Введение
Чистый прирост энергии (ЧПЭ) – это понятие, используемое в энергетической экономике, обозначающее разницу между энергией, затраченной на добычу источника энергии, и количеством энергии, полученной в результате этой добычи. Чистый прирост энергии, который можно выразить в джоулях, отличается от чистой финансовой выгоды, возникающей в процессе добычи энергии, поскольку различные источники энергии (например, природный газ, уголь и т.д.) могут иметь разную цену за одно и то же количество энергии.
Расчет NEG
Чистый прирост энергии достигается, когда затраты энергии на получение источника энергии меньше, чем энергия, содержащаяся в этом источнике. То есть,
Факторы, которые необходимо учитывать при расчете чистого прироста энергии (NEG), включают тип энергии, способ ее использования и получения, а также методы хранения или транспортировки энергии. Кроме того, уравнение можно неоправданно усложнить бесконечным количеством внешних факторов и неэффективностей, возникающих в процессе добычи энергии.
Неустойчивые
Обычное определение чистой энергетической выгоды сравнивает энергию, необходимую для получения энергии (то есть для её поиска, извлечения из земли, переработки и доставки потребителю) с количеством энергии, произведенной и переданной потребителю из какого-либо (обычно подземного) энергетического ресурса. Чтобы лучше понять это, представим, что экономика располагает определенным количеством конечных запасов нефти, которые все еще находятся под землей, не извлечены. Для получения этой энергии часть извлеченной нефти необходимо потреблять в процессе добычи для работы двигателей, приводящих в действие насосы. Следовательно, после извлечения чистая произведенная энергия будет меньше, чем количество энергии, находившейся в земле до извлечения, поскольку часть энергии была израсходована. Энергию, затрачиваемую на извлечение, можно рассматривать двумя способами: как экономически выгодную (NEG>0) или невыгодную (NEG<0). Например, в нефтяных песках Атабаска высокая рассеянность смолистых песков и низкая цена на сырую нефть делали их экономически нецелесообразными для разработки до конца 1950-х годов (NEG<0). С тех пор цена на нефть выросла и была разработана новая технология паровой экстракции, что позволило этим пескам стать крупнейшим поставщиком нефти в Альберте (NEG>0).
Устойчивые
Ситуация иная в отношении возобновляемых источников энергии, таких как гидроэнергия, энергия ветра, солнечная и геотермальная энергия, поскольку нет крупных запасов для учета (за исключением продолжительности жизни Солнца), но энергия поступает непрерывно, поэтому учитывается только энергия, затраченная на ее извлечение. Во всех случаях извлечения энергии жизненный цикл устройства извлечения энергии имеет решающее значение для значения NEG. Если устройство выходит из строя через 10 лет, его NEG будет значительно ниже, чем если оно работает в течение 30 лет. Поэтому вместо этого можно использовать время энергетической окупаемости (иногда называемое энергетической амортизацией), которое показывает, сколько лет должна работать установка, чтобы ее накопленный NEG стал положительным, то есть чтобы количество энергии, затраченной на инфраструктуру установки, было компенсировано полученной от нее энергией.
Биотопливо
Чистая энергетическая выгода от использования биотоплива, особенно этанола, получаемого из кукурузы (биоэтанола), долгое время является предметом споров. Фактическая чистая энергетическая отдача производства биотоплива сильно зависит от используемого биосырья, способов его выращивания и сбора (в частности, от применения удобрений на основе нефтепродуктов), а также от эффективности процесса преобразования в полезную энергию. Более подробную информацию можно найти в статье «Энергетический баланс этанольного топлива». Аналогичные соображения применимы и к биодизелю и другим видам топлива.
ISO 13602
ISO 13602-1 предоставляет методы анализа, характеристики и сравнения технических энергетических систем (ТЭС) со всеми их входными данными, выходными данными и факторами риска. Он содержит правила и рекомендации по методологии проведения таких анализов. ISO 13602-1 описывает способ установления взаимосвязей между входными и выходными данными (полезной энергией) и, таким образом, облегчает сертификацию, маркировку и обозначение, сопоставимую характеристику, коэффициент производительности, планирование энергетических ресурсов, оценку воздействия на окружающую среду, получение значимой энергетической статистики и прогнозирование поступления прямых природных энергетических ресурсов или энергоносителей, инвестиций в технические энергетические системы, а также текущих и ожидаемых будущих результатов в виде энергетических услуг. В ISO 13602-1:2002 возобновляемый ресурс определяется как "природный ресурс, для которого отношение скорости создания этого ресурса к скорости его извлечения из природы в техносферу равно или превышает единицу".
Примеры
В 1920-х годах добывалось пять баррелей сырой нефти на каждый баррель, использованный в процессе добычи и переработки. Сегодня добывается лишь один баррель на каждый использованный. Когда чистый энергетический выигрыш от источника энергии достигает нуля, этот источник перестает вносить вклад в экономику.