Чистый прирост энергии ( NEG ) — это концепция, используемая в энергетической экономике , которая относится к разнице между энергией, затраченной на сбор источника энергии, и количеством энергии, полученной в результате этого сбора. [1] Чистый прирост энергии, который может быть выражен в джоулях , отличается от чистой финансовой выгоды, которая может быть получена в результате процесса сбора энергии, тем, что различные источники энергии (например, природный газ , уголь и т. д.) могут иметь разную цену за одно и то же количество энергии.
Чистый прирост энергии достигается за счет траты меньшего количества энергии на приобретение источника энергии, чем содержится в потребляемом источнике. То есть
Факторы, которые следует учитывать при расчете NEG, — это тип энергии, способ использования и получения энергии, а также методы, используемые для хранения или транспортировки энергии. Также возможно чрезмерно усложнить уравнение бесконечным числом внешних факторов и неэффективностей, которые могут присутствовать в процессе сбора энергии.
Определение источника энергии не является строгим. Все, что может обеспечить энергией что-либо еще, может подходить под это определение. Дрова в печи полны потенциальной тепловой энергии ; в автомобиле механическая энергия получается при сгорании бензина, а сгорание угля преобразуется из тепловой в механическую, а затем в электрическую энергию . Примеры источников энергии включают:
Термин «чистый прирост энергии» можно использовать несколько по-разному:
Обычное определение чистого прироста энергии сравнивает энергию, необходимую для извлечения энергии (то есть, чтобы найти ее, извлечь из земли, очистить ее и отправить потребителю энергии), с количеством энергии, произведенной и переданной пользователю из некоторого (обычно подземного) энергетического ресурса. Чтобы лучше понять это, предположим, что экономика имеет определенное количество конечных запасов нефти , которые все еще находятся под землей, неизвлеченные. Чтобы получить эту энергию, часть добытой нефти необходимо потребить в процессе добычи для работы двигателей, приводящих в действие насосы, поэтому после добычи чистая произведенная энергия будет меньше, чем количество энергии в земле до добычи, потому что часть пришлось израсходовать.
Энергию извлечения можно рассматривать двумя способами: прибыльно извлекаемая (NEG>0) или нерентабельно извлекаемая (NEG<0). Например, в нефтяных песках Атабаски , сильно рассеянная природа битуминозных песков и низкая цена сырой нефти делали их добычу нерентабельной до конца 1950-х годов (NEG<0). С тех пор цена на нефть выросла, и была разработана новая технология паровой экстракции, что позволило пескам стать крупнейшим поставщиком нефти в Альберте (NEG>0).
Иная ситуация с устойчивыми источниками энергии, такими как гидроэлектростанции , ветровые , солнечные и геотермальные источники энергии, поскольку здесь нет резервов, которые нужно учитывать (кроме времени жизни Солнца), но энергия непрерывно поступает, поэтому учитывается только энергия, необходимая для извлечения.
Во всех случаях извлечения энергии жизненный цикл устройства извлечения энергии имеет решающее значение для коэффициента NEG. Если устройство извлечения выводится из эксплуатации через 10 лет, его NEG будет значительно ниже, чем если бы оно работало в течение 30 лет. Поэтому вместо этого можно использовать «время окупаемости энергии » (иногда называемое амортизацией энергии), которое представляет собой время, обычно указываемое в годах, в течение которого завод должен работать, пока текущий NEG не станет положительным (т. е. пока с завода не будет собрано количество энергии, необходимое для инфраструктуры завода).
Чистый прирост энергии биотоплива стал особым источником споров для этанола, полученного из кукурузы ( биоэтанола ). Фактическая чистая энергия производства биотоплива в значительной степени зависит как от биоисточника, который преобразуется в энергию, как он выращивается и собирается (и в частности, от использования нефтяных удобрений ), так и от того, насколько эффективен процесс преобразования в полезную энергию. Подробности об этом можно найти в статье «Баланс энергии топлива этанола» . Аналогичные соображения применимы также к биодизелю и другим видам топлива.
ISO 13602-1 предоставляет методы анализа, характеристики и сравнения технических энергетических систем (TES) со всеми их входами, выходами и факторами риска. Он содержит правила и рекомендации по методологии таких анализов. [2]
ISO 13602-1 описывает средства установления отношений между входами и выходами (чистая энергия) и, таким образом, упрощения сертификации , маркировки и этикетирования , сопоставимых характеристик, коэффициента полезного действия , планирования энергетических ресурсов, оценки воздействия на окружающую среду, значимой энергетической статистики и прогнозирования прямых входов природных энергетических ресурсов или энергетического обеспечения, инвестиций в технические энергетические системы и выполненных и ожидаемых будущих выходов энергетических услуг. [2]
В стандарте ISO 13602-1:2002 возобновляемый ресурс определяется как «природный ресурс, для которого отношение создания природного ресурса к выходу этого ресурса из природы в техносферу равно или больше единицы».
В 1920-х годах на каждый баррель сырой нефти, использованный в процессе добычи и переработки, приходилось 50 баррелей (7,9 м 3 ) сырой нефти . Сегодня на каждый использованный баррель приходится только 5 баррелей (0,79 м 3 ). Когда чистый прирост энергии источника энергии достигает нуля, этот источник больше не вносит вклад в экономику. [ необходима цитата ]
