Energie umrechnen

Über die Einheiten

• Joule (J) – Das Joule ist die kohärente SI-Einheit für Energie, Arbeit und Wärmemenge: ein Kilogramm mal Quadratmeter je Sekundenquadrat, also die Arbeit, die eine Kraft von einem Newton über einen Meter verrichtet. Es ist gesetzliche Einheit in der ganzen EU und selbstverständlich in Physik, Chemie und Technik, während die Nährwertkennzeichnung in Kilojoule rechnet. Ein Elektronenvolt sind 1,602176634 × 10⁻¹⁹ Joule. Die Falle ist das Newtonmeter: gleiche Dimension, aber ein Drehmoment ist keine Energie. Das Zeichen lautet J, nicht „Joule“.
• Kilojoule (kJ) – Ein Kilojoule sind 1000 Joule, denn der Vorsatz Kilo bedeutet 10³. Es ist die verpflichtende Energieeinheit der Nährwertdeklaration: Die EU-Lebensmittelinformationsverordnung verlangt die Energie in Kilojoule und in Kilokalorien, beides zusammen. Die Faktoren, aus denen der Wert berechnet wird, stehen in derselben Verordnung – Fett 37 kJ je Gramm, Kohlenhydrate und Protein 17, Alkohol 29. Eine Kilokalorie sind 4,184 Kilojoule. Weil die Faktoren einzeln gerundet sind, lassen sich die beiden Zahlen auf der Packung nicht exakt ineinander umrechnen.
• Megajoule (MJ) – Ein Megajoule ist eine Million Joule, denn der Vorsatz Mega bedeutet 10⁶, und als dezimales Vielfaches des Joule gesetzliche Einheit in der ganzen EU. Die Einheit dient für Heizwerte von Brennstoffen, technische Energiebilanzen und Lebensmitteldaten in Rohform. Der einfache Merkpunkt: Eine Kilowattstunde sind genau 3,6 Megajoule. Zwei Fallen. Megajoule und Megawattstunde unterscheiden sich um den Faktor 3600. Und Megajoule je Kilogramm ist nicht Megajoule je Liter, denn Öl und Diesel haben verschiedene Dichten.
• Kalorien (cal) – Die Kalorie ist keine einzige Einheit. Die thermochemische Kalorie ist genau 4,184 Joule, die Kalorie der internationalen Tafel 4,1868 Joule; die Umrechnung hier verwendet die thermochemische. Im Anhang der EU-Einheitenrichtlinie fehlt die Kalorie, sie ist also keine gesetzliche Maßeinheit, und die Physikalisch-Technische Bundesanstalt führt sie unter den Einheiten, die nicht zu den gesetzlichen gehören. Die große Falle ist der Name: Die „Kalorien“ des Essens sind Kilokalorien, tausendmal größer.
• Kilokalorien (kcal) – Eine Kilokalorie sind 1000 Kalorien, mit der thermochemischen Kalorie also genau 4184 Joule. Das ist die Energieeinheit, die Verbraucher wirklich lesen, doch in der EU darf sie nur zusammen mit dem Kilojoule stehen: Die Lebensmittelinformationsverordnung verlangt beide. Die Nährwerte werden aus festen Faktoren berechnet – Fett 9 Kilokalorien je Gramm, Kohlenhydrate und Protein 4, Alkohol 7. In den USA steht „Calories“ mit großem C und meint dasselbe. Kilokalorie gegen Kalorie ist der Faktor tausend.
• Wattstunden (Wh) – Eine Wattstunde ist die Energie eines Watts während einer Stunde, genau 3600 Joule. Als Zusammensetzung zweier gesetzlicher Einheiten ist sie in der ganzen EU gesetzlich. Akkus werden darin gekennzeichnet, und die Regeln der IATA für Fluggäste bauen darauf: Lithium-Ionen-Akkus bis 100 Wh dürfen in die Kabine, über 100 bis 160 Wh nur mit Zustimmung der Fluggesellschaft, und Ersatzakkus und Powerbanks gehören nie ins aufgegebene Gepäck. Milliamperestunden allein genügen nicht, es braucht die Spannung: 20 000 mAh bei 3,7 Volt sind 74 Wh.
• Kilowattstunden (kWh) – Die Kilowattstunde ist die Energie eines Kilowatts über eine Stunde, also genau 3,6 Megajoule. Eine eigene Definition braucht sie nicht: Watt und Stunde sind beide gesetzliche Einheiten, und Zusammensetzungen gesetzlicher Einheiten sind es auch. Sie ist die Einheit der Stromrechnung – Konzessionsabgaben dürfen nach der Konzessionsabgabenverordnung nur in Centbeträgen je gelieferter Kilowattstunde vereinbart werden, und die Rechnung muss sie ausweisen. Die Falle ist kW gegen kWh: Kilowatt ist Leistung, Kilowattstunde Energie. Eine Megawattstunde sind 1000 Kilowattstunden.
• Megawattstunden (MWh) – Eine Megawattstunde sind 1000 Kilowattstunden, genau 3,6 Gigajoule. Sie ist die Einheit des Großhandels: An der Strombörse EEX werden Terminkontrakte auf deutschen Strom in Euro je Megawattstunde gehandelt, mit einem Cent je Megawattstunde als kleinstem Preisschritt, während die Stromrechnung der Haushalte Kilowattstunden abrechnet. 100 Euro je Megawattstunde sind deshalb 10 Cent je Kilowattstunde. Jahresmengen brauchen noch größere Einheiten: Der schwedische Reaktor Forsmark 3 erzeugte 2025 rund 8,8 Terawattstunden, also 8,8 Millionen Megawattstunden. Die Falle ist Megawatt gegen Megawattstunde, Leistung gegen Energie.
• BTU (BTU) – Die British thermal unit gibt es in mehreren Varianten, die sich um bis zu 0,5 % unterscheiden. Die Umrechnung hier verwendet die Btu der internationalen Tafel, genau 1055,05585262 Joule; die thermochemische Variante ist 0,067 % kleiner. In den USA ist die Btu die allgemeine Energieeinheit: eine Gallone Benzin rund 120 000 Btu, ein Therm genau 100 000. Im Anhang der EU-Einheitenrichtlinie fehlt sie. Die häufigste Falle ist die Klimaanlage: „12 000 Btu“ meint Btu pro Stunde, also eine Leistung, und dazwischen liegt der Faktor 3600.
• Footpound (ft·lb) – Ein Footpound ist die Arbeit eines Pound-force längs eines Fußes, genau festgelegt, weil Pfund und Fuß exakt sind: rund 1,356 Joule. Im Anhang der EU-Einheitenrichtlinie fehlt es; es lebt in amerikanischer und britischer Technik und im britischen Waffenrecht. In England und Wales braucht ein Luftgewehr über 12 Footpound, 16,3 Joule, eine Waffenerlaubnis. Das deutsche Waffengesetz rechnet in Joule: Druckluftwaffen bis 7,5 Joule mit dem vorgeschriebenen Kennzeichen sind erlaubnisfrei, das sind nur 5,53 Footpound. Die Falle ist die Wortfolge: „ft-lb“ ist Energie, „lb-ft“ Drehmoment.
• Elektronenvolt (eV) – Ein Elektronenvolt ist die Bewegungsenergie, die ein Elektron beim Durchlaufen einer Spannung von einem Volt im Vakuum gewinnt. Seit die Elementarladung 2018 festgelegt wurde, ist 1 eV genau 1,602176634 × 10⁻¹⁹ Joule; die EWG-Richtlinie von 1971 nannte den Wert noch nicht genau bekannt. Die Einheitenverordnung führt es für die Energie in der Atomphysik. Eine Röntgenröhre an 80 Kilovolt erzeugt Photonen von höchstens 80 keV, und der LHC am CERN hat Protonen mit 13,6 TeV kollidieren lassen. Die Falle: Das Elektronenvolt ist eine Energie, keine Spannung.