Первичная энергия - Primary energy

Для использования в других целях см. PE.

Общее мировое предложение первичной энергии составляет 162 494 человека. ТВтч (или 13 792 Mtoe ) по видам топлива в 2017 г. (IEA, 2019)[1]:6,8

  Масло (32%)
  Уголь / Торф / Сланец (27,1%)
  Природный газ (22,2%)
  Биотопливо и отходы (9,5%)
  Ядерная (4,9%)
  Гидро (2,5%)
  Другие (Возобновляемые источники энергии ) (1.8%)

Общее мировое предложение первичной энергии составляет 162494 человека. ТВтч (или 13 792 Mtoe ) по регионам в 2017 г. (IEA, 2019)[1]

  ОЭСР (38%)
  Ближний Восток (5,4%)
  Европа / Евразия, не входящие в ОЭСР (8,0%)
  Китай (22%)
  Азия, не входящая в ОЭСР (без Китая) (13,4%)
  Америка, не входящая в ОЭСР (4,4%)
  Африка (5,8%)
  Бункеры (морские / воздушные) (3%)

Мировое производство электроэнергии по источникам в 2017 году. Общее производство составило 26 PWh.[2]

  Уголь (38%)
  Природный газ (23%)
  Гидро (16%)
  Ядерная (10%)
  Ветер (4%)
  Масло (3%)
  Солнечная (2%)
  Биотопливо (2%)
  Другое (2%)

Первичная энергия (PE) является энергия форма, встречающаяся в природе, которая не подвергалась никаким спроектированный человеком процесс преобразования. Это энергия, содержащаяся в сырых топливо, и другие формы энергии, полученные в качестве входных система. Первичная энергия может быть невозобновляемый или возобновляемый.

Если первичная энергия используется для описания ископаемого топлива, внутренная энергия топлива доступно в виде тепловой энергии, и около 70% обычно теряется при преобразовании в электрическую или механическую энергию. При преобразовании солнечной и ветровой энергии в электроэнергию наблюдаются аналогичные потери при преобразовании 60-80%, но сегодняшние конвенции ООН по статистике энергетики считают электричество, произведенное из ветра и солнца, как первичную энергию для этих источников. Одним из следствий этого метода подсчета является то, что вклад ветровой и солнечной энергии занижается по сравнению с ископаемыми источниками энергии, и поэтому на международном уровне ведутся дискуссии о том, как считать первичную энергию ветра и солнца.[3]

Общее предложение первичной энергии (TPES) представляет собой сумму производства и импорта за вычетом изменений экспорта и хранения.[4]

Понятие первичной энергии используется в статистика энергетики в сборнике энергетические балансы, а также в области энергетика. В энергетике под первичным источником энергии (ПЭС) понимаются формы энергии, необходимые энергетическому сектору для производства энергии. энергоносители используется человеческим обществом.[5]

Вторичная энергия является носителем энергии, например электричества. Они производятся путем преобразования первичного источника энергии.

PE и TPES лучше определить в контексте мировое энергоснабжение.

Примеры источников

Не следует путать первичные источники энергии с энергетическая система компоненты (или процессы преобразования), посредством которых они превращаются в энергоносители.

Первичные источники энергиипреобразованный
к		 Компонент энергетической системыкЭнергоносители (главный)
Невозобновляемый[nb 1]Ископаемое
топливо		Масло (или сырая нефть)Нефтеперегонный заводГорючее
Каменный уголь или натуральный газЭлектростанция на ископаемом топливеЭнтальпия, механическая работа или электричество
Минеральная
топливо		Природный уран[nb 2]Атомная электростанция (термоядерное деление )Электричество
Природный торийРеактор-размножитель торияЭнтальпия или электричество
ВозобновляемыйСолнечная энергияФотоэлектрические электростанция (смотрите также Солнечная энергия )Электричество
Башня солнечной энергии, солнечная печь (смотрите также Солнечная тепловая энергия )Энтальпия
Ветряная энергияВетряная электростанция (смотрите также Ветровая энергия )Механическая работа или электричество
Падающая и текущая вода, энергия приливов[6]Гидроэлектростанция, волновая ферма, приливная электростанцияМеханическая работа или электричество
Биомасса источникиЭлектростанция на биомассеЭнтальпия или электричество
Геотермальная энергияГеотермальная электростанцияЭнтальпия или электричество

Полезная энергия

Основная статья: эксергия
Первичные источники энергии трансформируются в энергетическом секторе для производства энергоносителей.

Первичные источники энергии преобразуются в преобразование энергии процессы в более удобные формы энергии, которые могут быть напрямую использованы обществом, такие как электроэнергия, изысканный топливо, или синтетическое топливо, такое как водородное топливо. В области энергетика эти формы называются энергоносители и соответствуют понятию «вторичная энергия» в энергетической статистике.

Преобразование в энергоносители (или вторичную энергию)

Энергоносители - это формы энергии, преобразованные из первичных источников энергии. Электричество - один из наиболее распространенных энергоносителей, который преобразуется из различных первичных источников энергии, таких как уголь, нефть, природный газ и ветер. Электричество особенно полезно, так как у него низкий энтропия (очень упорядочен) и поэтому может быть очень эффективно преобразован в другие формы энергии. Районное отопление еще один пример вторичной энергии.[7]

Согласно законы термодинамики, производство первичных источников энергии невозможно. Они должны быть доступны обществу, чтобы можно было производить энергоносители.[5]

Эффективность преобразования меняется. Производство тепловой, электрической и механической энергии ограничено: Теорема Карно, и генерирует много отходящее тепло. Другие нетепловые преобразования могут быть более эффективными. Например, хотя ветряные турбины не улавливают всю энергию ветра, они обладают высокой эффективностью преобразования и генерируют очень мало отработанного тепла, поскольку энергия ветра имеет низкую энтропию. В принципе солнечные фотоэлектрические преобразования могут быть очень эффективными, но преобразование тока может быть хорошо выполнено только для узких диапазонов длин волн, в то время как солнечная тепловая энергия также подлежит ограничениям эффективности Карно. Гидроэлектроэнергия также очень упорядочена и преобразуется очень эффективно. Количество полезной энергии - это эксергия системы.

Сайт и источник энергии

Энергия объекта - это термин, используемый в Северной Америке для обозначения количества энергии конечного использования всех форм, потребляемой в указанном месте. Это может быть сочетание первичной энергии (например, природного газа, сжигаемого на объекте) и вторичной энергии (например, электроэнергии). Энергия на объекте измеряется на уровне кампуса, здания или суб-здания и является основой для оплаты энергии в счетах за коммунальные услуги.[8]

Источник энергии, напротив, - это термин, используемый в Северной Америке для обозначения количества первичной энергии, потребляемой для обеспечения энергией объекта. Она всегда больше, чем энергия сайта, поскольку включает в себя всю энергию сайта и добавляет к ней энергию, потерянную во время передачи, доставки и преобразования.[9] Хотя источник или первичная энергия дает более полную картину энергопотребления, его нельзя измерить напрямую, и его необходимо рассчитать с использованием коэффициентов преобразования из измерений энергии на месте.[8] Для электричества типичное значение - три единицы энергии источника на одну единицу энергии объекта.[10] Однако это может значительно варьироваться в зависимости от таких факторов, как первичный источник энергии или вид топлива, тип электростанции и инфраструктура передачи. Полный набор коэффициентов преобразования доступен в качестве технической справки на сайте Energy STAR.[11]

Энергия объекта или источника может быть подходящей метрикой при сравнении или анализе использования энергии различными объектами. Соединенные штаты Управление энергетической информации, например, использует первичную (исходную) энергию для своих энергетических обзоров[12] но энергия объекта для исследования потребления энергии в коммерческих зданиях[13] и Обследование энергопотребления в жилых домах.[14] Соединенные штаты Агентство по охране окружающей среды с Energy STAR программа рекомендует использовать исходную энергию,[15] и Министерство энергетики США использует энергию сайта в определении здание с нулевым потреблением энергии.[16]

Outlook

Первичная энергетика. Прогнозируется с 2007 г. (ОВОС, 2010)

Энергетические аварии и гибель людей

Основная статья: Энергетические аварии

Энергетические аварии - это аварии, которые происходят в системах, которые вырабатывают энергию или мощность. Это может привести к смертельному исходу, как и нормальная работа многих систем, например, смерть из-за загрязнения.

Во всем мире уголь является причиной 100 000 смертей на триллион кВтч.[17]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ В масштабе науки 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 происходит с гораздо большей скоростью, чем минимальная скорость, с которой оно может быть обновлено геофизически. Этим объясняется различие между невозобновляемыми первичными источниками энергии (нефть, уголь, газ, уран) и возобновляемыми первичными источниками энергии (ветряная, солнечная, гидроэнергетика).
  2. ^ Немного ядерное топливо, такие как плутоний или обедненный уран, также используются на атомных электростанциях деления. Однако их нельзя считать первичными источниками энергии, поскольку они не встречаются в природе ни в каком количестве. В самом деле, должно быть потребление природного урана (первичного источника энергии), чтобы сделать эти другие виды ядерного топлива доступными.

Рекомендации

  1. ^ а б «Ключевая статистика мировой энергетики за 2019 год» (PDF). МЭА. 2019.
  2. ^ «Производство электроэнергии по источникам». Международное энергетическое агентство.
  3. ^ Сауар, Эрик. «МЭА занижает вклад солнечной и ветровой энергии в три раза по сравнению с ископаемым топливом». energypost.eu. Energy Post. Получено 22 апреля 2018.
  4. ^ «Справочник ОЭСР за 2013 год: экономическая, экологическая и социальная статистика». 2013. Получено 12 апреля 2014.
  5. ^ а б Джампьетро, ​​Марио; Маюми, Козо (2009). Заблуждение о биотопливе: заблуждение о крупномасштабном производстве агробиотоплива. Earthscan, группа Тейлор и Фрэнсис. п. 336. ISBN  978-1-84407-681-9.
  6. ^ «Энергия и окружающая среда» В архиве 2008-10-24 на Wayback Machine Дэвид А. Добсон, доктор философии, особая статья экологического центра Велти, по состоянию на 9 июля 2009 г.
  7. ^ Агентство по охране окружающей среды США Energy STAR Проверено 3 ноября 2017 г.
  8. ^ а б «Измерение энергии: энергия объекта и энергия источника в программе ENERGY STAR Portfolio Manager». Природные ресурсы Канады. Получено 8 ноября, 2017.
  9. ^ Торчеллини, Пол; Плесс, Шанти; Деру, Майкл; Кроули, Друри (июнь 2006 г.). «Здания с нулевым потреблением энергии: критический взгляд на определение» (PDF). Летнее исследование ACEEE. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии / США. Министерство энергетики.
  10. ^ "Энергия сайта против энергии источника". Всемирный банк. Получено 8 ноября, 2017.
  11. ^ «Технический справочник: источник энергии» (PDF). Получено 2017-11-09.
  12. ^ «Total Energy - Управление энергетической информации США (EIA)». www.eia.gov. Получено 2017-11-09.
  13. ^ «Исследование энергопотребления в коммерческих зданиях (CBECS) - Управление энергетической информации США (EIA)». www.eia.gov. Получено 2017-11-09.
  14. ^ «Исследование потребления энергии в жилищном секторе (RECS) - Управление энергетической информации США (EIA)». www.eia.gov. Получено 2017-11-09.
  15. ^ «Разница между источником энергии и энергии сайта». www.energystar.gov. Получено 2017-11-09.
  16. ^ «Министерство энергетики выпускает общее определение зданий, кампусов и сообществ с нулевым потреблением энергии». Energy.gov. Получено 2017-11-20.
  17. ^ Насколько опасен ваш киловатт? Мы оцениваем источники энергии-убийцы Джеймс Конка, 10 июня 2012 г.

дальнейшее чтение

  • Кайдс, Энди (ведущий автор); Катлер Дж. Кливленд (тематический редактор). 2007. «Первичная энергия». В кн .: 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 года.
  • Овергард, Сара (сентябрь 2008 г.). Определение первичной и вторичной энергии (PDF). Норвегия: Статистическое управление Норвегии. Получено 2016-12-17.

внешняя ссылка