Grundsätzlich versteht man unter dem Begriff der Energie-Erzeugung bestimmte Formen von Prozessen, bei denen Energiewandler zwischen einem System und dessen Umgebung mindestens eine zweite Energieform entstehen lassen.
Ein Energiewandler ist beispielsweise der Verbrennungsmotor: Hier beruht die Erzeugung von Energie auf der Umwandlung von chemischer in kinetische Energie durch Verbrennung. Die im Kraftstoff gespeicherte Energie – ursprünglich bestehend aus fossiler Primärenergie – wird in Bewegungsenergie transformiert und steht als nutzbare Energie zur Verfügung.
Als Nutzenergie bezeichnet man diejenige Energie, die letztlich für die Bedürfnisse von Verbrauchern verfügbar ist. Eine Erscheinungsform der Nutzenergie ist beispielsweisedas Licht zur Wohnraumbeleuchtung oder die Wärme zur Beheizung von Räumen. Bei der Nutzenergie treten in der Regel als Folge der Energieumwandlung größere Wärmeverluste auf. Dies ist etwa bei der Glühbirne der Fall, denn dieses Leuchtmittel strahlt einen großen Teil der verwendeten Energie in Form von Wärme an die Umgebung ab. Das gleiche gilt bekanntermaßen für den Verbrennungsmotor.
Woher kommt die Energie?
Im Hinblick auf die Energie-Erzeugung stammt mehr als 40 Prozent des Stroms in Deutschland aus Kohlekraftwerken. Nach Angaben des Bundeumweltministeriums betrug der Anteil derErneuerbaren Energien (Windkraft, Photovoltaik, Wasserkraft etc.) an der Stromerzeugung 2011 rund 21 Prozent. Der Anteil der Energie-Erzeugung durch Atomkraftwerke liegt noch bei über 24 Prozent. In der Regel handelt es sich unabhängig vom Energieträger um sogenannte Wärmekraftwerke.
Unter den Kraftwerkstypen ist das Dampfkraftwerk am weitesten verbreitet. In diesem Kraftwerkstyp wird Wasser durch das Verbrennen von Braun- oder Steinkohle zu Wasserdampf erhitzt. Der sich ausdehnende Wasserdampf erzeugt einen hohen Druck in einem Druckkessel, der dadurch mit hoher Drehzahl Turbinen in Bewegung setzt. Durch einen Energiewandler in Form eines Generators entsteht auf diese Weise aus kinetischer Energie schließlich elektrische Energie. Das Kraftwerk speist die erzeugte Energie am Ende in ein Stromnetz ein.
Wie kommt die elektrische Energie in die Haushalte
Noch vor hundert Jahren war es keine Selbstverständlichkeit, dass Strom aus der Steckdose fließt und in Sekundenbruchteilen für Licht im Wohnzimmer sorgt oder den Mixer in der Küche sofort in Gang setzt. Doch wie kommt die Energie ins Haus?
In der Regel legt der Strom nach seiner Erzeugung im Kraftwerk einige Kilometer zurück, bevor Elektrizität im heimischen Wohnzimmer angezapft werden kann. Strom braucht also ein Transportmittel, wenn dieser an einem Ort erzeugt und an einer anderen Stelle entnommen wird. Für den Elektrizitätstransport sorgen Stromnetze, die mit unterschiedlichen Spannungen betrieben werden. Der Grund: Spannungsunterschiede haben Auswirkungen auf die Effizienz der Stromübertragung, denn für die Verteilung und die Fernübertragung großer Kapazitäten werden hohe Leistungen benötigt. Bei hohen Spannungen von mehreren hunderttausend Volt treten deutlich geringere Energieverluste auf. Die Energie-Erzeugung in Form von Strom findet jedoch zunächst in den Generatoren der Großkraftwerke statt, die wiederum elektrische Energie ins Verbundnetz einspeisen. Die dort erzeugte Spannung wandeln Transformatoren zum Zwecke eines verlustfreien Transports in eine Höchstspannung um. Sogenannte Umspannwerke und Transformatorenstationen senken oder verändern die Stromspannung wieder. Über diese erfolgt dann die weitere regionale Verteilung des Stroms. Sogenannte Trafostationen setzen die Spannung schließlich soweit herab, dass dem Stromkunden die Energie – meist über unterirdische Kabel – von rund 230 Volt zur Verfügung gestellt werden kann.
Das wirtschaftliche Verständnis der Erzeugung von Energie durch den Energieträger Strom
Die Erzeugung von Energie als elektrischen Strom wird in der Energiewirtschaft mit Hilfe der Einheit Kilowattstunden gemessen. Die Energie-Erzeugung in Form der Bereitstellung von Strom wird im energiewirtschaftlichen Verständnis mit Hilfe der Begriffe Bruttostromerzeugung und Nettostromerzeugung unterschieden. Jedes Kraftwerk benötigt zur Erzeugung von Strom einen mehr oder weniger hohen Eigenbedarf an Energie. Der Energiebedarf zur Stromerzeugung liegt in Kohlekraftwerken bei etwa zehn Prozent, in Kernkraftwerken bei ungefähr fünf Prozent. Jedoch ist bei Kernkraftwerken dieser Wert nicht genau zu beziffern, weil nach der Stilllegung noch über Jahre hinweg ein nicht genau kalkulierbarer Eigenenergiebedarf zur Kühlung des Reaktors vonnöten ist.