Energieeinheiten im Überblick: kWh, MJ, BTU, Therm, toe und mehr

Für Energie gibt es verwirrend viele Einheiten, weil jede Branche ihre eigene mitgebracht hat. Beim Strom rechnet man in Kilowattstunden, in der Physik in Joule, bei der US-Heizung in BTU, auf Gasrechnungen in Therm oder Kubikmetern, in nationalen Statistiken in Tonnen Öläquivalent und am Ölmarkt in Barrel. Diese Übersicht sammelt die Umrechnungen, die du wirklich brauchst, und erklärt die zwei Unterscheidungen, an denen die meisten Fehler hängen: Leistung gegenüber Energie und Brennwert gegenüber Heizwert. Zum Schluss folgen Rechenbeispiele zu Rechnungen, Autos und Ländern. Für schnelle Umrechnungen zwischen all diesen Einheiten nimm unseren Energieeinheiten-Umrechner.

Leistung oder Energie: die eine Unterscheidung, auf die es ankommt

Energie ist eine Menge, die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten. Leistung ist eine Rate, also Energie pro Zeiteinheit. Wer beides verwechselt, macht den häufigsten Fehler in Texten über Energie.

Energie = Leistung × Zeit 1 W = 1 J/s 1 kWh = 1,000 W × 3,600 s = 3,600,000 J = 3.6 MJ Leistung (kW) = Energie (kWh) ÷ Zeit (h)

kW sagt, wie stark etwas arbeitet: ein Heizlüfter mit 2 kW, ein Solarmodul mit 400 W, eine Wallbox mit 7 kW, ein Reaktor mit 1 GW.
kWh sagt, wie viel erzeugt oder verbraucht wurde: 10 kWh pro Tag, 3.500 kWh pro Jahr, 100 TWh pro Jahr für ein mittelgroßes Land.

Oft liest man „kW pro Stunde“. Das ist falsch: Eine kWh ist keine Rate pro Stunde, sondern kW mal Stunden. Ausführlicher erklärt das unser Ratgeber kW oder kWh.

SI-Vorsätze

Vorsatz	Zeichen	Faktor	Typische Verwendung bei Energie
Kilo	k	10³	kWh: Haushaltszähler
Mega	M	10⁶	MWh: Großhandel, große Gebäude; MJ: Energiegehalt von Brennstoffen
Giga	G	10⁹	GWh: Monatserzeugung eines Kraftwerks; GJ: Fernwärme, Gashandel
Tera	T	10¹²	TWh: jährlicher Stromverbrauch eines Landes
Peta	P	10¹⁵	PJ, PWh: nationale Energiebilanzen
Exa	E	10¹⁸	EJ: weltweiter Primärenergieverbrauch (in der Größenordnung von 600 EJ pro Jahr)

Achte auf die Großschreibung. mW ist ein Milliwatt, MW ein Megawatt, also eine Milliarde Mal mehr.

Haupttabelle: Energie umrechnen

Alle Faktoren sind entweder per Definition exakt oder auf vier signifikante Stellen gerundet.

1 Einheit =	kWh	MJ	BTU	Sonstiges
1 kWh	1	3,6	3.412	860 kcal
1 MJ	0,2778	1	947,8	238,8 kcal
1 BTU (IT)	0,000293	0,001055	1	1.055 J
1 Therm (US/UK)	29,31	105,5	100.000	–
1 MMBtu	293,1	1.055	1.000.000	10 Therm
1 kcal	0,001163	0,004187	3,968	4.186,8 J
1 toe (IEA)	11.630	41.868	39,68 Millionen	10 Gcal
1 tce (Tonne Steinkohleeinheit)	8.141	29.308	27,78 Millionen	7 Gcal
1 Barrel Öläquivalent (boe)	≈1.700	≈6.120	≈5,8 Millionen	Definitionen weichen leicht ab
1 Quad	2,931 × 10¹¹	1,055 × 10¹²	10¹⁵	US-Energiestatistik
1 EJ	2,778 × 10¹¹ (277,8 TWh)	10¹²	9,478 × 10¹⁴	≈ 0,948 Quad

Leistung umrechnen

1 Einheit =	W	kW	Sonstiges
1 kW	1.000	1	1,341 hp (mechanisch), 3.412 BTU/h
1 Horsepower (mech., 550 ft·lbf/s)	745,7	0,7457	–
1 metrische Pferdestärke (PS, CV)	735,5	0,7355	–
1 Ton of Refrigeration	3.517	3,517	12.000 BTU/h
1 BTU/h	0,2931	0,000293	–
1 MW	10⁶	1.000	–

In Nordamerika werden Klimaanlagen oft in „Tons“ oder BTU/h angegeben. Ein Gerät mit 12.000 BTU/h liefert etwa 3,5 kW Kälte, zieht bei einer Leistungszahl von 3 aber nur rund 1,2 kW Strom.

Energiegehalt von Brennstoffen

Die Werte sind typisch, die tatsächlichen Heizwerte hängen von Qualität und Herkunft ab. LHV = Heizwert (unterer Heizwert), HHV = Brennwert (oberer Heizwert).

Brennstoff	Einheit	LHV (kWh)	HHV (kWh)	LHV (MJ)
Erdgas	1 m³ (Normkubikmeter)	9,5–10,0	10,5–11,2	34–36
Erdgas	1 kg	≈13,1	≈14,5	≈47
Benzin	1 Liter	≈8,9	≈9,5	≈32
Diesel / Heizöl	1 Liter	≈10,0	≈10,7	≈36
Flüssiggas (Propan)	1 Liter	≈6,6	≈7,1	≈24
Flüssiggas (Propan)	1 kg	≈12,8	≈13,9	≈46
Kerosin	1 Liter	≈9,5	≈10,2	≈34
Steinkohle	1 kg	6,4–8,1	6,7–8,4	23–29
Braunkohle	1 kg	2,2–4,2	2,6–4,6	8–15
Holzpellets	1 kg	≈4,8	≈5,2	≈17
Brennholz (20 % Feuchte)	1 kg	≈4,0	–	≈14,4
Wasserstoff	1 kg	33,3	39,4	120
Uran (LWR-Brennstoff, abgebrannt)	1 kg	Größenordnung 10⁶ kWh thermisch	–	–

Brennwert oder Heizwert

Bei der Verbrennung wird der Wasserstoff im Brennstoff zu Wasserdampf. Der Brennwert (HHV) zählt die latente Wärme mit, die frei wird, wenn dieser Dampf kondensiert, der Heizwert (LHV) nicht. Brennwertkessel holen einen Teil dieser Wärme zurück und kommen so, bezogen auf den Heizwert, auf „Wirkungsgrade“ über 100 %. Prüf deshalb immer, auf welche Basis sich ein Preis, ein Wirkungsgrad oder eine Brennstofftabelle bezieht. Wer beides mischt, liegt um 5–11 % daneben.

Rechenbeispiele

1. Eine Gasrechnung in Kubikmetern

Der Zähler zeigt 1.200 m³ Jahresverbrauch. Der Versorger gibt einen Brennwert von 39,5 MJ/m³ an, dazu kommt eine Zustandszahl von 1,02.

kWh = m³ × Zustandszahl × Brennwert (MJ/m³) ÷ 3.6 = 1,200 × 1.02 × 39.5 ÷ 3.6 ≈ 13,430 kWh

Bei 0,10 €/kWh sind das rund 1.343 €. Für den Vergleich mit einer Wärmepumpe multiplizierst du mit dem Kesselwirkungsgrad (etwa 0,90) und erhältst rund 12.090 kWh Nutzwärme. Geteilt durch eine Jahresarbeitszahl von 3,2 ergeben sich etwa 3.780 kWh Strom. Der Heizkostenvergleich rechnet das mit deinen Preisen durch.

2. Benzin oder Strom pro 100 km

Ein Benziner mit 6,5 L/100 km verbrennt 6,5 × 8,9 ≈ 58 kWh Brennstoffenergie pro 100 km. Ein typisches E-Auto zieht 15–20 kWh/100 km aus der Steckdose, also etwa ein Drittel. Elektrische Antriebe machen aus 80–90 % der Batterieenergie Bewegung, ein Benzinmotor schafft 20–35 %.

3. Der Strom eines Landes in Relation

Ein Land, das 60 TWh im Jahr erzeugt, hat eine mittlere Leistung von 60.000.000 MWh ÷ 8.760 h ≈ 6,85 GW. Ein Kernkraftwerk mit 1 GW und 90 % Kapazitätsfaktor erzeugt 1 × 8.760 × 0,9 ≈ 7,9 TWh pro Jahr, rund 13 % der Versorgung dieses Landes. Warum dieser Faktor so wichtig ist, erklärt der Ratgeber zum Kapazitätsfaktor.

4. Umrechnung in CO₂

Die Emissionen hängen vom Brennstoff ab und davon, wie er genutzt wird. Erdgas setzt bei der Verbrennung rund 0,18–0,20 kg CO₂ pro kWh Brennstoff frei (etwa 0,20 bezogen auf den Heizwert, etwa 0,18 auf den Brennwert). Netzstrom reicht von unter 0,05 kg/kWh (Norwegen, Frankreich, Schweden) bis über 0,7 kg/kWh in kohlelastigen Netzen. Den Wert für dein Land liefert der Strom-CO₂-Rechner, Netze im Vergleich findest du in den Ranglisten.

Primärenergiebilanz: drei Methoden

Wenn eine Statistik meldet, Solarenergie decke X % der Primärenergie, hängt die Zahl von der Methode dahinter ab:

Methode	Wie Strom ohne Verbrennung gezählt wird	Verwendet von
Wirkungsgradmethode (physikalischer Energiegehalt)	1 kWh Wind-/Solar-/Wasserkraftstrom = 1 kWh Primärenergie; Kernkraft = erzeugte Wärme (≈3 kWh pro kWh Strom)	IEA, Eurostat
Substitutionsmethode	Jede kWh erneuerbarer Strom zählt wie der fossile Brennstoff, den sie ersetzt (≈2,5 kWh Primärenergie bei ~40 % Wirkungsgrad)	Energy Institute Statistical Review, ältere BP-Berichte
Direkte Methode / Endenergie	Nur die Endenergie wird verglichen	Viele Klima- und Transformationsanalysen

Mit der Wirkungsgradmethode wirken Wind und Sonne kleiner, als es ihrem Beitrag zu den Energiedienstleistungen entspricht, mit der Substitutionsmethode größer. Falsch ist keine von beiden. Sie beantworten unterschiedliche Fragen, also nenne immer die Methode, wenn du Anteile zitierst.

Kurzübersicht: Faustregeln

1 kWh ≈ 3,6 MJ ≈ 3.412 BTU ≈ 860 kcal
1 m³ Erdgas ≈ 10–11 kWh (Brennwert)
1 Liter Diesel ≈ 10 kWh, 1 Liter Benzin ≈ 9 kWh
1 kg Wasserstoff ≈ 33 kWh (Heizwert), siehe Wasserstoff-Rechner
1 toe ≈ 11,6 MWh, 1 boe ≈ 1,7 MWh
1 GW das ganze Jahr über = 8,76 TWh
1 EJ ≈ 278 TWh
1 kW Kälteleistung ≈ 3.412 BTU/h ≈ 0,28 Tons of Refrigeration

Wie diese Einheiten in der Praxis aussehen, zeigen die Energiebilanzen in den Länderprofilen. Oder klick auf einen beliebigen Punkt im Energy Explorer, um das Solar- und Windpotenzial dort in kWh und W/m² zu sehen.

Rechner zu diesem Thema

Energie-Umrechner Rechne jede Energiemenge zwischen Joule, Wattstunden, Kalorien, BTU, Therm, Tonnen Öl- oder Steinkohleeinheiten, Barrel Öläquivalent, Elektronenvolt und Foot-pounds um. Zeigt alle Einheiten auf einmal, mit anschaulichen Vergleichen. Ladekosten E-Auto Was kostet es, ein Elektroauto zu laden? Gib Akku, Verbrauch und deinen Mix aus Laden zu Hause, öffentlichem AC-Laden und DC-Schnellladen ein und erhalte die Kosten pro Ladung, pro 100 km und pro Monat, inklusive Ladeverlusten und Vergleich mit einem Benziner. Heizkostenvergleich Ordnet neun Heizsysteme (Gas, Flüssiggas, Öl, Strom, Luft- und Erdwärmepumpe, Pellets, Scheitholz und Fernwärme) nach Kosten pro kWh Nutzwärme, Jahreskosten und CO₂, berechnet mit deinen eigenen Preisen. Strom kWh → CO₂ Rechnet jede Strommenge mit der aktuellen durchschnittlichen CO₂-Intensität der Stromnetze von über 210 Ländern in CO₂ um und zeigt, wie dieselbe kWh in saubereren und schmutzigeren Netzen abschneidet.

Häufige Fragen

Wie viele kWh hat ein Therm?

Ein Therm sind 100.000 BTU oder etwa 29,31 kWh (105,5 MJ). Britische Gasrechnungen rechnen das Gasvolumen mit einem Brennwert von rund 39–40 MJ pro Kubikmeter in kWh um, 1 m³ Erdgas entspricht also etwa 10,8–11,2 kWh.

Wie viele kWh stecken in einem Liter Benzin oder Diesel?

Bezogen auf den Heizwert enthält Benzin etwa 8,9 kWh pro Liter (rund 32 MJ/L) und Diesel etwa 10,0 kWh pro Liter (rund 36 MJ/L). Die Brennwerte liegen 6–7 % höher. Ein Verbrennungsmotor macht daraus nur etwa 20–35 % Bewegung.

Was ist der Unterschied zwischen Primär- und Endenergie?

Primärenergie ist Energie in ihrer Rohform vor jeder Umwandlung: Rohöl, Kohle, Erdgas, Uran, Wind, Sonnenlicht. Endenergie ist das, was beim Verbraucher ankommt, etwa Strom, Benzin oder Fernwärme. Bei der Verstromung fossiler Brennstoffe geht etwa die Hälfte bis zwei Drittel der Primärenergie als Wärme verloren. Deshalb macht die Bilanzierungsmethode einen großen Unterschied, wenn man erneuerbare mit fossilen Energien vergleicht.

Was ist eine Tonne Öläquivalent?

Die Tonne Öläquivalent (toe) ist eine Standardeinheit für Energie. IEA und Eurostat definieren sie als 41,868 GJ (10 Gcal) oder 11,63 MWh. Nationale Energiebilanzen addieren damit unterschiedliche Brennstoffe.

Was ist der Unterschied zwischen Brennwert (HHV) und Heizwert (LHV)?

Der Brennwert enthält die Energie, die frei wird, wenn der bei der Verbrennung entstandene Wasserdampf kondensiert, der Heizwert lässt sie weg. Bei Erdgas liegt der Brennwert etwa 11 % über dem Heizwert, bei Ölprodukten etwa 6–7 % und bei Kohle 3–5 %. In Europa werden Wirkungsgrade meist auf den Heizwert bezogen, Gasrechnungen in den USA und Großbritannien nutzen dagegen den Brennwert.

Ist ein Kilowatt dasselbe wie eine Kilowattstunde?

Nein. Ein Kilowatt (kW) ist eine Leistung, also ein Energiefluss pro Zeit. Eine Kilowattstunde (kWh) ist eine Energiemenge: ein Kilowatt über eine Stunde. Ein Wasserkocher mit 2 kW, der 3 Minuten läuft, verbraucht 0,1 kWh.

Quellen & Literatur

Die Zahlen in diesem Ratgeber sind typische Bandbreiten aus den genannten Quellen. Deine eigenen Werte hängen von Standort, Preisen und Ausstattung ab. Für standortgenaue Schätzungen nutzt du am besten die verlinkten Rechner.