Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Иерархия энергии с наиболее предпочтительными вариантами вверху
Часть серии о
Устойчивая энергия
Ветряные турбины возле Вендсисселя, Дания (2004 г.)
Обзор
Энергосбережение
Возобновляемая энергия
Экологичный транспорт

Иерархия Energy является классификация энергетических вариантов, приоритетных для содействия прогрессу в направлении более устойчивой энергетической системы. Это аналогичный подход к иерархии отходов для минимизации истощения ресурсов с параллельной последовательностью.

Высшие приоритеты включают предотвращение ненужного использования энергии как за счет сокращения отходов, так и за счет повышения энергоэффективности . Следующим приоритетом является устойчивое производство энергоресурсов. Варианты производства энергии с истощающими и отходящими источниками энергии являются самым низким приоритетом.

Для того, чтобы энергетическая система была устойчивой: ресурсы, используемые для производства энергии, должны быть рассчитаны на неограниченный срок службы; преобразование энергии не должно приводить к возникновению вредных побочных продуктов, включая чистые выбросы, или отходов, которые нельзя полностью переработать; и он должен быть в состоянии удовлетворить разумные потребности в энергии.

Энергосбережение [ править ]

Основная статья: Энергосбережение

Главный приоритет Энергетической Иерархии - это энергосбережение или предотвращение ненужного использования энергии . В эту категорию входит устранение отходов за счет выключения ненужных огней и бытовых приборов и недопущения ненужных поездок . Потери тепла в зданиях являются основным источником потерь энергии [1], поэтому улучшение теплоизоляции и герметичности зданий может внести значительный вклад в энергосбережение. [2]

Во многих странах есть агентства, поощряющие энергосбережение . [3] [4]

Энергоэффективность [ править ]

Второй приоритет в энергетической иерархии - обеспечение эффективного производства и потребления энергии. Энергоэффективность имеет два основных аспекта.

Эффективность преобразования потребления энергии [ править ]

Основная статья: Эффективное использование энергии

Энергоэффективность - это отношение производственной мощности устройства к потребляемой энергии. [5]

Энергоэффективность была менее приоритетной, когда энергия была дешевой, а осведомленность о ее воздействии на окружающую среду была низкой. В 1975 году средняя экономия топлива автомобиля в США составляла менее 15 миль на галлон [6]. Лампы накаливания, которые были наиболее распространенным типом до конца 20 века, расходуют 90% своей энергии в виде тепла, и только 10%. преобразован в полезный свет. [7]

В последнее время приоритетом стала энергоэффективность. [8] Согласно последним данным, средняя топливная эффективность американских автомобилей почти удвоилась по сравнению с уровнем 1975 года; [6] Сейчас продвигается светодиодное освещение, которое в пять-десять раз эффективнее ламп накаливания. [9] Многие бытовые приборы теперь должны иметь этикетки, показывающие их энергоэффективность.

Эффективность преобразования производства энергии [ править ]

Основная статья: Эффективность преобразования энергии

Убытки возникают, когда энергия извлекается из природных ресурсов, из которых она получена, таких как ископаемое топливо, радиоактивные материалы, солнечное излучение или другие источники. Большая часть электроэнергии производится на тепловых электростанциях, где большая часть энергии теряется в виде тепла. Средняя эффективность мирового производства электроэнергии в 2009 году составила около 37%. [10]

Приоритетом в энергетической иерархии является повышение эффективности преобразования энергии, будь то на традиционных электростанциях [11] или путем улучшения коэффициента производительности фотоэлектрических электростанций [12] и других источников энергии.

Общая эффективность и устойчивость также могут быть улучшены путем переключения мощностей или топлива с менее эффективных, менее устойчивых ресурсов на более качественные; но в основном это относится к четвертому уровню иерархии.

Устойчивое производство энергии [ править ]

Основная статья: Возобновляемая энергия

Возобновляемая энергия описывает природные, теоретически неисчерпаемые источники энергии. [13] Эти источники считаются неисчерпаемыми или естественно пополняемыми и делятся на два класса.

Элементные возобновляемые источники энергии [ править ]

Первый класс возобновляемых источников энергии происходит из климатических или элементарных источников [14], таких как солнечный свет, ветер, волны, приливы или осадки ( гидроэнергетика ). Геотермальная энергия от тепла ядра Земли также попадает в эту категорию.

Они считаются неисчерпаемыми, поскольку большинство из них в конечном итоге происходит за счет энергии, исходящей от Солнца , срок службы которого оценивается в 6,5 миллиардов лет. [15]

Биоэнергетика [ править ]

Другой основной класс возобновляемых источников энергии, биоэнергетика , [16] происходит из биомассы, где относительно короткий цикл выращивания означает, что использование пополняется за счет нового роста. Биоэнергия обычно преобразуется путем сжигания, что приводит к выбросам углерода. В целом он считается углеродно-нейтральным, потому что эквивалентное количество углекислого газа будет извлечено из атмосферы во время цикла выращивания. [17]

Источники биоэнергии могут быть твердыми, например, древесина и энергетические культуры ; жидкость, например биотопливо; или газообразный, такой как биометан от анаэробного сбраживания. [18]

Производство энергии с низким уровнем воздействия [ править ]

Основная статья: Низкоуглеродистая энергия

Следующий приоритет в иерархии охватывает источники энергии, которые не являются полностью устойчивыми, но оказывают незначительное воздействие на окружающую среду. К ним относятся использование ископаемого топлива с улавливанием и хранением углерода . [19]

Ядерная энергия иногда рассматривается как источник с низким уровнем воздействия, поскольку она имеет низкие выбросы углерода.

Производство высокоэффективной энергии [ править ]

Самый низкий приоритет в энергетической иерархии - производство энергии с использованием неустойчивых источников, таких как неослабленные ископаемые виды топлива. Некоторые также относят ядерную энергию к этой категории, а не к указанной выше, из-за необходимости обращения / хранения очень опасных радиоактивных отходов в течение чрезвычайно длительных (сотни тысяч лет и более) сроков [20] и истощения ресурсов урана. [21]

По общему мнению, доля таких источников энергии должна снизиться. [22]

На этом уровне есть возможности для ограничения неблагоприятных воздействий путем переключения с наиболее вредных источников топлива, таких как уголь, на источники с меньшими выбросами, такие как газ. [23]

Многие предполагают, что, когда использование энергии при таком сильном ударе было сведено к минимуму, эффекты любого неизбежного остаточного использования должны быть уравновешены компенсацией выбросов . [24]

Истоки энергетической иерархии [ править ]

Иерархия Energy была впервые предложена в 2005 году Филип Вулф , [25] , когда он был генеральный директор Ассоциации возобновляемой энергетики . В первой версии было три уровня; энергоэффективность, возобновляемые источники энергии и традиционное производство энергии. Он был одобрен и принят в 2006 году консорциумом институтов, ассоциаций и других органов в Манифесте об устойчивой энергетике. [26] Впоследствии концепция была принята и уточнена другими в энергетической отрасли [27] и в правительстве. [28] [29]

См. Также [ править ]

  • Энергетический закон
  • Энергетическая политика
  • Список книг по вопросам энергетики
  • Иерархия потребностей Маслоу
  • Путь мягкой энергии
  • Иерархия отходов

Ссылки [ править ]

  1. ^ Бартлетт, Дэйв. «Десять основных способов расходования энергии и воды в зданиях» . AOL Energy. Архивировано из оригинального 23 ноября 2012 года . Проверено 25 февраля 2013 года .
  2. ^ «Энергосбережение в зданиях и общественных системах» . О ECBCS . Международное энергетическое агентство. Архивировано из оригинального 15 декабря 2012 года . Проверено 23 февраля 2013 года .
  3. ^ «Энергоэффективность и возобновляемые источники энергии» . Министерство энергетики США . Проверено 23 февраля 2013 года .
  4. ^ Соединенное Королевство. «Энергосберегающий трест» . Фонд энергосбережения . Проверено 23 февраля 2013 года .
  5. ^ «Определение и значение энергоэффективности» . Деловой словарь . Проверено 23 февраля 2013 года .
  6. ^ a b «Легкие автомобильные технологии, выбросы углекислого газа и тенденции экономии топлива: с 1975 по 2011 год» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды США . Проверено 23 февраля 2013 года .
  7. ^ "Узнайте о светодиодах" . Energy Star . Проверено 23 февраля 2013 года .
  8. ^ «Энергосбережение будет первым приоритетом политики на 2030 год» (PDF) . Энергетические города (Европа) . 20 ноября 2012 года Архивировано из оригинального (PDF) на 29 января 2013 года . Проверено 23 февраля 2013 года .
  9. ^ «Основы светодиодов» . Твердотельное освещение . USDOE Энергоэффективность и возобновляемые источники энергии . Проверено 23 февраля 2013 года .
  10. ^ «Энергетический баланс мира 2009 г.» . Международное энергетическое агентство . Проверено 23 февраля 2013 года .
  11. ^ «Эффективность производства электроэнергии» . Eurelectric . Проверено 23 февраля 2013 года .
  12. ^ «2012» (PDF) . Фотоэлектрический отчет . Институт систем солнечной энергии им. Фраунгофера ISE. Архивировано 5 ноября 2012 года из оригинального (PDF) . Проверено 23 февраля 2013 года .
  13. ^ «Что такое возобновляемая энергия» . Деловой словарь . Проверено 23 февраля 2013 года .
  14. ^ «Возобновляемая энергия» . Манчестерский университет. Архивировано из оригинала на 2013-04-19 . Проверено 23 февраля 2013 года .
  15. ^ "Какова будет продолжительность жизни Солнца?" . Спросите космического ученого . НАСА . Проверено 23 февраля 2013 года .
  16. ^ «Типы возобновляемых источников энергии» . Мир возобновляемых источников энергии . Проверено 23 февраля 2013 года .
  17. ^ Pingoud, Ким; и другие. «Заготовки из древесины» (PDF) . Руководящие принципы МГЭИК по национальным кадастрам парниковых газов. 4 . Проверено 23 февраля 2013 года . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  18. ^ "Что такое биоэнергетика?" . Биоэнергетика Wiki. Архивировано из оригинального 20 марта 2013 года . Проверено 23 февраля 2013 года .
  19. ^ «Улавливание и хранение углекислого газа» (PDF) . Технический отчет . МГЭИК. Архивировано 5 октября 2011 года из оригинального (PDF) . Проверено 23 февраля 2013 года .
  20. ^ Sovacool, Бенджамин (2011). Конкурс на будущее атомной энергетики . Сингапур: World Scientific. п. 308. DOI : 10.1142 / 7895 . ISBN 978-981-4322-75-1.
  21. ↑ Чой, Чарльз. «Снижение предложения урана омрачает будущее ядерной энергетики» . Мировая наука . Проверено 23 февраля 2013 года .
  22. ^ "Энергетическое видение планеты под давлением" . Международная программа геосферы-биосферы . Проверено 23 февраля 2013 года .
  23. ^ Salovaara, Джексон (2011). Переход с угля на природный газ и сокращение выбросов CO2 (PDF) . Гарвард (Диссертация) . Проверено 23 февраля 2013 года .
  24. ^ Liyanage, Чандратилак Де Силва. «Устойчивое управление энергетикой и КСО» . Энциклопедия корпоративной социальной ответственности . Проверено 23 февраля 2013 года . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  25. ^ Вулф, Филипп. «Предлагаемая энергетическая иерархия» (PDF) . WolfeWare . Проверено 23 февраля 2013 года .
  26. ^ «Группы высвобождают энергию„манифеста “ » . BBC . 19 апреля 2006 . Проверено 23 февраля 2013 года .
  27. ^ Институт инженеров-механиков (2009). «Энергетическая иерархия» . Заявление об энергетической политике (9/03). Архивировано из оригинала на 2012-06-25 . Проверено 23 февраля 2013 года . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  28. ^ «Мышление иначе - энергетическая иерархия» . Национальный архив правительства Великобритании. Архивировано из оригинала на 2011-01-18 . Проверено 23 февраля 2013 года .
  29. ^ «Энергетическая иерархия» . Лондонский план . Власть Большого Лондона. Архивировано из оригинала на 2013-03-05 . Проверено 23 февраля 2013 года .