Wirkungsgrade multiplizieren

Beispiel: wenn der Wirkungsgrad einer Brennstoffzelle 60 Prozent beträgt, ebenso der Wirkungsgrad von Power-to-Gas, dann hat die Energiespeicherung mit Wasserstoff mit diesen beiden Methoden einen Wirkungsgrad von 36 Prozent. Der Verlust ist dann 64 Prozent.

Wirkungsgrad ist ein Begriff dafür, wie viel der eingesetzten Energie genau das macht, was man haben will. Bei jedem Prozess geht Energie verloren, beispielsweise durch Abwärme, Schallwellen oder anderes, dieser Verlust ist unvermeidlich. Eine Maschine ohne einen solchen Verlust wäre ein Perpetuum mobile erster Art, welche es nicht geben kann, sie wird physikalisch durch den Energieerhaltungssatz (erster Hauptsatz der Thermodynamik) verhindert. Der Wirkungsgrad ist also immer weniger als 100 Prozent. Oft will man einen möglichst hohen Wirkungsgrad, also geringen Verlust erreichen. Dies ist aber mitunter technisch aufwändig und nicht immer ökonomisch sinnvoll. Also ergeben sich Wirkungsgrade in der Praxis oft aus einem Kompromiss zwischen technisch machbar und wirtschaftlich lohnend.

Manchmal trifft man auf Angaben von Wirkungsgraden über 100 Prozent. Dies ist dann möglich, wenn die eingesetzte Energie dafür genutzt wird, um der Umgebung Energie zu entziehen, wie dies eine Wärmepumpe macht. Da die Energie (Temperatur) der Umgebung stärker sinkt, als Energie nutzbar gemacht wird, ist dies kein Verstoß gegen die Physik.