Енергетична ієрархія

Енергетична ієрархія — це класифікація варіантів енергозабезпечення, упорядкована за пріоритетністю для сприяння переходу до більш сталої енергетичної системи. Вона подібна до підходу ієрархії відходів, спрямованої на мінімізацію вичерпання ресурсів, і має паралельну структуру.

Найвищі пріоритети охоплюють запобігання зайвому використанню енергії як шляхом усунення втрат, так і завдяки підвищенню енергоефективності. Наступним пріоритетом є стале виробництво енергоресурсів. Варіанти виробництва енергії, що призводять до виснаження ресурсів та утворення відходів, мають найнижчий пріоритет.

Щоб енергетична система була сталою, ресурси, які використовуються для виробництва енергії, повинні бути невичерпними; перетворення енергії не повинно створювати шкідливих побічних продуктів, зокрема чистих викидів, чи відходів, які неможливо повністю переробити; а сама система має бути здатною задовольняти обґрунтовані потреби в енергії.

Енергозбереження

Найвищим пріоритетом у межах Енергетичної ієрархії є збереження енергії, або запобігання її зайвому використанню. Ця категорія включає усунення марнотратства шляхом вимикання непотрібного освітлення та приладів, а також уникнення зайвих поїздок. Втрати тепла будівлями є основним джерелом енерговитрат, тому покращення теплоізоляції та герметичності будівель може зробити значний внесок у збереження енергії.

У багатьох країнах діють агентства для заохочення енергозбереження.

Енергоефективність Другим пріоритетом енергетичної ієрархії є забезпечення того, щоб енергія, яка використовується, вироблялася та споживалася ефективно. Енергоефективність має два основні аспекти.

Ефективність перетворення під час споживання енергії

Енергоефективність — це співвідношення між корисною віддачею пристрою та кількістю споживаної ним енергії.

Енергоефективність мала нижчий пріоритет, коли енергія була дешевою, а усвідомлення її впливу на довкілля — низьким. У 1975 році середня паливна економічність автомобіля в США становила менше 15 миль на галон. Лампи розжарювання, які були найпоширенішим типом до кінця XX століття, втрачають 90% своєї енергії у вигляді тепла, і лише 10% перетворюють на корисне світло.

Останнім часом енергоефективність стала пріоритетом. Згідно з останніми даними, середня паливна ефективність автомобілів у США зросла майже вдвічі порівняно з рівнем 1975 року; зараз популяризується світлодіодне (LED) освітлення, яке у 5–10 разів ефективніше за лампи розжарювання. На багатьох побутових приладах тепер обов'язково розміщують маркування із зазначенням класу їхньої енергоефективності.

Ефективність перетворення під час виробництва енергії Втрати виникають під час видобутку або отримання енергії з природних ресурсів, таких як викопне паливо, радіоактивні матеріали, сонячне випромінювання чи інші джерела. Більша частина електроенергії виробляється на теплових електростанціях, де значна частка первинної енергії втрачається у вигляді тепла. Середній коефіцієнт корисної дії світового виробництва електроенергії у 2009 році становив близько 37%.

Пріоритетом в Енергетичній ієрархії є підвищення ефективності перетворення енергії — як на традиційних електростанціях, так і шляхом покращення коефіцієнта продуктивності фотоелектричних станцій та інших джерел енергії.

Загальну ефективність і сталість можна також підвищити завдяки зміні генерувальних потужностей або переходу на інші види палива — від менш ефективних та менш сталих ресурсів до кращих; однак це переважно розглядається на четвертому рівні ієрархії.

Стале виробництво енергії Відновлювана енергія охоплює природні, теоретично невичерпні джерела енергії. Ці джерела вважаються невичерпними або такими, що природно поповнюються, і поділяються на два класи.

Стихійні відновлювані джерела Перший клас відновлюваних джерел походить від кліматичних або природних стихійних факторів, таких як сонячне світло, вітер, хвилі, припливи чи опади (гідроенергетика). Геотермальна енергія, отримана з тепла земного ядра, також належить до цієї категорії.

Вони вважаються невичерпними, оскільки більшість із них зрештою походить від енергії, що випромінюється Сонцем, очікувана тривалість життя якого становить 6,5 мільярда років.

Біоенергетика Інший основний клас відновлюваних джерел — біоенергетика — походить від біомаси, відносно короткий цикл росту якої означає, що споживання компенсується новим приростом. Біоенергія зазвичай перетворюється шляхом спалювання і тому призводить до викидів вуглецю. Загалом вона вважається вуглецево-нейтральною, оскільки еквівалентна кількість вуглекислого газу вилучається з атмосфери протягом періоду росту біомаси.

Джерела біоенергії можуть бути твердими, як-от деревина та енергетичні культури; рідкими, як-от біопаливо; або газоподібними, як-от біометан, отриманий шляхом анаеробного зброджування.

Виробництво енергії з низьким впливом на довкілля Ядерну енергетику іноді відносять до джерел із низьким впливом, оскільки вона забезпечує низький рівень викидів вуглецю.

Виробництво енергії з високим впливом на довкілля Найнижчим пріоритетом у межах енергетичної ієрархії є виробництво енергії з використанням несталих джерел, таких як традиційне викопне паливо без уловлювання викидів. Деякі фахівці також відносять ядерну енергетику до цієї категорії, а не до вищої, через необхідність поводження та зберігання високонебезпечних радіоактивних відходів протягом надзвичайно тривалого часу (сотні тисяч років і більше), а також через вичерпання ресурсів урану.

Існує консенсус щодо того, що частка таких джерел енергії має скорочуватися.

У межах цього рівня існують можливості обмеження негативного впливу завдяки переходу від найбільш шкідливих видів палива, таких як вугілля, до менш емісійних джерел, зокрема природного газу.

Багато експертів пропонують: коли використання енергії з таким високим впливом буде зведено до мінімуму, наслідки будь-якого неминучого залишкового споживання слід врівноважувати за допомогою компенсації викидів (офсеттингу).

Походження енергетичної ієрархії Енергетичну ієрархію вперше запропонував у 2005 році Філіп Вулф, коли він обіймав посаду генерального директора Асоціації відновлюваної енергетики. Ця перша версія складалася з трьох рівнів: енергоефективність, відновлювані джерела енергії та традиційне виробництво енергії. У 2006 році її схвалив і прийняв консорціум установ, асоціацій та інших організацій у Маніфесті сталої енергетики. Згодом цю концепцію перейняли та доопрацювали інші учасники енергетичної галузі та урядові структури.

Див. також Сталий розвиток

Екологічний борг

Екологічний расизм

Екологія відновлення

Посилання

Bartlett, Dave. "The Top Ten Ways We Waste Energy And Water In Buildings". AOL Energy. Archived from the original on 23 November 2012. Retrieved 25 February 2013. "Energy Conservation in Buildings and Community Systems". About the ECBCS. International Energy Agency. Archived from the original on 15 December 2012. Retrieved 23 February 2013. "Energy Efficiency and Renewable Energy". US Department of Energy. Retrieved 23 February 2013. United Kingdom. "Energy Saving Trust". The Energy Saving Trust. Retrieved 23 February 2013. "Energy efficiency definition and meaning". Business Dictionary. Archived from the original on 28 June 2013. Retrieved 23 February 2013. "Light-Duty Automotive Technology, Carbon Dioxide Emissions, and Fuel Economy Trends: 1975 Through 2011" (PDF). United States Environmental Protection Agency. Archived from the original (PDF) on May 19, 2012. Retrieved 23 February 2013. "Learn about LEDs". Energy Star. Retrieved 23 February 2013. "Energy savings to be first policy priority for 2030" (PDF). Energy Cities (Europe). 20 November 2012. Archived from the original (PDF) on 29 January 2013. Retrieved 23 February 2013. "LED basics". Solid State Lighting. USDOE Energy Efficiency and Renewable Energy. Retrieved 23 February 2013. "2009 Energy Balance for the World". International Energy Agency. Archived from the original on 24 July 2013. Retrieved 23 February 2013. "Efficiency in electricity generation". Eurelectric. Retrieved 23 February 2013. "2012" (PDF). Photovoltaics Report. Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE. Archived from the original (PDF) on 5 November 2012. Retrieved 23 February 2013. "What is Renewable Energy". Business Dictionary. Archived from the original on 27 April 2013. Retrieved 23 February 2013. "Renewable Energy". Manchester University. Retrieved 23 February 2013. "What is the Sun's lifetime going to be?". Ask the space scientist. NASA. Archived from the original on 17 February 2013. Retrieved 23 February 2013. "Types of Renewable Energy". Renewable Energy World. Retrieved 23 February 2013. Pingoud, Kim; et al. "Harvested Wood Products" (PDF). IPCC guidelines for national greenhouse gas inventories. 4. Retrieved 23 February 2013. "Carbon dioxide capture and storage" (PDF). Technical Report. IPCC. Archived from the original (PDF) on 5 October 2011. Retrieved 23 February 2013. Sovacool, Benjamin (2011). Contesting the Future of Nuclear Power. Singapore: World Scientific. p. 308. doi:10.1142/7895. ISBN 978-981-4322-75-1. Choi, Charles (22 April 2008). "Uranium Supply Decline Clouds Nuclear Power's Future". World Science. Retrieved 23 February 2013. "An energy vision for a planet under pressure". International Geosphere-Biosphere Programme. Retrieved 23 February 2013. Salovaara, Jackson (2011). Coal to Natural Gas Fuel Switching and CO2 Emissions Reduction (PDF). Harvard (Thesis). Retrieved 23 February 2013. Liyanage, Chandratilak De Silva. "Sustainable Energy Management and CSR". Encyclopedia of Corporate Social Responsibility. Retrieved 23 February 2013. Wolfe, Philip. "A proposed Energy Hierarchy" (PDF). WolfeWare. Retrieved 23 February 2013. "Groups release energy 'manifesto'". BBC. 19 April 2006. Retrieved 23 February 2013. Institution of Mechanical Engineers (2009). "The Energy Hierarchy". Energy Policy Statement (9/03). Archived from the original on 2012-06-25. Retrieved 23 February 2013. "Thinking differently - the energy hierarchy". UK Government National Archives. Archived from the original on 2011-01-18. Retrieved 23 February 2013. "Energy Hierarchy". The London Plan. Greater London Authority. Archived from the original on 2013-03-05. Retrieved 23 February 2013.