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エネルギー階層は、より持続可能なエネルギーシステムへの進歩を支援するために優先順位が付けられたエネルギーオプションの分類です。これは、資源の枯渇を最小限に抑えるための廃棄物階層に似たアプローチであり、並列シーケンスを採用しています。
最も優先度が高いのは、無駄をなくし、エネルギー効率を向上させることで、不必要なエネルギーの使用を防ぐことです。次に優先度が高いのは、エネルギー資源の持続可能な生産です。枯渇性があり、無駄を生むエネルギー生成オプションは、優先度が最も低いです。
エネルギー システムが持続可能であるためには、エネルギー生産に適用されるリソースが無期限に持続可能でなければならず、エネルギー変換によって、純排出量を含む有害な副産物や、完全にリサイクルできない廃棄物が発生してはならず、合理的なエネルギー需要を満たすことができなければなりません。
省エネ
エネルギー階層における最優先事項は、エネルギーの節約、つまりエネルギーの不必要な使用を防ぐことです。このカテゴリには、不要な照明や電化製品の電源を切ったり、不必要な移動を避けたりすることで無駄をなくすことが含まれます。建物からの熱損失はエネルギー浪費の主な原因であるため、[1]建物の断熱性と気密性 を向上させることで、エネルギー節約に大きく貢献できます。 [2]
多くの国には省エネを奨励する機関がある。[3] [4]
エネルギー効率
エネルギー階層における 2 番目の優先事項は、使用されるエネルギーが効率的に生産され、消費されるようにすることです。エネルギー効率には 2 つの主要な側面があります。
エネルギー消費の変換効率
エネルギー効率とは、機器の生産量と消費エネルギーの比率である。[5]
エネルギーが安価で、環境への影響に対する意識が低かった時代、エネルギー効率はそれほど重要視されていませんでした。1975年、米国の自動車の平均燃費は1ガロンあたり15マイル未満でした[6] 20世紀後半まで最も一般的だった白熱電球は、エネルギーの90％を熱として無駄にし、有用な光に変換されるのはわずか10％でした[7]
最近では、エネルギー効率が優先事項となっています。[8]米国の自動車の 最新の平均燃費は、1975年のレベルからほぼ2倍に増加しました。[6]現在、白熱灯よりも5～10倍効率的なLED照明が推進されています。[9] 現在、多くの家電製品には、エネルギー効率を示す ラベルを表示することが義務付けられています。
エネルギー生産の変換効率
エネルギーは、化石燃料、放射性物質、太陽放射、その他の源など、そのエネルギーの元となる天然資源から採取される際に損失が発生します。電力生産のほとんどは火力発電所で行われ、そこでは源エネルギーの多くが熱として失われます。2009年の世界の平均電力生産効率は約37%でした。[10]
エネルギー階層における優先事項は、従来の発電所[11]であれ、太陽光発電所[12]やその他のエネルギー源の性能比を向上させることであれ、エネルギー変換の効率を向上させることです。
全体的な効率性と持続可能性は、効率性や持続可能性の低いリソースからより優れたリソースへの容量または燃料の切り替えによっても改善できますが、これは主に階層の第 4 レベルでカバーされます。
持続可能なエネルギー生産
再生可能エネルギーとは、自然に発生し、理論上は無尽蔵のエネルギー源を指します。[13]これらのエネルギー源は無尽蔵、つまり自然に補充されるものとして扱われ、2つのクラスに分類されます。
元素再生可能エネルギー
再生可能エネルギーの第一のクラスは、太陽光、風、波、潮汐、降雨（水力発電）などの気候や自然資源から得られるものです[14] 。地球の中心核の熱から得られる地熱エネルギーもこのカテゴリーに入ります。
これらは、ほとんどが最終的には太陽から発せられるエネルギーに由来しており、その寿命は65億年と推定されているため、無尽蔵であると考えられています。[15]
バイオエネルギー
再生可能エネルギーのもう一つの主要なクラスであるバイオエネルギー[ 16]はバイオマスから得られ、成長サイクルが比較的短いため、使用量は新しい成長によって補充されます。バイオエネルギーは通常、燃焼によって変換されるため、炭素排出が発生します。成長サイクル中に同量の二酸化炭素が大気から抽出されるため、全体としてはカーボンニュートラルとして扱われます。[17]
バイオエネルギー源には、木材やエネルギー作物などの固体、バイオ燃料などの液体、嫌気性消化によるバイオメタンなどの気体があります。[要出典]
環境負荷の少ないエネルギー生産
階層構造の次の優先事項は、完全に持続可能ではないが環境への影響が少ないエネルギー源である。これには、炭素回収・貯留を伴う化石燃料の使用が含まれる。[18]
原子力エネルギーは炭素排出量が少ないため、環境への影響が少ないエネルギー源として扱われることがあります。
大きなインパクトのあるエネルギー生産
エネルギー階層の中で最も優先順位が低いのは、化石燃料などの持続不可能な資源を使ったエネルギー生産です。また、非常に長い期間（数十万年以上）にわたる非常に危険な放射性廃棄物の管理・保管が必要であることと、ウラン資源が枯渇することから、原子力エネルギーを上記のカテゴリーではなくこのカテゴリーに分類する人もいます。 [ 19 ]
このようなエネルギー源の割合は減少しなければならないというコンセンサスがある。[21]
この層では、石炭などの最も有害な燃料源からガスなどの排出量の少ない燃料源に切り替えることで、悪影響を制限する可能性があります。 [22]
多くの人は、このような影響の大きいエネルギー使用が最小限に抑えられた場合、避けられない残りの使用の影響は排出量の相殺によって相殺されるべきであると示唆している。[23]
エネルギー階層の起源
エネルギー階層は、再生可能エネルギー協会の事務局長だったフィリップ・ウルフ氏によって2005年に初めて提案されました。この最初のバージョンには、エネルギー効率、再生可能エネルギー、従来のエネルギー生産の3つのレベルがありました。これは、2006年に持続可能なエネルギー宣言で機関、協会、その他の団体のコンソーシアムによって承認され、採用されました。[25]その後、この概念はエネルギー業界[26]や政府で 採用され、改良されてきました。 [27] [28]
参照
参考文献
- ^ バートレット、デイブ。「建物でエネルギーと水を無駄にするトップ10の方法」。AOL Energy。2012年11月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年2月25日閲覧。
- ^ 「建物とコミュニティシステムにおけるエネルギー節約」。ECBCSについて。国際エネルギー機関。2012年12月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年2月23日閲覧。
- ^ 「エネルギー効率と再生可能エネルギー」。米国エネルギー省。 2013年2月23日閲覧。
- ^ イギリス。「Energy Saving Trust」。The Energy Saving Trust 。 2013年2月23日閲覧。
- ^ 「エネルギー効率の定義と意味」。ビジネス辞書。2013年6月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年2月23日閲覧。
- ^ ab 「軽量自動車技術、二酸化炭素排出量、燃費の傾向：1975年から2011年」（PDF）。米国環境保護庁。 2013年2月23日閲覧。
- ^ 「LEDについて学ぶ」Energy Star 。 2013年2月23日閲覧。
- ^ 「2030年までにエネルギー節約が政策の最優先課題に」(PDF)。Energy Cities (Europe) 。2012年11月20日。 2013年1月29日時点のオリジナル(PDF)よりアーカイブ。 2013年2月23日閲覧。
- ^ 「LED の基礎」。固体照明。米国エネルギー省のエネルギー効率と再生可能エネルギー。2013年2 月 23 日閲覧。
- ^ 「2009年世界のエネルギーバランス」国際エネルギー機関。2013年7月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年2月23日閲覧。
- ^ 「発電の効率」 Eurelectric . 2013年2月23日閲覧。
- ^ 「2012」（PDF）。太陽光発電レポート。フラウンホーファー太陽エネルギーシステム研究所ISE。 2012年11月5日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2013年2月23日閲覧。
- ^ 「再生可能エネルギーとは何か」。ビジネス辞書。2013年4月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年2月23日閲覧。
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- ^ 「団体がエネルギーに関する『マニフェスト』を発表」BBC 2006年4月19日2013年2月23日閲覧。
- ^ 機械技術者協会 (2009)。「エネルギー階層」。エネルギー政策声明 (9/03)。2012年6月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年2月23日閲覧。
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- ^ 「エネルギー階層」。ロンドン計画。グレーター・ロンドン・オーソリティー。2013年3月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年2月23日閲覧。