L'efficienza energetica è un concetto che descrive la qualità energetica delle attività. Un'attività è un processo che si svolge entro certi confini del sistema e richiede, tra l'altro, energia come input per fornire un certo output. Le uscite sono prodotti fisici o servizi energetici. L'efficienza energetica di un'attività è il rapporto tra l'energia in uscita e la quantità di energia richiesta in entrata. L'efficienza energetica è quindi una forma speciale di indicatore di produttività: considera solo l'input di energia come variabile di input.
Il termine efficienza energetica è usato sia qualitativamente che quantitativamente. Come termine qualitativo viene utilizzato, ad esempio, in relazione alle dichiarazioni sulla protezione del clima, sulla sicurezza dell'approvvigionamento energetico o sulla competitività. Il termine spesso non è specificato in modo più dettagliato.
In termini quantitativi, il rapporto tra l'output e l'input di energia è espresso in termini misurabili. Tale rapporto è anche indicato come indicatore di efficienza energetica o di produttività energetica. Il reciproco di questa quantità, cioè il rapporto tra energia in entrata e in uscita, è chiamato anche intensità energetica di un'attività. Nell'analisi di singole aziende o processi, viene utilizzato in modo trasversale anche il termine indicatore di prestazione energetica invece dei termini indicatore di efficienza energetica e intensità energetica.
Diversi parametri possono essere utilizzati come misure di uscita e di ingresso nelle informazioni quantitative sull'efficienza energetica. Ci sono quindi diverse concretizzazioni del termine efficienza energetica. A seconda delle variabili di misura utilizzate, i dati termodinamici, fisici ed economici sull'efficienza energetica possono essere distinti come varianti di base.
Oltre alle varianti di base sopra menzionate, esistono numerose forme ibride. Le rispettive varianti presentano diversi vantaggi e svantaggi e la loro scelta dipende dalle problematiche e dalle attività in esame.
Oltre alla selezione degli indicatori, ci sono sfide soprattutto nella determinazione e nella valutazione degli input e degli output. Ad esempio, i confini del sistema scelto e le condizioni quadro ipotizzate possono avere un impatto significativo su un indicatore di efficienza energetica. Inoltre, possono verificarsi anche co-prodotti indesiderati come output, che devono essere considerati a seconda della questione in esame. Inoltre, le fonti di energia utilizzate come input possono essere utilizzate sia energeticamente per la fornitura dell'output che materialmente nell'output.
Una dichiarazione sull'efficienza energetica può essere illustrata utilizzando un sistema industriale ad aria compressa: I collegamenti principali del compressorecon il suo ambiente possono essere utilizzati come confini del sistema per l'attività di alimentazione dell'aria compressa. Questi includono la porta di aspirazione, l'alimentazione elettrica e il collegamento del compressore al sistema di aria compressa a valle. Come condizione generale, si presume che il compressore aspiri aria al livello di pressione dell'ambiente e la fornisca come aria compressa ad un livello di sovrapressione di 6 bar. Per produrre l'aria compressa in uscita, il compressore richiede aria ambiente ed energia come input essenziale. Come sottoprodotto spesso inutilizzato, viene generato calore residuo. Di regola, la potenza di un compressore d'aria è solo la quantità di aria compressa prodotta. Nella tecnologia dell'aria compressa, è descritta da una specifica di volume sotto forma di un metro cubo standard, cioè da una variabile fisica misurata. La quantità di energia elettrica acquistata in chilowattora può essere considerata come input, cioè viene utilizzata una variabile misurata termodinamica. Il volume d'aria aspirato, tuttavia, non viene registrato. Il valore di efficienza energetica risultante è quindi il rapporto tra l'aria compressa prodotta in metri cubi standard per kilowattora di energia elettrica utilizzata. Spesso l'intensità energetica viene usata anche come parametro, cioè la quantità di energia elettrica utilizzata per metro cubo standard. In linea di principio, in questo contesto sarebbe concepibile includere nella dichiarazione di efficienza energetica la quantità di calore residuo generato come ulteriore rendimento nel caso di utilizzo del calore residuo.