Первичная энергия
Общее мировое потребление первичной энергии по типам в 2020 г. [1]
Общий мировой объем поставок первичной энергии составил 162 494 ТВт-ч (или 13 792 млн т н. э .) по регионам в 2017 г. (МЭА, 2019 г.) [2]
Первичная энергия ( PE ) — это энергия, встречающаяся в природе, которая не подвергалась никакому процессу преобразования, созданному человеком. Он охватывает энергию, содержащуюся в сыром топливе , и другие формы энергии, включая отходы, получаемые в качестве входных данных в систему . Первичная энергия может быть невозобновляемой или возобновляемой .
Общее предложение первичной энергии ( TPES ) представляет собой сумму производства и импорта плюс или минус изменения запасов, минус экспорт и международное бункерное хранение. [3] Международные рекомендации по статистике энергетики (IRES) отдают предпочтение общему энергоснабжению (TES) в качестве этого показателя. [4] Эти выражения часто используются для описания общего энергоснабжения национальной территории.
Вторичная энергия – это носитель энергии, такой как электричество. Они производятся путем преобразования первичного источника энергии.
Первичная энергия используется в качестве показателя в энергетической статистике при составлении энергетических балансов . [5] а также в области энергетики. В энергетике первичный источник энергии (ПЭС) относится к формам энергии, необходимым энергетическому сектору для производства энергоносителей, используемых человеческим обществом. [6] Первичная энергия учитывает только сырую энергию, а не полезную энергию, и не может должным образом учитывать потери энергии, особенно большие потери в тепловых источниках. Поэтому в нем обычно сильно недооцениваются нетепловые возобновляемые источники энергии.
Примеры источников
[ редактировать ]
Первичные источники энергии не следует путать с компонентами энергосистемы (или процессами преобразования), посредством которых они преобразуются в энергоносители.
Полезная энергия
[ редактировать ]
Первичные источники энергии преобразуются в процессах преобразования энергии в более удобные формы энергии, которые могут напрямую использоваться обществом, такие как электроэнергия , очищенное топливо или синтетическое топливо, такое как водородное топливо . В области энергетики эти формы называются энергоносителями и соответствуют понятию «вторичная энергия» в энергетической статистике.
Преобразование в энергоносители (или вторичную энергию)
[ редактировать ]Энергоносители – это формы энергии, преобразованные из первичных источников энергии. Электричество является одним из наиболее распространенных энергоносителей, поскольку оно преобразуется из различных первичных источников энергии, таких как уголь, нефть, природный газ и ветер. Электричество особенно полезно, поскольку оно имеет низкую энтропию (высокоупорядочено) и поэтому может очень эффективно преобразовываться в другие формы энергии. Централизованное теплоснабжение является еще одним примером вторичной энергии. [8]
Согласно законам термодинамики , первичные источники энергии не могут быть произведены. Они должны быть доступны обществу, чтобы обеспечить производство энергоносителей. [6]
Эффективность преобразования варьируется. Производство тепловой энергии, электричества и механической энергии ограничено теоремой Карно и приводит к образованию большого количества отходящего тепла . Другие нетепловые преобразования могут быть более эффективными. Например, хотя ветряные турбины не улавливают всю энергию ветра, они имеют высокую эффективность преобразования и выделяют очень мало отработанного тепла, поскольку энергия ветра имеет низкую энтропию. В принципе, солнечное фотоэлектрическое преобразование может быть очень эффективным, но преобразование тока может быть эффективным только для узких диапазонов длин волн, тогда как солнечная тепловая энергия также подчиняется ограничениям эффективности Карно. Гидроэлектроэнергия также очень упорядочена и преобразуется очень эффективно. Количество полезной энергии – это эксергия системы.
Место и источник энергии
[ редактировать ]Энергия объекта — это термин, используемый в Северной Америке для обозначения количества конечной энергии всех форм, потребляемой в определенном месте. Это может быть смесь первичной энергии (например, природного газа, сжигаемого на объекте) и вторичной энергии (например, электричества). Энергия на объекте измеряется на уровне кампуса, здания или подземного здания и является основой для расчета затрат на электроэнергию в счетах за коммунальные услуги. [9]
Энергия источника, напротив, — это термин, используемый в Северной Америке для обозначения количества первичной энергии, потребляемой для обеспечения электроэнергией объекта. Она всегда больше энергии сайта, так как включает в себя всю энергию сайта и добавляет к ней энергию, потерянную при передаче, доставке и преобразовании. [10] Хотя источник или первичная энергия дает более полную картину энергопотребления, ее нельзя измерить напрямую, и ее необходимо рассчитывать с использованием коэффициентов преобразования на основе измерений энергии на объекте. [9] Для электроэнергии типичное значение составляет три единицы энергии источника на одну единицу энергии объекта. [11] Однако это может значительно варьироваться в зависимости от таких факторов, как первичный источник энергии или тип топлива, тип электростанции и инфраструктура передачи. Один полный набор коэффициентов пересчета доступен в виде технической справки на сайте Energy STAR . [12]
Энергия объекта или источника может быть подходящим показателем при сравнении или анализе энергопотребления различных объектов. США использует первичную (источниковую) энергию для своих обзоров энергетики. Управление энергетической информации Например, [13] но энергия на объекте для обследования энергопотребления коммерческих зданий [14] и обследование энергопотребления жилых зданий. [15] США по охране окружающей среды Агентства Программа Energy STAR рекомендует использовать [16] а Министерство энергетики США использует энергию объекта в своем определении здания с нулевым потреблением энергии . [17]
Соглашения о коэффициентах пересчета
[ редактировать ]
используется первичная энергия Там, где для описания ископаемого топлива , воплощенная энергия топлива доступна в виде тепловой энергии, и около двух третей обычно теряется при преобразовании в электрическую или механическую энергию. Потери при преобразовании гораздо менее значительны, когда гидроэлектроэнергия, ветровая и солнечная энергия производят электроэнергию, но сегодняшние конвенции ООН по энергетической статистике считают электроэнергию, произведенную гидроэлектроэнергией, ветром и солнечной энергией, самой первичной энергией для этих источников. Одним из последствий использования первичной энергии в качестве энергетического показателя является то, что вклад гидро-, ветровой и солнечной энергии занижается по сравнению с ископаемыми источниками энергии , и, следовательно, ведутся международные дебаты о том, как считать энергию из нетепловых возобновляемых источников энергии, со многими оценками. их занижение примерно в три раза. [18] Ложное представление о том, что вся первичная энергия из термических источников ископаемого топлива должна быть заменена эквивалентным количеством нетепловых возобновляемых источников энергии (в чем нет необходимости, поскольку потери при преобразовании не должны быть возмещены), было названо «заблуждением первичной энергии».
См. также
[ редактировать ]
- Энергетика
- Развитие энергетики
- Энергетический микс
- Энергетическая система
- Список стран по общему потреблению и производству первичной энергии
Примечания
[ редактировать ]- ^ В масштабах наук о Земле все первичные источники энергии можно считать возобновляемыми. Невозобновляемая сущность ресурсов (ПЭУ) обусловлена масштабом потребностей человеческого общества. В определенных ситуациях использование ресурсов человеческим обществом осуществляется со значительно более высокой скоростью, чем минимальная скорость, с которой они могут геофизически возобновляться. Это является причиной дифференциации невозобновляемых первичных источников энергии (нефть, уголь, газ, уран) и возобновляемых первичных источников энергии (ветер, солнечная энергия, гидроэнергия).
- ^ Некоторые виды ядерного топлива , такие как плутоний или обедненный уран , также используются на атомных электростанциях. Однако их нельзя считать первичными источниками энергии, поскольку они не встречаются в природе ни в каком количестве. Действительно, чтобы сделать эти другие виды ядерного топлива доступными, необходимо потребление природного урана (основного источника энергии).
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Статистический обзор мировой энергетики (2021 г.)» (PDF) . п. 13. Архивировано (PDF) из оригинала 15 августа 2021 года . Проверено 19 августа 2021 г.
- ^ «Основная мировая энергетическая статистика за 2019 год» (PDF) . МЭА. 2019.
- ^ ОЭСР (2012). Справочник ОЭСР 2013: Экономическая, экологическая и социальная статистика . Справочник ОЭСР. Издательство ОЭСР. п. 108. дои : 10.1787/factbook-2013-en . ISBN 9789264177062 . Проверено 16 августа 2021 г.
- ^ Департамент экономических и социальных вопросов (2018). Международные рекомендации по статистике энергетики (PDF) . Нью-Йорк: Организация Объединенных Наций. п. 105 137.
- ^ «Первичная энергия» . Глоссарий . Вашингтон, округ Колумбия: Агентство энергетической информации США . Проверено 18 августа 2021 г.
- ^ Jump up to: а б Джампьетро, Марио; Маюми, Кодзо (2009). Заблуждение о биотопливе: заблуждение крупномасштабного производства агробиотоплива . Earthscan, группа Тейлора и Фрэнсиса. п. 336. ИСБН 978-1-84407-681-9 .
- ^ «Энергия и природная среда». Архивировано 24 октября 2008 г. в Wayback Machine Дэвидом А. Добсоном, доктором философии, Тематическая статья Экологического центра Уэлти, по состоянию на 9 июля 2009 г.
- ^ US EPA Energy STAR Получено 3 ноября 2017 г.
- ^ Jump up to: а б «Измерение энергии: энергия объекта и энергия источника в ENERGY STAR Portfolio Manager» . Природные ресурсы Канады . 28 марта 2017 г. Проверено 8 ноября 2017 г.
- ^ Торчеллини, Пол; Пожалуйста, Шанти; Деру, Майкл; Кроули, Друри (июнь 2006 г.). «Здания с нулевым энергопотреблением: критический взгляд на определение» (PDF) . Летнее исследование ACEEE . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии/Министерство энергетики США.
- ^ «Энергия объекта против энергии источника» . Всемирный Банк . Проверено 8 ноября 2017 г.
- ^ «Технический справочник: Источник энергии» (PDF) . Проверено 9 ноября 2017 г.
- ^ «Total Energy — Управление энергетической информации США (EIA)» . www.eia.gov . Проверено 9 ноября 2017 г.
- ^ «Обследование энергопотребления коммерческих зданий (CBECS) — Управление энергетической информации США (EIA)» . www.eia.gov . Проверено 9 ноября 2017 г.
- ^ «Обследование энергопотребления в жилых домах (RECS) – Управление энергетической информации США (EIA)» . www.eia.gov . Проверено 9 ноября 2017 г.
- ^ «Разница между энергией источника и места» . www.energystar.gov . Проверено 9 ноября 2017 г.
- ^ «DOE публикует общее определение зданий, кампусов и сообществ с нулевым энергопотреблением» . Energy.gov.ru . Проверено 20 ноября 2017 г.
- ^ Сауар, Эрик (31 августа 2017 г.). «МЭА занижает вклад солнечной и ветровой энергии в три раза по сравнению с ископаемым топливом» . Energypost.eu . Энергетический пост . Проверено 22 апреля 2018 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Кайдс, Энди (ведущий автор); Катлер Дж. Кливленд (редактор темы). 2007. «Первичная энергетика». В: Энциклопедия Земли. Ред. Катлер Дж. Кливленд (Вашингтон, округ Колумбия: Коалиция экологической информации, Национальный совет по науке и окружающей среде). [Впервые опубликовано в Энциклопедии Земли 1 июня 2006 г.; Последняя редакция: 14 августа 2007 г.; Проверено 15 ноября 2007 г.
- Овергаард, Сара (сентябрь 2008 г.). Определение первичной и вторичной энергии (PDF) . Норвегия: Статистическое управление Норвегии . Проверено 17 декабря 2016 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Энциклопедия Земли: Первичная энергия
- Наш глоссарий по энергетическому будущему: первичные источники энергии
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
