Hierarchia energetyczna - Energy hierarchy

Hierarchia energetyczna z najbardziej uprzywilejowanymi opcjami na górze

Hierarchia Energy jest klasyfikacja energii opcji, aby pomóc priorytetowych postęp w kierunku bardziej zrównoważonej energii systemu. Jest to podobne podejście do hierarchii odpadów w celu minimalizacji wyczerpywania się zasobów i przyjmuje kolejność równoległą.

Najwyższe priorytety obejmują zapobieganie niepotrzebnemu zużyciu energii zarówno poprzez eliminację odpadów, jak i poprawę efektywności energetycznej . Kolejnym priorytetem jest zrównoważona produkcja surowców energetycznych. Wyczerpujące się i generujące odpady opcje wytwarzania energii mają najniższy priorytet.

Aby system energetyczny był zrównoważony: zasoby wykorzystywane do produkcji energii muszą być zdolne do działania w nieskończoność; przetwarzanie energii nie powinno generować szkodliwych produktów ubocznych, w tym emisji netto, ani odpadów, których nie można w pełni poddać recyklingowi; i musi być w stanie zaspokoić rozsądne zapotrzebowanie na energię.

Oszczędzanie energii

Najwyższym priorytetem w ramach hierarchii energetycznej jest oszczędzanie energii lub zapobieganie niepotrzebnemu zużyciu energii . Ta kategoria obejmuje eliminację marnotrawstwa poprzez wyłączanie niepotrzebnych świateł i urządzeń oraz unikanie niepotrzebnych podróży . Straty ciepła z budynków są głównym źródłem marnotrawstwa energii, więc poprawa izolacji i szczelności budynku może znacząco przyczynić się do oszczędzania energii.

Wiele krajów posiada agencje zachęcające do oszczędzania energii .

Efektywności energetycznej

Drugim priorytetem w hierarchii energetycznej jest zapewnienie, że wykorzystywana energia jest produkowana i zużywana efektywnie. Efektywność energetyczna ma dwa główne aspekty.

Efektywność konwersji zużycia energii

Efektywność energetyczna to stosunek wydajności produkcyjnej urządzenia do zużywanej przez nie energii.

Efektywność energetyczna miała niższy priorytet, gdy energia była tania, a świadomość jej wpływu na środowisko była niska. W 1975 r. średnie zużycie paliwa przez samochód w USA wynosiło poniżej 15 mil na galon Żarówki żarowe, które były najpopularniejszym typem do końca XX wieku, marnowały 90% energii w postaci ciepła, a tylko 10% zamieniano na użyteczne. lekki.

Ostatnio efektywność energetyczna stała się priorytetem. Ostatnie zgłoszone średnie zużycie paliwa w amerykańskich samochodach prawie podwoiło się w porównaniu z poziomem z 1975 roku; Obecnie promowane jest oświetlenie LED, które jest od pięciu do dziesięciu razy wydajniejsze niż żarówki. Wiele urządzeń gospodarstwa domowego jest obecnie zobowiązanych do umieszczania etykiet pokazujących ich efektywność energetyczną.

Sprawność konwersji produkcji energii

Straty powstają, gdy energia jest pozyskiwana z zasobów naturalnych, z których pochodzi, takich jak paliwa kopalne, materiały radioaktywne, promieniowanie słoneczne lub inne źródła. Większość produkcji energii elektrycznej odbywa się w elektrowniach cieplnych, gdzie duża część energii źródłowej jest tracona w postaci ciepła. Średnia sprawność światowej produkcji energii elektrycznej w 2009 roku wyniosła ok. 37%.

Priorytetem w hierarchii energetycznej jest poprawa efektywności przetwarzania energii, zarówno w tradycyjnych elektrowniach lub poprzez poprawę współczynnika wydajności w elektrowniach fotowoltaicznych i innych źródeł energii.

Ogólną wydajność i zrównoważony rozwój można również poprawić poprzez zmianę przepustowości lub paliwa z mniej wydajnych, mniej zrównoważonych zasobów na lepsze; ale dotyczy to głównie czwartego poziomu hierarchii.

Zrównoważona produkcja energii

Energia odnawialna opisuje naturalnie występujące, teoretycznie niewyczerpalne źródła energii. Źródła te są traktowane jako niewyczerpane lub naturalnie uzupełniane i dzielą się na dwie klasy.

Odnawialne źródła pierwiastków

Pierwsza klasa odnawialnych źródeł energii pochodzi ze źródeł klimatycznych lub elementarnych, takich jak światło słoneczne, wiatr, fale, pływy lub opady deszczu ( energia wodna ). Energia geotermalna z ciepła jądra Ziemi również należy do tej kategorii.

Są one traktowane jako niewyczerpane, ponieważ większość z nich ostatecznie pochodzi z energii emanującej ze słońca , którego żywotność szacuje się na 6,5 miliarda lat.

Bioenergia

Druga główna klasa odnawialnych źródeł energii, bioenergia , pochodzi z biomasy, gdzie stosunkowo krótki cykl wzrostu oznacza, że zużycie jest uzupełniane przez nowy wzrost. Bioenergia jest zwykle przetwarzana przez spalanie, a zatem powoduje wzrost emisji dwutlenku węgla. Jest ogólnie traktowany jako neutralny pod względem emisji dwutlenku węgla, ponieważ równoważna ilość dwutlenku węgla zostanie wyekstrahowana z atmosfery podczas cyklu wzrostu.

Źródła bioenergii mogą być stałe, takie jak drewno i rośliny energetyczne ; ciecze, takie jak biopaliwa; lub gazowe, takie jak biometan z fermentacji beztlenowej.

Produkcja energii o niskim wpływie

Kolejny priorytet w hierarchii obejmuje źródła energii, które nie są w pełni zrównoważone, ale mają niewielki wpływ na środowisko. Obejmują one wykorzystanie paliw kopalnych z wychwytywaniem i składowaniem dwutlenku węgla .

Energia jądrowa jest czasami traktowana jako źródło o niskim wpływie, ponieważ charakteryzuje się niską emisją dwutlenku węgla.

Produkcja energii o dużym wpływie

Najniższym priorytetem w hierarchii energetycznej jest produkcja energii z niezrównoważonych źródeł, takich jak niesłabnące paliwa kopalne. Niektórzy umieszczają również energię jądrową w tej kategorii, a nie w powyższej, ze względu na wymagane zarządzanie/przechowywanie wysoce niebezpiecznych odpadów radioaktywnych przez niezwykle długie (setki tysięcy lat lub więcej) ramy czasowe oraz wyczerpywanie się zasobów uranu.

Panuje zgoda, że udział takich źródeł energii musi się zmniejszyć.

W ramach tego poziomu istnieją możliwości ograniczenia negatywnych skutków poprzez przejście z najbardziej szkodliwych źródeł paliw, takich jak węgiel, na źródła mniej emisyjne, takie jak gaz.

Wiele osób sugeruje, że gdy zużycie energii o tak dużym wpływie zostanie zminimalizowane, skutki jakiegokolwiek nieuniknionego zużycia rezydualnego należy zrównoważyć przez kompensację emisji .

Początki hierarchii energetycznej

Hierarchia Energetyczna została po raz pierwszy zaproponowana w 2005 roku przez Philipa Wolfe'a , kiedy był dyrektorem generalnym Stowarzyszenia Energii Odnawialnej . Ta pierwsza wersja miała trzy poziomy; efektywność energetyczna, odnawialne źródła energii i tradycyjna produkcja energii. Został on zatwierdzony i przyjęty w 2006 roku przez konsorcjum instytucji, stowarzyszeń i innych organów w Manifeście Zrównoważonej Energii. Następnie koncepcja została przyjęta i dopracowana przez innych w przemyśle energetycznym i rządzie.

Languages

In other projects