Войти
Воплощенная энергия - это сумма всей энергии, необходимой для производства любых товаров или услуг, с учетом как если бы эта энергия была включена или «воплощена» в самом продукте. Эта концепция может быть полезна при определении эффективности энергопроизводящих или энергосберегающих устройств или «реальной» восстановительной стоимости здания, и, поскольку энергозатраты обычно влекут за собой парниковый газ выбросы, при принятии решения о том, способствует ли продукт или смягчает глобальное потепление. Одна из основных целей измерения этого количества - сравнить количество энергии, произведенной или сэкономленной данным продуктом, с количеством энергии, затраченной на его производство.
Реализованная энергия - это метод учета, целью которого является определение общей суммы энергии, необходимой для всего жизненного цикла продукта. Определение того, что составляет этот жизненный цикл, включает оценку релевантности и объема энергии для добычи сырья, транспортировки, производства, сборки, установки, разборки, разрушения и / или разложения А также человеческие и второстепенные ресурсы.
История построения системы счетов который регистрирует потоки энергии через окружающую среду, можно проследить до истоков бухгалтерского учета. Как отдельный метод, он часто ассоциируется с «субстанциальной» теорией ценности Физиократа, а затем с сельскохозяйственной энергетикой Сергея Подолинского, русского врача, и экологической энергетикой. из.
Основные методы учета энергии, используемые сегодня, выросли из модели ввода-вывода Василия Леонтьева и называются «Внедрение ввода-вывода». Энергетический анализ. Модель Леонтьева «затраты-выпуск», в свою очередь, была адаптацией неоклассической теории общего равновесия с приложением к «эмпирическому исследованию количественной взаимозависимости между взаимосвязанными видами экономической деятельности». Согласно Тенненбауму, метод Леонтьева «Вход-Выход» был адаптирован Ханноном к анализу воплощенной энергии для описания потоков энергии экосистемы. Адаптация Хэннона сводила в таблицу общие прямые и косвенные потребности в энергии (энергоемкость) для каждого выхода, производимого системой. Общее количество энергии, прямой и косвенной, для всего объема производства называлось воплощенной энергией.
Реализованный энергетический анализ интересует, какая энергия идет на поддержку потребителя, поэтому вся амортизация энергии относится к конечному спросу потребителя. В разных методологиях используются разные масштабы данных для расчета энергии, воплощенной в продуктах и услугах природы и человеческой цивилизации . Ожидается международный консенсус относительно приемлемости шкал данных и методологий. Эта трудность может дать широкий диапазон значений воплощенной энергии для любого данного материала. В отсутствие всеобъемлющей глобальной общедоступной динамической базы данных воплощенной энергии в расчетах воплощенной энергии могут отсутствовать важные данные, например, о строительстве сельских дорог / шоссе и ремонте, необходимом для перемещения продукта, маркетинг, реклама, услуги общественного питания, услуги, не связанные с персоналом, и тому подобное. Такие упущения могут стать источником существенной методологической ошибки при оценке энергии. Без оценки и объявления воплощенной энергетической погрешности трудно откалибровать индекс устойчивости и, следовательно, значение любого данного материала, процесса или услуги для экологических и экономических процессов.
SBTool, UK Code for Sustainable Homes был, и США LEED до сих пор остается, методом, в котором оценивается воплощенная энергия продукта или материала, наряду с другими факторами, для оценки воздействия здания на окружающую среду. Воплощенная энергия - это концепция, для которой ученые еще не пришли к соглашению об абсолютных универсальных ценностях, потому что необходимо учитывать множество переменных, но большинство согласны с тем, что продукты можно сравнивать друг с другом, чтобы увидеть, какие из них имеют больше, а какие меньше воплощенной энергии. Сравнительные списки (например, см. Перечень воплощенных энергий и углеродных материалов Университета Бата) содержат средние абсолютные значения и объясняют факторы, которые были приняты во внимание при составлении списков.
Типичные используемые единицы воплощенной энергии: МДж / кг (мега джоулей энергии, необходимой для производства килограмма продукта), тСО. 2 (тонны диоксида углерода создается энергия, необходимая для производства килограмма продукта). Преобразовать МДж в tCO. 2 непросто, потому что разные типы энергии (нефть, ветер, солнечная, ядерная и т. Д.) Выделяют разное количество диоксида углерода, поэтому фактическое количество диоксида углерода, выделяемого при производстве продукта, будет в зависимости от типа энергии, используемой в производственном процессе. Например, правительство Австралии дает среднемировое значение 0,098 тCO. 2 = 1 ГДж. Это то же самое, что 1 МДж = 0,098 кгCO. 2 = 98 гCO. 2 или 1 кгCO. 2 = 10,204 МДж.
В условиях засухи 2000-х в Австралии возник интерес к применению методов анализа энергии в воде. Это привело к использованию концепции воплощенной воды.
Существует ряд баз данных для количественной оценки воплощенной энергии товаров и услуг, включая материалы и продукты. Они основаны на ряде различных источников данных с вариациями географической и временной значимости и полноты границ системы. Одной из таких баз данных является База данных по экологическим характеристикам в строительстве (EPiC), разработанная в Мельбурнском университете, которая включает в себя данные об энергии более чем 250, в основном строительных материалов. Эта база данных также включает значения воплощенных выбросов воды и парниковых газов. Основная причина различий во включенных данных об энергии между базами данных связана с источником данных и методологией, использованной при их составлении. Данные восходящего «процесса» обычно поступают от производителей и поставщиков продукции. Хотя эти данные, как правило, более надежны и специфичны для конкретных продуктов, методология, используемая для сбора данных о процессе, обычно приводит к тому, что большая часть воплощенной энергии продукта исключается, в основном из-за времени, затрат и сложности сбора данных. Для заполнения этих пробелов в данных можно использовать нисходящие экологически расширенные данные ввода-вывода (EEIO), основанные на национальной статистике. Хотя анализ продуктов с помощью EEIO может быть полезен сам по себе для первоначального определения объема использованной энергии, он, как правило, гораздо менее надежен, чем данные процесса, и редко актуален для конкретного продукта или материала. Следовательно, были разработаны гибридные методы количественной оценки воплощенной энергии с использованием имеющихся данных процесса и заполнения любых пробелов в данных данными EEIO. Базы данных, основанные на этом гибридном подходе, такие как EPiC Database Мельбурнского университета, обеспечивают более полную оценку воплощенной энергии продуктов и материалов.
Выбранные данные из Реестра углерода и энергии ('ICE'), подготовленного Университетом Бата (Великобритания)
| Материал | Энергия МДж / кг | Углерод кг CO. 2 / кг | Плотность материала кг / м |
|---|---|---|---|
| Агрегат | 0,083 | 0,0048 | 2240 |
| Бетон (1:1.5:3) | 1.11 | 0,159 | 2400 |
| Кирпичи (обычные) | 3 | 0,24 | 1700 |
| Бетонный блок (Средняя плотность) | 0,67 | 0,073 | 1450 |
| Аэрированный блок | 3,5 | 0,3 | 750 |
| Блок известняка | 0,85 | 2180 | |
| Мрамор | 2 | 0,116 | 2500 |
| Цементный раствор (1 : 3) | 1,33 | 0,208 | |
| Сталь (общее, средн. Вторичное содержание) | 20,1 | 1,37 | 7800 |
| Нержавеющая сталь | 56,7 | 6,15 | 7850 |
| Древесина (общая, без секвестрации) | 8,5 | 0,46 | 480–720 |
| Клееный брус | 12 | 0,87 | |
| Целлюлозный утеплитель (сыпучий наполнитель) | 0,94–3,3 | 43 | |
| Пробковая изоляция | 26 | 160 | |
| Стекловолоконная изоляция (стекловата) | 28 | 1,35 | 12 |
| Льняная изоляция | 39,5 | 1,7 | 30 |
| Минеральная вата (плита) | 16,8 | 1,05 | 24 |
| Изоляция из пенополистирола | 88,6 | 2,55 | 15–30 |
| Полиуретановая изоляция (жесткий пенопласт) | 101,5 | 3,48 | 30 |
| Шерстяной (переработанный) изоляционный материал | 20,9 | 25 | |
| тюк соломы | 0,91 | 100–110 | |
| кровельная черепица из минерального волокна | 37 | 2,7 | 1850 |
| Шифер | 0.1–1.0 | 0.006–0.058 | 1600 |
| Глиняная плитка | 6.5 | 0,45 | 1900 |
| Алюминий (общий, включая переработанное на 33%) | 155 | 8,24 | 2700 |
| Битум (общий) | 51 | 0,38–0,43 | |
| Древесноволокнистая плита средней плотности | 11 | 0,72 | 680–760 |
| Фанера | 15 | 1,07 | 540–700 |
| Гипсокартон | 6,75 | 0,38 | 800 |
| Гипсокартон | 1,8 | 0,12 | 1120 |
| Стекло | 15 | 0,85 | 2500 |
| ПВХ (общее) | 77,2 | 2,41 | 1380 |
| Виниловые полы | 65,64 | 2,92 | 1200 |
| Плитка Terrazzo | 1,4 | 0,12 | 1750 |
| Керамическая плитка | 12 | 0,74 | 2000 |
| Шерстяной ковер | 106 | 5,53 | |
| Обои | 36,4 | 1,93 | |
| Остеклованные глиняная труба (DN 500) | 7,9 | 0,52 | |
| Железо (общее) | 25 | 1,91 | 7870 |
| Медь (среднее вкл. 37% переработано) | 42 | 2,6 | 8600 |
| Свинец (включая 61% переработанный) | 25,21 | 1,57 | 11340 |
| Керамическая сантехника | 29 | 1,51 | |
| Краска - водоразбавляемая | 59 | 2,12 | |
| Краска - на основе растворителей | 97 | 3,13 |
| Фотоэлектрические элементы Тип | Энергия МДж на м | Энергия, кВтч на м | Углерод, кг CO. 2 на м |
|---|---|---|---|
| Монокристаллический (средний) | 4750 | 1319,5 | 242 |
| Поликристаллический (средний) | 4070 | 1130,5 | 208 |
| Тонкая пленка (средний) | 1305 | 362,5 | 67 |
Теоретически воплощенная энергия означает энергию, используемую для добычи материалов из шахт, для производства транспортных средств, сборки, транспортировки, обслуживания, преобразования и для транспортировки энергии и, в конечном итоге, для переработки этих транспортных средств. Кроме того, следует учитывать энергию, необходимую для строительства и обслуживания транспортных сетей, будь то автомобильные или железнодорожные. Реализуемый процесс настолько сложен, что никто не решается назвать цифру.
Согласно fr: Institut du développement Durable et des Relations internationales, в области транспорта «поразительно отметить, что мы потребляем больше воплощенной энергии в наших транспортных расходах, чем прямые энергия [...]. Другими словами, мы потребляем меньше энергии для передвижения в наших личных транспортных средствах, чем мы потребляем энергии, необходимой для производства, продажи и перевозки автомобилей, поездов или автобусов, которые мы используем ».
Жан -Марк Янковичи выступает за анализ углеродного следа любого проекта транспортной инфраструктуры до его строительства.
Реальное энергосодержание автомобиля Volkswagen Golf A3 составляет 18 000 кВтч, электрическое энергия, производимая примерно 9 тоннами угля Жизненный цикл автомобиля Согласно Volkswagen, воплощенное энергосодержание Golf A3 с бензиновый двигатель составляет 18 000 кВтч (т.е. 12% от 545 ГДж, как показано в отчете). Golf A4 (оснащенный непосредственным впрыском с турбонаддувом ) покажет воплощенную энергию в размере 22 000 кВтч (то есть 15% от 545 ГДж, как показано в отчете). По данным французского агентства по энергии и окружающей среде ADEME, автомобиль имеет воплощенное энергосодержание 20 800 кВтч, тогда как электромобиль демонстрирует воплощенное энергосодержание, составляющее 34 700 кВтч.
Электромобиль имеет более высокую воплощенную энергию, чем двигатель внутреннего сгорания, благодаря батарее и электронике. Согласно Science Vie, воплощенная энергия аккумуляторов настолько высока, что перезаряжаемые гибридные автомобили представляют собой наиболее подходящее решение, поскольку их батареи меньше, чем у полностью электрического автомобиля.
Что касается самой энергии, коэффициент энергии, возвращаемой на вложенную энергию (EROEI) топлива, можно оценить как 8, что означает, что к некоторому количеству полезной энергия, обеспечиваемая топливом, должна быть добавлена 1/7 от этого количества в воплощенной энергии топлива. Другими словами, расход топлива должен быть увеличен на 14,3% за счет топлива EROEI.
По мнению некоторых авторов, для производства 6 литров бензина требуется 42 кВтч внутренней энергии (что соответствует примерно 4,2 литрам бензина с точки зрения содержания энергии).
Здесь мы должны работать с цифрами, которые еще труднее получить. В случае строительства дороги воплощенная энергия составит 1/18 от расхода топлива (т.е. 6%).
Treloar, et al. оценили воплощенную энергию в среднем автомобиле в Австралии в 0,27 тераджоулей (т.е. 75 000 кВтч) как один компонент в общем анализе энергии, задействованной в дорожном транспорте.
Типичный срок службы дома в Японии составляет менее 30 лет Хотя основное внимание при повышении энергоэффективности зданий уделяется их эксплуатационным выбросам, по оценкам, около 30% вся энергия, потребляемая в течение всего срока службы здания, может быть выражена в его воплощенной энергии (этот процент варьируется в зависимости от таких факторов, как возраст здания, климат и материалы). В прошлом этот процент был намного ниже, но поскольку большое внимание уделялось сокращению производственных выбросов (например, повышению эффективности систем отопления и охлаждения), вклад воплощенной энергии сыграл гораздо большую роль. Примеры воплощенной энергии включают: энергию, используемую для извлечения сырья, материалов для обработки, сборки компонентов продукта, транспортировки между каждым этапом, строительства, технического обслуживания и ремонта, разрушения и утилизации. Таким образом, при анализе выбросов углерода в зданиях важно использовать систему учета углерода в течение всего жизненного цикла.
EROEI (Возвращенная энергия Об вложенной энергии) обеспечивает основу для оценки воплощенной энергии за счет энергии.
Конечная энергия должна быть умножена на 
При EROEI, равном восьми, например, седьмая часть конечной энергии соответствует воплощенной энергии.
Не только то, что для реального получения суммарной воплощенной энергии следует также принимать во внимание воплощенную энергию за счет строительства и обслуживания электростанций. Здесь крайне нужны цифры.
В статистическом обзоре мировой энергетики BP за июнь 2018 г. т.н.э. преобразованы в кВтч "на основа тепловой эквивалентности, предполагающая КПД преобразования 38% на современной ТЭЦ ».
В Франции, по соглашению, соотношение между первичной и конечной энергией в электроэнергии составляет 2,58, что соответствует КПД 38,8%.
В Германии, напротив, из-за стремительного развития возобновляемых источников энергии соотношение между первичной и конечной энергией в электричестве составляет всего 1,8, что соответствует эффективности 55,5 %.
Согласно EcoPassenger, общий КПД электроэнергии составит 34% в Великобритании, 36% в Германии и 29% во Франции.
Facebook дата-центр в Орегон Согласно ассоциации négaWatt, суммарная энергия, связанная с цифровыми услугами, составила 3,5 ТВтч / год для сетей и 10,0 ТВтч / год для центров обработки данных (половина для серверов как таковых, т. Е. 5 ТВтч / год, а другая половина - здания, в которых они расположены, т.е. 5 ТВтч / год, данные действительны для Франции в 2015 году. Организация с оптимизмом смотрит на эволюцию энергопотребления в цифровой сфере, подчеркивая достигнут технический прогресс. Проект Shift, возглавляемый Жан-Марк Янковичи, противоречит оптимистическому видению ассоциации négaWatt и отмечает, что цифровой энергетический след растет на 9% в год.
Энергетический портал 