Revelando 12 Campeones Ambientales de la Industria de Servicios Públicos (2014)
Es el uso eficiente de la energía es sólo un problema en un mundo insostenible?
Tanto pensar en la energía sostenible se ha centrado en la eficiencia de su uso - medición del grado en que la energía destinada a realizar trabajos está "empleados" de manera efectiva en hacer que el trabajo y si un resultado requerido podría lograrse con menos energía.
Nuevos enfoques para evaluar la eficacia de este enfoque son una cada vez mayor de esfuerzo y atención. Estos incluyen y su contrapartida económica energía invertida y Energía (), mientras que se concentra en la evaluación de la cantidad de energía útil disponible para llevar a cabo el trabajo y Emergy es la cantidad de exergía empleadas directamente o indirectamente para producir un producto o un servicio.
La eficiencia de uso es claramente una consideración crítica para la sostenibilidad de la energía, donde la energía podría ser escaso, caro o contaminante. Sin embargo, la "calidad" de la energía sostenible es también una dimensión crítica. Si los impactos, costos y externalidades sociales y ambientales más amplios que se plantean a fondo nuestro uso actual de la energía podrían reducirse radicalmente o incluso revierten a través del uso de la energía 'verdaderamente sostenible', entonces sería la cantidad utilizada vuelto mucho menos relevante?
En entradas anteriores, hemos explorado nuevas dimensiones de la calidad de la energía y sugirió la necesidad de dar prioridad '' (la energía que pasa de origen para utilizar de forma relativamente rápida y con pocas pérdidas termodinámicas) sobre las fuentes prehistóricas - mientras que también teniendo en cuenta los costes de oportunidad de utilizar combustibles fósiles .
En este post vamos a explorar aún más las características de la utilidad de energía y el rendimiento que debe ser considerado con el fin de definir la energía verdaderamente sostenible.
Las múltiples dimensiones de la empresa de energía
"Admiro la capacidad de Homo sapiens 'para seguir adelante con una idea, no importa cómo le duele."
Harry Harrison
utilidad eficaz es una característica que define que prioriza e impulsa el uso de fuentes de energía particulares. Utilidad en este contexto se deriva de una mezcla de alta densidad de energía, la portabilidad y la relativa seguridad (al menos si hacemos caso de las externalidades molestos).
Es el nexo de estas características que nos hace tan dependiente de CONG (carbón, petróleo y gas natural). Se concentra, portátil y relativamente "seguro". Contra esta combinación, las fuentes de energía renovables a menudo comparan desfavorablemente, por lo CONG sigue siendo la fuente de energía status quo de la costumbre y la elección.
Sin embargo, hay una urgente necesidad de cambio; para nosotros a alejarse de las fuentes de energía finitos y contaminantes, hacia aquellos que son capaces (a través de su disponibilidad y seguridad sistémica) de apoyo a las necesidades humanas de energía en el largo plazo. Tales perspectivas no son sólo las de los ecologistas, organizaciones de energía de corriente tales como la Agencia Internacional de Energía (AIE) también predicen un importante en las próximas décadas.
Así que, ¿cuáles son las características de energía que debería centrarse en el objetivo de identificar las fuentes más útiles y sostenibles?
Las cuestiones clave se pueden agrupar en 6 dimensiones:
- Limpieza
- Abundancia / Escalabilidad
- renovabilidad
- Densidad de energia
- Costo de oportunidad
- gastos generales de infraestructura
- Oportunidad
Limpieza
Teniendo en cuenta todo el ciclo de vida de producción y consumo, las fuentes de energía sostenibles deben ser lo suficientemente limpia para permitir el uso a largo plazo sin impactos ambientales o sociales significativas.
Probablemente el aspecto más crítico de la eficiencia energética para la sostenibilidad es la relativa y (a largo plazo) la limpieza absoluta de la utilización de diferentes fuentes de energía. Esto se refiere en sentido amplio a diferentes impactos ambientales y sociales y por lo tanto se ve más allá de CO2 y el cambio climático. fuentes CONG tienen gran utilidad (en el corto plazo), pero son altamente contaminantes en todas las etapas de su producción y uso del ciclo de vida. Las fuentes renovables son inherentemente más limpia y más operan sin generar contaminación importante, pero requieren la producción de plantas y de infraestructura que actualmente se basa en fuentes de energía de origen fósil y minerales con diversos efectos. A largo plazo, los residuos generados por la tecnología de la energía nuclear actual (luz agua) (junto con otros riesgos, incluyendo la seguridad, la eficiencia y la proliferación) hace muchos ambientalistas altamente escéptico de su valor como una alternativa de bajo carbono. basados en los reactores reproductores rápidos y el grial aún no realizada de que puede ser ungran medida a abordar.
Abundancia / Escalabilidad
fuentes de energía sostenible deben estar ampliamente disponible y capaz de escalar para su uso generalizado y para satisfacer las demandas significativas de las sociedades industrializadas.
Sin quedar empantanados en el, se desprende de la lógica de primeros principios que a (más) fuente de energía sostenible sería uno basado en un recurso abundante en lugar de una, apenas uno. Esto no es necesariamente un problema de sostenibilidad en sí, sino más bien de utilidad básica. Una tecnología que utiliza abundantes recursos es probable que sea más fácil y más barato de implementar que una tecnología basada en la escasez. Si queremos construir sociedades sostenibles necesitamos fuentes de energía que estarán disponibles en el largo plazo para apoyar la renovabilidad (véase más adelante) y ser lo suficientemente abundantes o generalizada. La primera generación de fuentes de energía renovables como la hidráulica, biomasa y geotérmica dependen de la abundancia relativa local de los recursos pertinentes.
renovabilidad
fuentes de energía sostenibles, por definición, deben ser viables en el largo plazo.
Una característica fundamental de la energía sostenible, renovabilidad refiere a la capacidad de la fuente de suministro de energía para continuar. En la práctica esto puede ser visto como proporcionar abundancia adecuada en tiempo real. Esto descarta-cabo de manera eficaz con fuentes de suministros limitados o de acceso restringido.
Una fuente renovable podría no ser del todo limpio, pero tiene que ser lo suficientemente limpia para evitar impactos a largo plazo que impidan su uso a gran escala con el tiempo.
La densidad de energía se refiere a la energía efectivamente útil o extraíble por unidad de masa (energía específica) o volumen. La densidad de energía de una fuente nos dice mucho acerca de su utilidad (aunque utilidad es altamente contexto relacionado). La alta densidad de energía de las fuentes CONG es la razón principal por la que son tan útiles. Podemos llenar un coche con un tanque de combustible y obtener una gama 400/500 milla, mientras que la mayoría de los coches eléctricos están actualmente todavía están luchando para proporcionar una gama de más de 100 millas, dando lugar a "ansiedad de autonomía" a pesar de que el viaje promedio longitud (en el Reino Unido al menos) es tal vez sólo 8,5 millas (Reino Unido DfT 2010).
Las fuentes de energía están íntimamente relacionadas con la infraestructura industrial y tecnológica; la "naturaleza altamente concentrada de estas fuentes de energía es un elemento que permita fundamental en relación con las formas de organización social y económica que han evolucionado a lo largo de la era industrial" (), pero una interrelación como también da lugar a riesgos y vulnerabilidades significativas. Alta densidad de infraestructura energética impulsa acoplamiento estructural y la vulnerabilidad a las interrupciones en el suministro.
Fuente Wikipedia - La densidad de energía
Un vistazo inicial a la densidad de energía sugiere que las fuentes renovables (con excepción de la biomasa) no se desempeñan bien en estos términos. Sin embargo, debemos tener en cuenta la utilidad de una forma más equivalente. fuentes de energía CONG son inherentemente (la fuente de energía es la acción, una vez que se quema la cantidad total disponible se reduce) y, por su naturaleza, las energías renovables son principalmente de flujo o "tiempo real" basada basada en acciones (se genera la fuente de energía por la actividad, pero la actividad en sí no se ve disminuida). fuentes de energía nuclear son de la más alta densidad y también ofrecen la capacidad de "plug-in" a la infraestructura existente.
Costo de oportunidad
Hay importantes usos no energéticos de los combustibles fósiles y otros costos de oportunidad potencial de otras fuentes de energía sostenibles.
El uso de fuentes de energía basadas en acciones tales como combustibles fósiles tiene una serie de impactos ambientales conocidos. Sin embargo, los costos de oportunidad de uso se les da mucha menos atención. La sociedad moderna se basa en productos a base de petróleo para la fabricación de plásticos, productos farmacéuticos e insumos agrícolas. También es probable que sean (actualmente) utiliza futuro desconocido.
Un número de alternativas actuales y posibles existen para estos usos, pero conservación de los recursos para soportar aplicaciones no energéticas es probable que sea importante. Su uso podría hacerse más sostenible a través del desarrollo de los ciclos de producción y uso de bucle cerrado para mantener la disponibilidad de polímeros útiles de cadena larga.
También hay una serie de posibles costos de oportunidad para las fuentes de energía sostenibles que deben ser considerados dentro de un ciclo de vida de producción y uso, y en la evaluación de beneficio y repercusión en las compensaciones.
gastos generales de infraestructura
Cuando se comparan diferentes fuentes de energía, un enfoque de ciclo de vida se debe utilizar que también es responsable de la infraestructura necesaria para la fabricación de las redes de suministro / distribución de las plantas y necesaria para su utilización.
La sobrecarga de la infraestructura (después / inspirado por Josh Floyd - véase el enlace anterior) se refiere al tamaño relativo, la complejidad y el impacto de la infraestructura necesaria para apoyar la generación y / o distribución de energía. Por ejemplo, el petróleo ofrece una fuente de energía de alta densidad conveniente para alimentar los vehículos o generadores, a menudo en lugares muy remotos. Sin embargo, requiere una infraestructura global para extraer, refinar y transportarlo. Por el contrario, las turbinas de viento o la energía solar fotovoltaica no requieren "combustible" adicional y una infraestructura de suministro para dar servicio a ellos. Ellos, sin embargo, tienen un material y fabricación sobrecarga inicial y (en las redes centralizadas actuales) requieren una red de distribución de energía, con la inclusión de almacenamiento para proporcionar características.
Oportunidad
Diferentes fuentes de energía aparentemente ofrecen la disponibilidad de energía al instante o intermitentemente. Si bien esto es a menudo una característica de la fuente es también un aspecto de los ecosistemas técnicos que la respaldan.
La puntualidad es una medida de la importancia del contexto para la evaluación de la utilidad. Tiene que ver con la oferta y la demanda. El mundo moderno ha desarrollado un modelo socio-culturales-infraestructural que se basa en la disponibilidad instantánea y tiene una dependencia de fuentes de energía de alta densidad. las redes eléctricas nacionales proporcionan siempre en la fuente de alimentación que requiere la generación a gran escala que se mantiene 24/7 y con frecuencia tiene que proporcionar una capacidad. A medida que nos hemos acostumbrado a este modelo, y construido modelos industriales y sociales que se basan en ella, que cambian a diferentes sistemas que pueden ser intermitentes y / o discontinua en su suministro presenta una serie de desafíos y la necesidad de adaptación.
¿Cómo evaluar la energía sostenible?
El uso de las características anteriormente, es posible explorar visualmente las características de diferentes fuentes. Esto se ilustra en los diagramas de radar a continuación mediante la asignación de una puntuación relativa de cada criterio para una fuente dada. La fuente "perfecta" la energía sostenible se vería como un círculo completo.
Es importante destacar que estos resultados se han estimado con fines ilustrativos conceptuales / - no son así que por favor no asuma una gran precisión o total objetividad a base de datos! (Sin embargo, las observaciones y comentarios son bienvenidos).
Interpretación de los gráficos
Los gráficos ilustran cómo las energías renovables y la puntuación de las características importantes de sostenibilidad, pero también muestran que su utilidad en términos de densidad de energía y la puntualidad es menos buena (en términos actuales) que CONG o nucleares.
Anotó 0-10 donde 10 es sostenible en una escala relativa y arbitraria. Suponiendo punto de partida actual. (Gráfico revisado 02/11/2015 nuclear para la disminución de la puntuación Inv Ov y el aumento de la puntuación Abundancia - para reflejar una evaluación más equilibrada).
La producción, el uso y la demanda - avanzar hacia un futuro de energía sostenible
fuentes sostenibles que ofrecen en los criterios cruciales de los retos actuales de limpieza y renovabilidad a la forma en que actualmente usamos la energía debido a su relativamente baja densidad y el suministro intermitente. Nuclear se encuentra en algún punto intermedio, con muchos ambientalistas divididos por la cuenca filosófica de si es seguro y lo suficientemente limpia para contemplar. Otros desarrollos en los reactores a base de torio (o incluso de fusión) podrían ayudar a balancear el argumento a su favor - pero el público no se fía del riesgo. Se puede tener un papel en la fase transitorio que debería estar ahora en - de pasar de la posición de nuestra infraestructura actual para un futuro a largo plazo y la posición sostenible.
A largo plazo, una parte importante de la solución sostenible radica en hacer un mejor uso de densidad más baja, la demanda de energía más bajo y más suministros discontinuos. Algunas de las tecnologías existentes y previstos, como la biomasa y ya lo hacen (las plantas pueden crecer cuando las condiciones lo permitan, poco a poco la agregación de biomasa, proteínas y azúcares, ya que ir). Los avances en la tecnología de las baterías aliviarán la manera de almacenamiento de energía eléctrica renovable y proporcionar los medios para la rampa encima de suministro de la red y alimentar hogares y empresas cuya calefacción y agua caliente se cumple por medio de bombas de fuentes solares o de calor.
Además, todavía tenemos que escalar el uso de energías renovables como una entrada a la producción de otras formas de energía. Por ejemplo, la generación de hidrógeno (que tiene una densidad de energía y características de portabilidad a la par con CONG) podría llevarse a cabo de manera limpia y asequible, mediante el uso de, al igual que ellos podrían ayudar con el torneado de aire en.
Como un recurso esencialmente basado en el flujo, la energía renovable requerirá un sustancial replanteamiento de cómo generar y utilizar energía. A su vez esto exige una reconceptualización de lo que necesitamos, obtener y suministrar energía a partir de los dos lados de oferta y demanda, de acuerdo con la innovación para hacer mejor uso de las oportunidades potencialmente ilimitadas que ofrecen.
Existe la oportunidad para nosotros para desarrollar sistemas de producción de energía y el uso seguro que se basan en suministro abundante. No debemos permitir que la inercia de la convención nos impida imaginar y construir un futuro energético sostenible.
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