에너지 계층 구조

Energy hierarchy
맨 위에 가장 선호하는 옵션이 있는 에너지 계층
다음에 대한 시리즈 일부
지속 가능한 에너지
A car drives past 4 wind turbines in a field, with more on the horizon
에너지 절약
재생에너지
지속가능운송

에너지 계층은 에너지 옵션의 분류로, 보다 지속 가능한 에너지 시스템을 향한 진보를 지원하기 위해 우선순위가 지정된다. 그것은 자원 고갈을 최소화하기 위한 폐기물 계층 구조와 유사한 접근법이며, 병행 시퀀스를 채택한다.

가장 높은 우선순위는 폐기물 제거와 에너지 효율 개선을 통해 불필요한 에너지 사용을 방지하는 것이다. 에너지 자원의 지속 가능한 생산이 그 다음 우선순위다. 고갈 및 폐기물 발생 에너지 발생 옵션이 가장 낮은 우선순위다.

에너지 시스템이 지속가능하려면: 에너지 생산에 적용된 자원은 무한정 지속될 수 있어야 하고, 에너지 전환은 순배출을 포함한 해로운 부산물이나 완전히 재활용될 수 없는 폐기물을 생산해서는 안 되며, 합리적인 에너지 수요를 충족할 수 있어야 한다.

에너지 절약

주요 기사: 에너지 절약

에너지 계층 구조 아래 최우선 순위는 에너지 절약 또는 불필요한 에너지 사용 방지다. 이 범주에는 불필요한 조명 및 기기를 끄고 불필요한 이동을 방지하여 폐기물을 제거하는 것이 포함된다. 건물에서 발생하는 열 손실은 에너지 낭비의 주요 원천이기 때문에 건물 단열과 밀폐성의 개선이 에너지 절약에 큰 기여를 할 수 있다.[1][2]

많은 나라들은 에너지 절약을 장려하는 기관을 가지고 있다.[3][4]

에너지 효율

에너지 서열체계의 두 번째 우선순위는 사용되는 에너지가 효율적으로 생산되고 소비되도록 하는 것이다. 에너지 효율은 크게 두 가지 측면이 있다.

에너지 소비의 전환 효율성

주요기사 : 효율적인 에너지 사용

에너지 효율은 소자가 소비하는 에너지에 대한 소자의 생산적 출력의 비율이다.[5]

에너지 효율은 에너지가 싸고 환경에 미치는 영향에 대한 인식이 낮을 때 낮은 우선순위였다. 1975년 미국 자동차의 평균 연비는 20세기[6] 후반까지 가장 흔한 종류였던 갤런 당 15마일 미만이었고, 에너지의 90%를 열로 낭비하고, 10%만이 유용한 빛으로 변환되었다.[7]

최근에는 에너지 효율이 우선시되고 있다.[8] 마지막으로 보고된 미국 자동차의 평균 연비는 1975년 수준보다 거의 두 배가 되었다;[6] LED 조명은 현재 백열등보다 5배에서 10배 정도 더 효율적이다.[9] 현재 많은 가전제품들은 에너지 효율을 보여주기 위해 라벨을 표시해야 한다.

에너지 생산의 전환 효율

주요 기사: 에너지 변환 효율

손실은 에너지가 화석 연료, 방사성 물질, 태양 복사 또는 다른 원천과 같이 에너지가 파생되는 천연 자원에서 추출될 때 발생한다. 대부분의 전기 생산은 화력발전소에서 이루어지는데, 화력발전소에서는 에너지의 많은 부분이 열로 인해 손실된다. 2009년 세계 전기 생산의 평균 효율은 c.37%[10]이다.

에너지 서열체계의 우선순위는 기존 발전소에서나[11] 태양광발전소[12] 및 기타 에너지원의 성능비율을 개선하여 에너지 전환의 효율을 높이는 것이다.

전체적인 효율성과 지속가능성은 또한 용량 또는 연료 전환으로 개선될 수 있지만, 이는 주로 4단계 계층에서 다루어진다.

지속 가능한 에너지 생산

주요 기사: 재생에너지

재생 가능한 에너지는 자연적으로 발생하며 이론적으로 무진장한 에너지원들을 설명한다.[13] 이러한 원천은 무진장 혹은 자연적으로 보충되는 것으로 취급되어, 두 종류로 분류된다.

소자 재생 에너지

재생 에너지의 첫 번째 등급은 햇빛, 바람, 파도, 조수 또는 강우([14]수력)와 같은 기후 또는 원소로부터 얻는다. 지구핵의 열에서 나오는 지열 에너지도 이 범주에 속한다.

이것들은 무진장으로 취급된다. 왜냐하면 대부분은 궁극적으로 65억 년의 추정 수명을 가진 태양으로부터 나오는 에너지로부터 파생되기 때문이다.[15]

바이오 에너지

재생 에너지의 다른 주요 등급인 바이오 에너지는 바이오매스에서 유래하는데,[16] 여기서 상대적으로 짧은 성장 주기는 새로운 성장에 의해 사용량이 보충된다는 것을 의미한다. 바이오 에너지는 보통 연소에 의해 전환되기 때문에 탄소 배출을 발생시킨다. 성장 주기 동안 대기에서 동일한 양의 이산화탄소가 추출될 것이기 때문에 전체적으로 탄소중립으로 처리된다.[17]

바이오 에너지원은 나무와 에너지 작물과 같은 고체, 바이오 연료와 같은 액체, 혐기성 소화로 인한 바이오메탄과 같은 기체일 수 있다.[18]

저영향 에너지 생산

주요 기사: 저탄소 전력

계층의 다음 우선순위는 완전히 지속 가능하지는 않지만 환경 영향이 낮은 에너지원을 포함한다. 여기에는 탄소 포획과 저장이 가능한 화석연료의 사용이 포함된다.[19]

핵에너지는 탄소배출량이 적기 때문에 때로는 저영향원으로 취급되기도 한다.

높은 효과의 에너지 생산

에너지 계층 구조 하의 가장 낮은 우선 순위는 화석 연료와 같이 지속 불가능한 원천을 이용한 에너지 생산이다. 일부는 또한 극도로 긴 시간(수십만년 이상)에 걸친 고위험 방사성 폐기물의 관리/보관 및 우라늄 자원의 고갈 때문에 위 범주보다는 이 범주에 핵 에너지를 배치하기도 한다.[21]

이러한 에너지원의 점유율이 감소해야 한다는 공감대가 형성되어 있다.[22]

이 계층 내에서, 석탄과 같은 가장 파괴적인 연료 공급원에서 가스와 같은 덜 방출적인 공급원으로 전환함으로써 부정적인 영향을 제한할 가능성이 있다.[23]

많은 이들은 그러한 높은 충격 에너지 사용이 최소화되었을 때 불가피한 잔여 사용의 영향은 방출 상쇄에 의해 균형을 이루어야 한다고 제안한다.[24]

에너지 계층의 기원

에너지 계층 구조는 2005년 필립 울프가 신재생에너지협회 이사장으로 있을 때 처음 제안했다.[25] 이 첫 번째 버전은 에너지 효율성, 재생 에너지 및 전통적인 에너지 생산의 세 가지 수준을 가지고 있다. 그것은 2006년에 지속 가능한 에너지 선언문에 있는 기관, 협회 및 기타 기관들로 구성된 컨소시엄에 의해 승인되고 채택되었다.[26] 그 후, 에너지 산업과[27] 정부의 다른 사람들에 의해 그 개념이 채택되고 정제되었다.[28][29]

참고 항목

참조

  1. ^ 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.
  2. ^ "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.
  3. ^ "Energy Efficiency and Renewable Energy". US Department of Energy. Retrieved 23 February 2013.
  4. ^ United Kingdom. "Energy Saving Trust". The Energy Saving Trust. Retrieved 23 February 2013.
  5. ^ "Energy efficiency definition and meaning". Business Dictionary. Retrieved 23 February 2013.
  6. ^ a b "Light-Duty Automotive Technology, Carbon Dioxide Emissions, and Fuel Economy Trends: 1975 Through 2011" (PDF). United States Environmental Protection Agency. Retrieved 23 February 2013.
  7. ^ "Learn about LEDs". Energy Star. Retrieved 23 February 2013.
  8. ^ "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.
  9. ^ "LED basics". Solid State Lighting. USDOE Energy Efficiency and Renewable Energy. Retrieved 23 February 2013.
  10. ^ "2009 Energy Balance for the World". International Energy Agency. Retrieved 23 February 2013.
  11. ^ "Efficiency in electricity generation". Eurelectric. Retrieved 23 February 2013.
  12. ^ "2012" (PDF). Photovoltaics Report. Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE. Archived from the original (PDF) on 5 November 2012. Retrieved 23 February 2013.
  13. ^ "What is Renewable Energy". Business Dictionary. Retrieved 23 February 2013.
  14. ^ "Renewable Energy". Manchester University. Archived from the original on 2013-04-19. Retrieved 23 February 2013.
  15. ^ "What is the Sun's lifetime going to be?". Ask the space scientist. NASA. Retrieved 23 February 2013.
  16. ^ "Types of Renewable Energy". Renewable Energy World. Retrieved 23 February 2013.
  17. ^ Pingoud, Kim; et al. "Harvested Wood Products" (PDF). IPCC guidelines for national greenhouse gas inventories. 4. Retrieved 23 February 2013. Cite 저널은 필요로 한다. journal= (도움말)
  18. ^ "What is bioenergy?". Bioenergy Wiki. Archived from the original on 20 March 2013. Retrieved 23 February 2013.
  19. ^ "Carbon dioxide capture and storage" (PDF). Technical Report. IPCC. Archived from the original (PDF) on 5 October 2011. Retrieved 23 February 2013.
  20. ^ Sovacool, Benjamin (2011). Contesting the Future of Nuclear Power. Singapore: World Scientific. p. 308. doi:10.1142/7895. ISBN 978-981-4322-75-1.
  21. ^ Choi, Charles. "Uranium Supply Decline Clouds Nuclear Power's Future". World Science. Retrieved 23 February 2013.
  22. ^ "An energy vision for a planet under pressure". International Geosphere-Biosphere Programme. Retrieved 23 February 2013.
  23. ^ Salovaara, Jackson (2011). Coal to Natural Gas Fuel Switching and CO2 Emissions Reduction (PDF). Harvard (Thesis). Retrieved 23 February 2013.
  24. ^ Liyanage, Chandratilak De Silva. "Sustainable Energy Management and CSR". Encyclopedia of Corporate Social Responsibility. Retrieved 23 February 2013. Cite 저널은 필요로 한다. journal= (도움말)
  25. ^ Wolfe, Philip. "A proposed Energy Hierarchy" (PDF). WolfeWare. Retrieved 23 February 2013.
  26. ^ "Groups release energy 'manifesto'". BBC. 19 April 2006. Retrieved 23 February 2013.
  27. ^ 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. Cite 저널은 필요로 한다. journal= (도움말)
  28. ^ "Thinking differently - the energy hierarchy". UK Government National Archives. Archived from the original on 2011-01-18. Retrieved 23 February 2013.
  29. ^ "Energy Hierarchy". The London Plan. Greater London Authority. Archived from the original on 2013-03-05. Retrieved 23 February 2013.