
エネルギー消費とは、使用されるエネルギーの量のことです。[ 1 ]物理学では、エネルギー消費とは、エネルギーが完全に消滅するのではなく、ある形態から別の形態への変換を指します。エネルギー保存の法則によれば、エネルギーは創造も破壊もされず、変換されるだけです。[ 2 ]例えば、電球が電気を「消費」するとき、電気エネルギーを破壊しているのではなく、光と熱に変換しているのです。[ 3 ]同様に、自動車はガソリンの化学エネルギーを運動エネルギー(運動)と熱に変換することでガソリンを「消費」します。 [ 4 ]エネルギー消費を理解することは、さまざまなシステムやプロセスの効率を分析する上で非常に重要です。なぜなら、最終的な目標は、有用なエネルギーが廃熱などの望ましくない形態に変換されるのを最小限に抑えることであることが多いからです。[ 5 ]
社会経済的な観点から見ると、「エネルギー消費」とは、家庭、産業、輸送、その他の活動に電力を供給するために人類文明がエネルギー資源を使用することを指すことが多い。[ 6 ]これは通常、化石燃料(石炭、石油、天然ガス)、原子力、再生可能エネルギー源(太陽光、風力、水力、地熱)など、さまざまな一次エネルギー源を利用することを含む。 [ 7 ]この消費の規模とパターンは、環境の持続可能性、経済発展、地政学的安定性に重大な影響を与える。世界および地域のエネルギー消費の傾向を分析することは、政策立案者や研究者が資源の利用可能性、温室効果ガスの排出量、より持続可能なエネルギーシステムへの移行の可能性を理解するのに役立つ。[ 8 ]
電気工学では、「エネルギー消費」とは、デバイス、回路、またはシステムが一定期間にわたって使用する電気エネルギーの量を具体的に指します。 [ 8 ]これは、エネルギーが消費または伝達される速度である「電力」とは異なります。電力はワット(W)またはキロワット(kW)で測定されますが、エネルギー消費は通常、ワット時(Wh)またはキロワット時(kWh)で測定されます。[ 9 ]この関係は基本的です。エネルギー(E)は電力(P)に時間(t)を掛けたものに等しくなります。[ 10 ]
電気技術者は、いくつかの重要な理由からエネルギー消費に深く関心を寄せています。第一に、電気料金は消費されたkWhに基づいて計算されるため、消費者や産業の運用コストに直接影響します。第二に、エネルギー消費はエネルギー効率と密接に関連しています。[ 11 ]効率的な電気システムやデバイスは、入力された電気エネルギーの大部分を目的の出力(光、動き、計算など)に変換し、望ましくない形態、主に熱への変換を最小限に抑えます。したがって、エネルギー消費を理解し最適化することは、効果的であるだけでなく、持続可能で費用対効果の高いシステムを設計するために不可欠であり、パワーエレクトロニクス、スマートグリッド、低消費電力集積回路などの分野の進歩につながります。[ 11 ]
体内では、エネルギー消費はエネルギー恒常性の一部です。それは食物エネルギーから得られます。体内のエネルギー消費は、基礎代謝率と身体活動レベルの積です。身体活動レベルは、妊娠していない、授乳していない成人の場合、24時間におけるその人の総エネルギー消費量(TEE)をその人の基礎代謝率(BMR)で割ったものとして定義されます。[ 12 ]
人口統計学的な観点から見たエネルギー消費に関連するトピックは以下のとおりです。