Energien (Sonnenenergie, Windkraft, Wasserkraft, Biomasse, Erdwärme und Gezeitenenergie) unterteilen lassen.
Sekundärenergie umfasst die Arten von Energie, die nicht direkt aus der Natur stammen. So gesehen, handelt es sich also um umgewandelte Primärenergie. Sie umfassen den aus der Primärenergie gewonnenen Strom. Ohne technische Hilfsmittel ist nämlich die Energie aus Sonnenlicht oder Wind nicht nutzbar, um zu heizen oder andere elektrische Geräte zu betreiben. Daher muss die Primärenergie der Sonne in Sekundärenergie umgewandelt werden. Solarthermie- oder Photovoltaikanlagen übernehmen diesen Part und stellen am Ende der Verwertungskette Strom oder Wärme für die Verbraucher. Im Fall von Windenergie kommen Windräder zum Einsatz und um sich die Kraft des Wassers zunutze zu machen, braucht es z. B. Wasser- und Gezeitenkraftwerke.
Die Nutzenergie ist jener Teil der Endenergie, der von dem Verbraucher unmittelbar für seine Bedürfnisse durch Energiedienstleistungen genutzt wird. Dabei kann es sich z. B. um Wärme zur Beheizung, Kälte zur Klimatisierung, Beleuchtung bei Gebäuden sowie die Energie zum Betrieb von Maschinen oder Geräten handeln.
Generell ist die Nutzenergie geringer als die Endenergie, da bei der Umwandlung ein Teil der Endenergie in eine nicht nutzbare Form der Energie umgewandelt wird. Diese ist somit für den Verbraucher verloren. So wird z. B. bei der Umwandlung von elektrischer Energie in Licht für die Beleuchtung ein großer Teil der Energie in Wärme umgewandelt. Diese Wärme kann zwar im Winter zur Raumwärme beitragen, kann aber in klimatisierten Räumen auch unerwünscht sein. Bei herkömmlichen Glühlampen wurde mehr als 95 % der Energie in Wärme umgewandelt, womit der Wirkungsgrad somit unter 5 % liegt. Energiesparlampen weisen hingegen einen Wirkungsgrad von etwa 25 % auf. Moderne LED-Lampen besitzen eine noch höhere Energieeffizienz und können etwa 90 % Energieeinsparung im Vergleich zu einer Glühlampe erzielen.
Quelle: EnArgus.Wiki - Forschungszentrum Jülich GmbH
Die Endenergie ist der nutzbare Teil der Primärenergie, der den Verbrauchern zur Verfügung steht. Sie errechnet sich aus der Primärenergie abzüglich der Verluste durch die Energieumwandlung und den Energietransport. Demzufolge ist die Endenergie eines Energieträgers geringer als dessen Primärenergie. Sie wird im Wesentlichen durch den Wirkungsgrad des Umwandlungsprozesses und des Transportprozesses bestimmt.
Einerseits kann Endenergie beim Verbraucher in Form eines Primärenergieträgers vorliegen. Hierzu zählt beispielsweise Erdgas. Kommt die Endenergie in Form von Benzin oder elektrischem Strom beim Verbraucher an, liegt sie in Form von Sekundärenergie vor.
Nutzenergie bezeichnet die Energie, die nach der letzten Umwandlung der Endenergie in den Geräten des Endverbrauchers zur Verfügung steht. Damit ergibt sich die Nutzenergie aus der Endenergie unter Berücksichtigung des technischen Wirkungsgrades des Gerätes. Beispielsweise wird elektrische Energie beim Kochen in thermische Energie überführt oder in einem Motor in mechanische Energie umgesetzt.
Quelle: EnArgus.Wiki - Forschungszentrum Jülich GmbH