Rentabilitatea energiei la investițiile în energie

Barajul celor trei chei din China este cea mai mare centrală hidroelectrică din lume.
Energia hidroelectrică , cu un EROI mult peste 50, este una dintre cele mai eficiente din punct de vedere energetic.

Rentabilitatea energetică a investiției energetice , mai bine cunoscută cu acronimul EROEI (sau EROI ), acronimele în limba engleză Energy Returned On Energy Invested (sau Energy Return On Investment ) sau energia obținută pe energia consumată , este un coeficient care, referindu-se la un o anumită sursă de energie indică comoditatea sa în ceea ce privește randamentul energetic . Orice sursă de energie costă o anumită cantitate de energie investită, pentru a fi considerată înghețată în sursa de energie însăși (pentru construcția și întreținerea centralelor), o cantitate pe care EROEI încearcă să o evalueze. ^[1]

Din punct de vedere matematic, este raportul dintre energia obținută și toată energia cheltuită pentru a o atinge. Ca rezultat, o sursă de energie cu un EROEI mai mic de 1 este în pierdere din punct de vedere energetic. Sursele de energie care au un EROEI mai mic de 1 nu pot fi considerate surse primare de energie, deoarece exploatarea lor folosește mai multă energie decât obține. EROEI se dovedește a fi un parametru fundamental pentru a face alegeri strategice de politică energetică, pentru a evalua și a compara aprovizionarea între diferite surse de energie.

Definiție

EROEI măsoară câtă energie este obținută de la o plantă în viața sa medie comparativ cu cea utilizată pentru a o construi și a o întreține.

{\mathit {EROEI}}={\frac {\hbox{Energia ricavata}}{\hbox{Energia spesa}}}

{\ displaystyle {\ mathit {HEROES}} = {\ frac {\ hbox {Energie obținută}} {\ hbox {Energie consumată}}}}

{\ mathit {HEROES}} = {\ frac {{\ hbox {Energie obținută}}} {{\ hbox {Energie consumată}}}}

unde prin Energie obținută înțelegem orice formă eficientă de energie utilizabilă, excluzând, de exemplu, căldura reziduală; în timp ce în calculul energiei cheltuite , se ia în calcul doar energia suportată de oameni, excluzând energiile naturale la origine, cum ar fi energia solară care intervine în fotosinteză în cazul biocombustibililor. De asemenea, trebuie remarcat faptul că EROEI se obține din raportul dintre cantitatea de energie pusă în joc chiar și în momente diferite, iar relevanța sa depinde și de rata de actualizare asumată pentru energia investită.

Critici

Deși definiția este foarte simplă, calculul care trebuie efectuat este complex, deoarece este o funcție a timpului și a altor factori care pot fi interpretați într-o manieră variabilă. De exemplu, să ne imaginăm calculând EROEI-ul unui panou fotovoltaic. Ca energie de intrare, va trebui să luăm în considerare energia care a fost cheltuită pentru a produce celula de siliciu , costul de instalare și posibilele costuri de întreținere, adunate pe durata medie de viață a celulei. Ca energie obținută, trebuie să ținem cont de energia electrică produsă chiar de celulă de-a lungul vieții sale (de exemplu, un deceniu). În plus, aceste evaluări trebuie actualizate în mod constant, întrucât tehnologiile de construcție ale diferitelor centrale sunt dezvoltate continuu, rezultând costuri variabile ale energiei. Unii evaluează costurile energetice asociate eliminării unei centrale la sfârșitul ciclului său în mod diferit, iar acest lucru poate duce la diferențe semnificative în EROEI în cazul tehnologiilor care necesită un efort tehnic considerabil, cum ar fi nuclearul .

În cazul petrolului, EROEI tinde să scadă constant, deoarece dificultatea extracției crește pe măsură ce câmpurile sunt exploatate (într-un fel, scăderea EROEI este intim legată de fenomenologia vârfului Hubbert ).

Prin urmare, este clar modul în care calculul poate fi supus erorilor, în funcție de criteriul utilizat pentru evaluarea costurilor cu energia. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că nu există un acord internațional cu privire la criteriile de calcul EROEI, care, prin urmare, spre deosebire de alți parametri, este sensibil la evaluările subiective. Cea mai recentă evaluare, publicată într-o revistă științifică internațională și, prin urmare, cel puțin supusă evaluării editoriale, este cea a Cleveland și a coautorilor ^[2] . Ei își definesc criteriile foarte precis, totuși calculele se referă la 1984 și, prin urmare, au o valoare relativă la decenii distanță. Pe de altă parte, cele mai recente evaluări răspund în schimb unor criterii care nu sunt împărtășite public, întrucât și alte considerații de natură economică, politică și socială intră în joc la o evaluare, care ar trebui să fie științifică și matematică.

În unele cazuri, energia returnată, chiar dacă este mai mică decât cea utilizată, poate oferi beneficii speciale. De exemplu, pentru utilizare în locuri în care poate fi dificil să se transmită alte forme de energie, cum ar fi în cazul insulelor.

EROI din principalele surse de energie

Cu ajutorul teoretic dell'EROEI este posibilă compararea eficientă a surselor de energie, de asemenea, diferite între ele, variind de la lemne de ardere simple (biomasă) până la sistemul solar fotovoltaic. Iată un tabel furnizat de AspoItalia ^[3] care a colectat estimările EROEI ale principalelor surse de energie:

Proces	EROI (Cleveland ^[4] )	EROI (Elliott ^[5] )	EROI (Hore-Lacy ^[6] )	EROEI (Altele)	EROI (WNA) ^[7] (numai producția de energie electrică)
Fosile
Petrol Până în 1940 Până în 1970 Azi	> 100 23 8	50 - 100		5 - 15 ^[8]
Cărbune Până în 1950 Până în 1970	80 30	2 - 7	7-17		7 - 34
Gaz natural	1 - 5		5 - 6		5 - 26 ^[9] 5.6 - 6 ^[10]
Șisturi oleaginoase	0,7 - 13,3			<1
Nuclear
Uraniu 235	5 - 100	5 - 100	10 - 60	<1 ^[11]	10,5 ^[12] - 59 ^[13]
Plutonium 239 (auto-îngrășământ)
Fuziune nucleară				<1
Energie regenerabilă
Biomasă		3 - 5	5 - 27
Hidroelectric	11.2	50 - 250	50 - 200		43 - 205
Putere eoliana		5 - 80	20		6 - 80
Geotermală	1,9 - 13
Solar Colector Termodinamic Fotovoltaic	1.6 - 1.9 4.2 1.7 - 10	3 - 9	4 - 9	25 ^[14] <1 ^[15]	3,7 - 12
Bio-etanol Trestie de zahăr Porumb Reziduuri de porumb	0,8 - 1,7 1.3 0,7 - 1,8			0,6 - 1,2
Bio-metanol (lemn)	2.6

Petrol

Cel mai clasic exemplu este cel al petrolului: în acest caz EROEI va fi egal cu energia produsă de un butoi de petrol împărțit la energia necesară pentru a obține aceeași cantitate de petrol (studii geologice, forare , extracție și transport). La începutul erei petrolului, acest raport era evident foarte favorabil, cu un EROEI de aproximativ 100: energia utilizată pentru extragerea a 100 de barili de petrol era egală cu doar 1 baril. Pe măsură ce anii au progresat, exploatarea câmpurilor treptat mai izolată, mică și dificil de atins, toate circumstanțele care contribuie la scăderea EROEI a petrolului: de fapt, procesul este convenabil și rațional, atâta timp cât energia furnizată de butoiul de petrol este mai mare decât cea necesară pentru a-l extrage: odată ce EROEI devine 1 sau mai mic de 1 nu mai este convenabil să-l extrag și activitatea devine dezavantajoasă din punct de vedere economic și energetic (cu excepția subvențiilor ).

Din acest motiv, mulți cercetători au emis ipoteza că umanitatea nu va consuma tot petrolul disponibil în subteran, dar o cantitate considerabilă va rămâne încă intactă, deoarece industria petrolieră nu va avea interesul economic și energetic în extragerea acestuia, cel puțin în ceea ce privește utilizările sale tradiționale de combustibil.

Etanol

Etanolul produs de culturi dedicate are un EROEI apropiat de 1, potrivit unor autori în jurul valorii de 1.2, în timp ce conform lui Patzek și Pimentel ar fi chiar mai mic de 1. Cercetări recente indică faptul că ar exista potențialul de a atinge valori de aproximativ 5,4 . ^[16]

Energie electrica

De asemenea, este posibil să se definească un EROEI pentru instalațiile dedicate producției de energie electrică . În acest caz, EROEI al centralei va fi egal cu raportul dintre energia pe care o va produce în timpul ciclului său de activitate și energia investită pentru a o construi, întreține și alimenta.

În cazul energiilor regenerabile, de exemplu, vom avea un cost energetic foarte ridicat pentru construcția centralei (gândiți-vă la un baraj), dar din acel moment doar costurile de întreținere, în timp ce pentru energiile neregenerabile ( petrol , gaze , cărbune ) energia utilizată în construcții și întreținere, deși mai mică, va fi doar o mică parte din ceea ce va fi necesar pentru a fi alimentat cu combustibil.

Notă

^ Filippo Zuliani, Economics of oil for dummies , Il Post , 17 februarie 2015. Accesat la 23 februarie 2015 .
^ Cutler J. Cleveland, Robert Costanza, Charles ASHall, Robert Kaufmann, Energy and the US Economy: A Biophysical Perspective , Science, Vol. 225, No. 4665 (31 august 1984), pp. 890-897
^ Ugo Bardi, Contul bancar energetic: rentabilitatea investiției , pe aspoitalia.it , aspoitalia.net. Adus la 23 februarie 2015 .
^ Cleveland și colab. Știință, op. cit.
^ David Eliott, Un viitor durabil? limitele surselor regenerabile, înainte ca puțurile să se usuce, Feasta 2003.
^ Ian Hore-Lacy, Energie regenerabilă și energie nucleară, înainte ca puțurile să se usuce, Feasta 2003.
^ Analiza energetică a sistemelor de alimentare
^ Cutler Cleveland, Energia netă din extracția de petrol și gaze în Statele Unite, Energie, volumul 30, numărul 5, aprilie 2005, paginile 769-782.
^ Prin conducte
^ GNL
^ Storm van Leeuwen și Philip Smith, Nuclear Power: the Energy Balance, [1] .
^ Vezi articolul referitor la diseminare .
^ Vezi intrarea legată de centrifugare .
^ J. Burkhardt și colab., Evaluarea ciclului de viață al unei centrale parabolice care concentrează centralele solare și impactul alternativelor cheie de proiectare , la pubs.acs.org .
^ Howard T. Odum, CONTABILITATE DE MEDIU: luarea deciziilor privind energia și mediul; Wiley, 1996.
^ Marty R. Schmer și colab. Energia netă a etanolului celulozic din switchgrass , Proceedings of the National Academy of Sciences (2008, 15 ianuarie), 105, 2, 464-469.

Elemente conexe

linkuri externe

aspoitalia.net: „Contul bancar energetic: rentabilitatea investiției” de Ugo Bardi, AspoItalia
( RO ) EROEI.com .

Portal de ecologie și mediu	Portalul Economiei
Portalul Energiei	Portalul Politicii

[1] Filippo Zuliani, Economics of oil for dummies , Il Post , 17 februarie 2015. Accesat la 23 februarie 2015 .

[2] Cutler J. Cleveland, Robert Costanza, Charles ASHall, Robert Kaufmann, Energy and the US Economy: A Biophysical Perspective , Science, Vol. 225, No. 4665 (31 august 1984), pp. 890-897

[3] Ugo Bardi, Contul bancar energetic: rentabilitatea investiției , pe aspoitalia.it , aspoitalia.net. Adus la 23 februarie 2015 .

[4] Cleveland și colab. Știință, op. cit.

[5] David Eliott, Un viitor durabil? limitele surselor regenerabile, înainte ca puțurile să se usuce, Feasta 2003.

[6] Ian Hore-Lacy, Energie regenerabilă și energie nucleară, înainte ca puțurile să se usuce, Feasta 2003.

[7] Analiza energetică a sistemelor de alimentare

[8] Cutler Cleveland, Energia netă din extracția de petrol și gaze în Statele Unite, Energie, volumul 30, numărul 5, aprilie 2005, paginile 769-782.

[9] Prin conducte

[10] GNL

[11] Storm van Leeuwen și Philip Smith, Nuclear Power: the Energy Balance, [1] .

[12] Vezi articolul referitor la diseminare .

[13] Vezi intrarea legată de centrifugare .

[14] J. Burkhardt și colab., Evaluarea ciclului de viață al unei centrale parabolice care concentrează centralele solare și impactul alternativelor cheie de proiectare , la pubs.acs.org .

[15] Howard T. Odum, CONTABILITATE DE MEDIU: luarea deciziilor privind energia și mediul; Wiley, 1996.

[16] Marty R. Schmer și colab. Energia netă a etanolului celulozic din switchgrass , Proceedings of the National Academy of Sciences (2008, 15 ianuarie), 105, 2, 464-469.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]