Energiedichte

Der Begriff Energiedichte bezeichnet die Energiemenge einer bestimmten Größe. Es gibt für die Energiedichte jedoch keine einheitliche physikalische Definition. Üblicherweise wird damit entweder die volumetrische oder die gravimetrische Energiedichte angegeben. Die volumetrische Energiedichte gibt dabei die Menge an gespeicherter Energie für ein bestimmtes Volumen in Joule pro Kubikmeter (J/ m3) bzw. bei Flüssigkeiten pro Liter (J/l) an. Die gravimetrische Energiedichte gibt dagegen die gespeicherte Energiemenge pro Masse in Joule pro Kilogramm (J/kg) an. Zum Teil wird der Begriff Energiedichte auch physikalisch ungenau anstelle von Leistungsdichte verwendet. Die Energiedichte von Brennstoffen wird als Heizwert bzw. Brennwert bezeichnet.

Die praktische Bedeutung der Energiedichte

Eine hohe Energiedichte ist vor allem für mobile Energiespeicher sehr wichtig. So müssen die Akkumulatoren von Elektroautos beispielsweise hohe Energiemengen speichern können und dabei ein möglichst geringes Gewicht aufweisen, um eine hohe Reichweite erzielen zu können. Die Betriebsdauer mobiler Elektrogeräte kann durch eine hohe Energiedichte, d.h. genauer durch eine hohe Kapazität der Batterie bzw. des Akkumulators, ebenso erhöht werden. Die Energiedichte eines Nickel-Metallhydrid-Akkus beträgt beispielsweise rund 0,36 MJ/kg, die eines Lithium-Polymer-Akkus sogar etwa 0,54 MJ/kg.

Allgemein ist die Energiedichte zudem bedeutend, um den Transportaufwand bei einem bestimmten Energieträger zu beurteilen. Damit die Kosten beim Transport von Energieträgern möglichst gering gehalten werden können, werden Energieträger mit höherer Energiedichte auch über weitere Strecken transportiert als solche mit niedrigerer Energiedichte. So wird beispielsweise Steinkohle über längere Wege transportiert als Braunkohle, weil Braunkohle-Briketts eine Energiedichte von 28 MJ/kg und Steinkohle-Briketts eine Energiedichte von 30 MJ/kg haben.