Energía primaria

En la industria de la energía, la energía primaria es la energía que está disponible con las formas de energía o fuentes de energía que se encuentran originalmente , como el combustible (por ejemplo, carbón o gas natural ), pero también fuentes de energía como el sol, el viento o el combustible nuclear . La energía primaria se puede obtener mediante un proceso que conlleva pérdidas de conversión en energía secundaria convertida . La energía primaria o secundaria se convierte en energía final que puede ser utilizada por el consumidor después de las pérdidas de transmisión.. La energía realmente utilizable, es decir, la energía final menos las pérdidas que surgen cuando el consumidor la usa, es entonces la energía útil .

Las conversiones y las pérdidas asociadas son necesarias en muchos casos, ya que las fuentes de energía primaria a menudo no pueden ser utilizadas directamente por el consumidor. Un ejemplo de esto sería el uranio , que se utiliza en centrales nucleares. A veces, una conversión también es útil, p. Ej. B. aumentar el contenido energético de la fuente de energía, como el secado o la pirólisis de la madera. El camino que toma la energía primaria en una economía desde su generación original a través de la conversión parcial en energía secundaria para su uso en diferentes aplicaciones y ramas de la industria se muestra en los balances energéticos .

Fuentes de energia

Demanda de energía primaria

Desde la versión de 2009 de la Ordenanza de ahorro de energía (EnEV), el requisito de energía primaria de los edificios residenciales y no residenciales se ha calculado utilizando DIN V 18599. A partir de los datos físicos del edificio (coeficientes de transferencia de calor / valores U de los componentes), la geometría y las condiciones meteorológicas, se calcula primero el requerimiento de energía útil Q n para mantener el edificio a la temperatura deseada. A esto le sigue la determinación de las pérdidas dentro del edificio para la generación, almacenamiento, distribución y entrega de calefacción, agua caliente y ventilación. La suma de esto da la energía final Q e , que se puede medir en el medidor de gas, por ejemplo.

Energía final Q e = energía útil Q n + pérdidas del sistema

La energía final Q e se convierte en energía primaria Q p utilizando un factor de energía primaria f p .

Energía primaria Q p = energía final Q e × f p

El factor f p incluye las pérdidas que se producen durante la provisión del portador de energía (por ejemplo, extracción, transporte, refinado, secado o almacenamiento).

En un paso más, el factor de energía primaria se divide en una parte renovable y una no renovable. Las emisiones de CO 2 solo están asociadas al consumo de energía primaria no renovable. La determinación numérica exacta también se realiza con un objetivo político o ecológico. La relación entre el factor de energía primaria total y la parte no renovable es una medida de sostenibilidad.

Por ejemplo, la madera tiene un factor de energía primaria general de f p = 1.2 (es decir, para 100 kWh de madera de energía final, que se usa en la combustión, por ejemplo, se deben aplicar 20 kWh adicionales hasta que la madera se entregue en la puerta ). Sin embargo, para la parte no renovable, el valor es f p = 0,2. Esto significa: por los 100 kWh de energía final consumidos, solo se consumen 20 kWh de energía primaria no renovable, y las emisiones de CO 2 solo están asociadas a estos 20 kWh .

En el caso del gas natural, el factor de energía primaria total es igual al factor de energía primaria para la porción no renovable aquí f p = 1.1. Esto significa que el gasto adicional para el suministro de gas natural al consumidor final se fija en un 10%, y no se utilizan energías renovables o se utilizan muy pocas energías renovables en toda la cadena de proceso.

En DIN V 18599, a los demás combustibles fósiles (gasóleo de calefacción, gas licuado, hulla y lignito) se les asigna el mismo factor de energía primaria que el gas natural. Aquí el componente político es evidente en estas determinaciones, ya que tanto el consumo de energía hasta el punto de suministro como las emisiones de CO 2 de estas diversas fuentes de energía difieren mucho.

Para la electricidad, una versión anterior de DIN V 18599 estableció el valor f p = 3.0 para el factor de energía primaria total (debido a las altas pérdidas de energía para producir la electricidad) y el valor f p = 2.7 para la parte no renovable . En la versión de la Ordenanza de Ahorro de Energía del 1 de octubre de 2009, el valor de la parte no renovable se reduce af p = 2.6 debido a la proporción creciente de generación de electricidad renovable . En la versión actual de DIN 18599 en la Parte 100, el factor de energía primaria para la electricidad ahora también se ha cambiado a 2,4. Sin embargo, la versión actual de la EnEV 2014 en el Apéndice 1 número 2.1.1 oración 6 establece que se debe utilizar un factor de energía primaria para electricidad de 1.8 a partir del 1 de enero de 2016, independientemente de los cálculos en DIN V 18599. Sin embargo, esto no se aplica al factor que se utiliza para alimentar a la red eléctrica desde una planta generadora con calor y energía combinados. El factor para la mezcla de corriente de desplazamiento de 2.8 todavía se aplica aquí. Con una participación cada vez mayor de las energías renovables en la generación de energía, se espera que el factor de energía primaria continúe disminuyendo.

Con el método de eficiencia dominante internacionalmente , se asume una eficiencia de conversión del 100% para la energía hidroeléctrica , eólica y fotovoltaica , que no tienen valor calorífico, y por lo tanto la energía final se establece igual a la energía primaria. En el caso de las fuentes de energía convencionales, en cambio, se aprovecha la eficiencia con la que la energía primaria se convierte en energía final. Una excepción es la energía nuclear, para la que se aplica una eficiencia del 33% en todos los ámbitos. Esto significa que allí se consume tres veces más energía primaria que z. B. en energía eólica o sistemas fotovoltaicos. Debido a esta característica especial del método de cálculo, las energías renovables tienden a estar infrarrepresentadas en las estadísticas de energía primaria. Por la misma razón, existe el extraño fenómeno de que la energía nuclear tiene una mayor participación en las estadísticas mundiales de energía primaria que la energía hidroeléctrica, aunque las centrales hidroeléctricas en general suministran significativamente más electricidad que las centrales nucleares.

Por el contrario, esto significa que los sistemas de energía que se basan predominantemente o completamente en energías renovables tienen un consumo de energía primaria significativamente menor que los sistemas de energía convencionales con el mismo consumo de energía final. Para Dinamarca z. Por ejemplo, en tres escenarios de transición energética diferentes , cada uno con energías 100% renovables, aproximadamente la mitad del requisito de energía primaria en comparación con un escenario de referencia en gran parte fósil .

Generación de energía primaria

El consumo de energía primaria se compensa con la generación de energía primaria. Esto se hace de diferentes formas. Al comparar las proporciones de generación de energía primaria, se deben tener en cuenta los diferentes valores de las fuentes de energía . Por encima de todo, la densidad y la eficiencia energética juegan un papel importante.

La energía primaria fósil se obtiene quemando combustibles fósiles. La electricidad primaria se genera, por ejemplo, en centrales hidroeléctricas, plantas de energía solar o eólica. Las centrales térmicas pueden funcionar con energía nuclear, energía solar o combustibles fósiles, en la mayoría de los casos parte de la energía se convierte en electricidad. Durante esta conversión, parte de la energía primaria se pierde como calor residual y ya no está disponible como energía útil. Con la cogeneración se intenta reducir estas pérdidas.

Consumo de energía primaria

El consumo de energía primaria forma parte de las cuentas nacionales . Si la producción de energía primaria de un país es menor que el consumo de energía primaria, la diferencia debe ser cubierta por importaciones. Tanto Alemania como casi todos los países de la Unión Europea son importadores netos de energía primaria, especialmente petróleo, gas y carbón.

Energía primaria en la evaluación del ciclo de vida

En la evaluación del ciclo de vida, la energía primaria se divide en "energía primaria renovable" y "energía primaria no renovable". Estos valores, a su vez, pueden dividirse en "materialmente ligados" y "energéticamente utilizados". Los valores también pueden diferenciarse según su origen en "producción" y "eliminación".

Energía primaria en Suiza

En Suiza, "energía gris" corresponde a "energía primaria no renovable". Existe una lista de productos de construcción genéricos, incluida la indicación de la energía primaria, dividida en renovables y no renovables, así como la producción y eliminación. Estos indicadores se calculan de acuerdo con EN 15804, ligeramente diferente de las reglas de cálculo de EPD. El valor calorífico inferior se utiliza para la madera y el almacenamiento de carbono biogénico no se tiene en cuenta para el GWP.

enlaces web

Wikcionario: energía primaria  - explicaciones de significados, orígenes de palabras, sinónimos, traducciones

Evidencia individual

  1. ↑ Lisa Thormann, Diana Pfeiffer, Karina Bloche-Daub, Daniela Thrän y Martin Kaltschmitt: Biomasa en el sistema energético . En: Martin Kaltschmitt, Hans Hartmann & Hermann Hofbauer (eds.): Energía de biomasa: fundamentos, técnicas y procesos . 3ª edición actualizada y ampliada. Springer Vieweg, Berlín 2016, ISBN 978-3-662-47437-2 , 1.2, p. 9-64 .
  2. ↑ DIN V 18599-100: 2009-10
  3. ^ Viktor Wesselak , Thomas Schabbach , Thomas Link, Joachim Fischer, Regenerative Energietechnik. Berlín / Heidelberg 2013, p. 6.
  4. ^ Nicola Armaroli , Vincenzo Balzani : Energía para un mundo sostenible. De la era del petróleo a un futuro impulsado por el sol. Weinheim 2011, pág.231.
  5. ^ Brian Vad Mathiesen et al.: Smart Energy Systems para soluciones coherentes de transporte y energía 100% renovable . En: Applied Energy 145, (2015), 139-154, 149f, doi : 10.1016 / j.apenergy.2015.01.075 .
  6. ↑ Eurostat: Aspectos estadísticos de la industria energética 2005 - Aumento de la dependencia energética de la UE-25 ( Memento del 3 de julio de 2007 en Internet Archive ) ( PDF ; 153 kB)