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 году (МЭА, 2019) [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 ( ОППЭ ) 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 как мера в энергетической статистике при составлении энергетических балансов [5] , а также в области энергетики. В энергетике первичный источник энергии (ПЭУ) относится к формам энергии, необходимым энергетическому сектору для производства энергоносителей, используемых человеческим обществом. [6] В первичной энергетике учитывается только сырая энергия, а не полезная энергия, и не учитываются потери энергии, особенно большие потери в тепловых источниках. Поэтому в нем обычно сильно недооцениваются нетепловые возобновляемые источники энергии.
Первичные источники энергии не следует путать с компонентами энергосистемы (или процессами преобразования), посредством которых они преобразуются в энергоносители.
.png/1280px-Different_energy_forms_(PES).png)
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.
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 быть очень эффективно преобразовано 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.
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 потребления энергии, его нельзя измерить напрямую, и его необходимо рассчитывать с использованием коэффициентов преобразования на основе измерений энергии на месте. [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. Например, Управление энергетической информации США использует первичную (источниковую) энергию для своих обзоров энергопотребления [13], а энергию объекта для обследования энергопотребления коммерческих зданий [14] и обследования энергопотребления жилых зданий. [15] Программа Energy STAR Агентства по охране окружающей среды США рекомендует использовать энергию источника, [16] а Министерство энергетики США использует энергию объекта в своем определении здания с нулевой чистой энергией . [17]
Там, где для описания ископаемого топлива используется первичная энергия , воплощенная энергия топлива доступна в виде тепловой энергии, и около 70% обычно теряется при преобразовании в электрическую или механическую энергию. Потери при преобразовании гораздо менее значительны, когда гидроэлектроэнергия, энергия ветра 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]
