Energia kanibalizm - Energy cannibalism

Kanibalizm energia odnosi się do efektu, gdzie szybki wzrost konkretnej branży wytwarzania energii stwarza zapotrzebowanie na energię , który używa (lub cannibalizes) energię istniejących elektrowniach . Zatem podczas szybkiego wzrostu branży jako całości nie wytwarza nową energię, ponieważ jest on używany do paliwa ucieleśnieniem energii przyszłych elektrowniach.

podstaw teoretycznych

Aby się „emisja darmo” elektrowni uzyskania netto negatywny wpływ na emisję gazów cieplarnianych z dostaw energii muszą produkować wystarczająco emisji mniej energii elektrycznej , aby zrównoważyć zarówno emisji gazów cieplarnianych, który jest bezpośrednio odpowiedzialny za (na przykład z betonu używana wybudować elektrownię jądrową) oraz do zrekompensowania emisji gazów cieplarnianych pochodzących z energii elektrycznej wytworzonej na jej budowę (np jeśli węgiel jest wykorzystywany do wytwarzania energii elektrycznej podczas budowy elektrowni jądrowej). To może stać się wyzwaniem podczas szybkiego wzrostu emisji „wolne” technologii, ponieważ może to wymagać budowy dodatkowych elektrowni starszej technologii tylko do zasilania budowę nowej emisji „wolne” technologii.

Pochodzenie

Po pierwsze, wszystkie poszczególne elektrownie określonego typu może być postrzegana jako jeden kruszywa roślinnego lub zespół i można zaobserwować na jego zdolność do zmniejszenia emisji, jak rośnie. Zdolność ta jest pierwszą w zależności od czasu zwrotu energii rośliny. Kruszywa o łącznej mocy zainstalowanej (w GW) daje: ${\ Displaystyle C_ {T}}$

${\ Displaystyle E_ {T} = t \ cdot C_ {T} = \ t \ cdot sumę _ {n = 1} ^ {A} C_ {n}}$

( 1 )

energii elektrycznej, w którym (w godzinach rocznie) jest ułamkiem czasu, w którym zakład jest uruchomiony na pełnych obrotach, to pojemność poszczególnych elektrowni i jest liczba roślin. Jeśli założymy, że przemysł energii rośnie w tempie (w jednostkach 1 / rok, na przykład 10% wzrost = 0,1 / rok), spowoduje to zwiększenie zdolności stosunek (w GW / rok) ${\ T} displaystyle$${\ Displaystyle C_ {n}}$${\ Displaystyle N}$${\ Displaystyle R}$

${\ Displaystyle r \ cdot C_ {T}}$,

( 2 )

Po roku energia elektryczna produkowana byłaby

${\ C_ displaystyle r \ cdot {T} \ cdot 8760 \ h}$,

( 3 )

Czas, w którym jednostka elektrownia trwa płacić za siebie jeśli chodzi o energię potrzebną na jego cyklu życia , lub czas zwrotu nakładów energii , jest podana przez głównego energii zainwestowanej (w ciągu całego cyklu życia) , podzielona przez wyprodukowanej energii ( lub energii z paliw kopalnych zapisana) rocznie . Zatem jeśli czas zwrotu energii typu roślin jest (w latach) stopa inwestycji energia potrzebna do trwałego wzrostu całego zespołu elektrowni jest przez kanibalistycznej energii : ${\ Displaystyle E_ {P}}$${\ Displaystyle E_ {Ann}}$${\ Displaystyle E_ {P} / {E_ Ann}}$${\ Displaystyle E_ {Can}}$

${\ E_ displaystyle Can {} = {\ Frac {E_ {P}} {E_ {Ann}}} \ cdot r \ cdot C_ {T} \ cdot T}$

( 4 )

Elektrownia zespół nie przyniesie żadnej energii netto, jeżeli cannibalistic energia jest równoważna całkowitej energii wyprodukowanej. Tak więc przez ustawienie wzoru ( 1 ) wynosi ( 4 ), uzyskując następujące wyniki:

${\ Displaystyle {\ Frac {E_ {P}} {E_ {Ann}}} \ cdot r \ cdot C_ {T} \ cdot T = C_ {T} \ cdot T}$

( 5 )

i wykonując kilka prostych algebry upraszcza się do:

${\ Displaystyle {\ Frac {E_ {P}} {E_ {Ann}}} = {\ Frac {1} {R}}}$

( 6 )

Więc jeśli ktoś na tempo wzrostu jest równy czasowi zwrotu energii, łączna rodzaj zakładu energetycznego nie wytwarza energii netto aż wzrost spowalnia.

Emisja gazów cieplarnianych

Analiza ta była dla energetyki , ale ta sama analiza jest prawdziwe w odniesieniu do emisji gazów cieplarnianych . Zasada emisje gazów cieplarnianych emitowanych w celu zapewnienia elektrowni podzielonej przez przesunięcie emisji każdego roku musi być równa jednej nad tempem wzrostu typu zasilania do progu rentowności.

Przykład

Na przykład, jeżeli zwrot energii wynosi 5 lat, a wzrost pojemność wynosi 20%, brak energii netto jest produkowany i brak emisji gazów cieplarnianych są kompensowane, jeżeli tylko moc wejściowa do wzrostu jest kopalnych w okresie wzrostu.

Aplikacje dla przemysłu nuklearnego

W artykule „termodynamicznej Ograniczenia zastosowanie energii jądrowej jako Greenhouse Gas Technology” Ograniczenie niezbędnego tempa wzrostu, r, energetyki jądrowej został obliczony na 10,5%. Dynamika ta jest bardzo podobna do limitu 10% w wyniku zwrotu energii przykład dla energetyki jądrowej w Stanach Zjednoczonych obliczonej w ten sam artykuł z analizy cyklu życia energii.

Wyniki te wskazują, że wszelkie strategie energetyczne z zamiarem obniżając emisję gazów cieplarnianych z rozmieszczenia dodatkowych reaktorów jądrowych nie będzie skuteczna, chyba że przemysł energii jądrowej w USA poprawia jego efektywność .

Niektóre z nakładu energii w elektrowniach jądrowych występuje jako produkcja z betonu , który zużywa mało energii elektrycznej z elektrowni.

Wnioski do innych branż

Podobnie jak w przypadku elektrowni jądrowych, zapór wodnych są zbudowane z dużej ilości betonu, który utożsamia się znacznych emisji CO2, ale niewiele zużycia energii. Długa żywotność hydroplants następnie przyczynić się do pozytywnego stosunku mocy przez dłuższy czas niż w większości innych elektrowniach.

Do oddziaływania na środowisko energii słonecznej , czas zwrotu energii układu generującego moc jest czas potrzebny do wytworzenia jak największej ilości energii zostało zużyte podczas produkcji systemu. W 2000 roku czas zwrotu energii systemów fotowoltaicznych została oszacowana lat 8 do 11, aw 2006 roku było to szacuje się na 1,5 do 3,5 roku dla systemów PV krystalicznego krzemu i 1-1,5 roku dla technologii cienkich folii (S. Europie). Podobnie, zwrot energii inwestycji (eroi) jest brane pod uwagę.

Dla energii wiatrowej , energii zwrotu wynosi około jednego roku.

Referencje