Consumo mundial total de energía primaria por tipo en 2020 [1]
Suministro mundial total de energía primaria de 162.494 TWh (o 13.792 Mtep ) por región en 2017 (IEA, 2019) [2]
La energía primaria ( PE ) es la energía que se encuentra en la naturaleza y que no ha sido sometida a ningún proceso de conversión diseñado por el hombre. Abarca la energía contenida en combustibles brutos y otras formas de energía, incluidos los desechos, recibidos como entrada a un sistema . La energía primaria puede ser no renovable o renovable .
El suministro total de energía primaria ( TPES ) es la suma de la producción y las importaciones, más o menos los cambios de existencias, menos las exportaciones y el almacenamiento internacional de combustible. [3] Las Recomendaciones Internacionales para Estadísticas de Energía (IRES) prefieren el suministro total de energía (TES) para referirse a este indicador. [4] Estas expresiones se utilizan a menudo para describir el suministro energético total de un territorio nacional.
La energía secundaria es un portador de energía, como la electricidad. Estos se producen mediante la conversión de una fuente de energía primaria.
La energía primaria se utiliza como medida en las estadísticas energéticas , en la elaboración de balances energéticos , [5] así como en el campo de la energética. En energía, una fuente de energía primaria (PES) se refiere a las formas de energía requeridas por el sector energético para generar el suministro de portadores de energía utilizados por la sociedad humana. [6] La energía primaria sólo cuenta la energía bruta y no la energía utilizable y no tiene en cuenta bien las pérdidas de energía, particularmente las grandes pérdidas en las fuentes térmicas. Por lo tanto, generalmente subestima enormemente las fuentes de energía renovables no térmicas.
Las fuentes de energía primaria no deben confundirse con los componentes del sistema energético (o procesos de conversión) mediante los cuales se convierten en portadores de energía.
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Las fuentes de energía primaria se transforman en procesos de conversión de energía a formas de energía más convenientes que pueden ser utilizadas directamente por la sociedad, como la energía eléctrica , los combustibles refinados o los combustibles sintéticos como el hidrógeno . En el campo de la energética , estas formas se denominan portadores de energía y corresponden al concepto de "energía secundaria" en las estadísticas energéticas.
Los portadores de energía son formas de energía que se han transformado a partir de fuentes de energía primarias. La electricidad es uno de los vectores de energía más comunes y se transforma a partir de diversas fuentes de energía primaria, como el carbón, el petróleo, el gas natural y el viento. La electricidad es particularmente útil porque tiene baja entropía (está muy ordenada) y, por lo tanto, puede convertirse en otras formas de energía de manera muy eficiente. La calefacción urbana es otro ejemplo de energía secundaria. [8]
Según las leyes de la termodinámica , no se pueden producir fuentes de energía primaria. Deben estar a disposición de la sociedad para permitir la producción de vectores energéticos. [6]
La eficiencia de conversión varía. En el caso de la energía térmica, la electricidad y la energía mecánica, la producción está limitada por el teorema de Carnot y genera mucho calor residual . Otras conversiones no térmicas pueden ser más eficientes. Por ejemplo, si bien las turbinas eólicas no capturan toda la energía eólica, tienen una alta eficiencia de conversión y generan muy poco calor residual ya que la energía eólica tiene baja entropía. En principio, las conversiones de energía solar fotovoltaica podrían ser muy eficientes, pero la conversión de corriente sólo puede realizarse bien para rangos estrechos de longitud de onda, mientras que la energía solar térmica también está sujeta a los límites de eficiencia de Carnot. La energía hidroeléctrica también está muy ordenada y se convierte de manera muy eficiente. La cantidad de energía utilizable es la exergía de un sistema.
Energía del sitio es el término utilizado en América del Norte para la cantidad de energía de uso final de todas las formas consumida en una ubicación específica. Puede ser una combinación de energía primaria (como el gas natural quemado en el sitio) y energía secundaria (como la electricidad). La energía del sitio se mide a nivel del campus, edificio o subedificio y es la base para los cargos de energía en las facturas de servicios públicos. [9]
Por el contrario, la fuente de energía es el término utilizado en América del Norte para referirse a la cantidad de energía primaria consumida para proporcionar energía al sitio de una instalación. Siempre es mayor que la energía del sitio, ya que incluye toda la energía del sitio y le suma la energía perdida durante la transmisión, entrega y conversión. [10] Si bien la fuente de energía o la energía primaria proporciona una imagen más completa del consumo de energía, no se puede medir directamente y debe calcularse utilizando factores de conversión de las mediciones de energía del sitio. [9] Para la electricidad, un valor típico es tres unidades de fuente de energía por una unidad de energía del sitio. [11] Sin embargo, esto puede variar considerablemente dependiendo de factores como la fuente de energía primaria o el tipo de combustible, el tipo de central eléctrica y la infraestructura de transmisión. Energy STAR ofrece un conjunto completo de factores de conversión como referencia técnica . [12]
La energía del sitio o de la fuente puede ser una métrica apropiada al comparar o analizar el uso de energía de diferentes instalaciones. La Administración de Información Energética de EE. UU ., por ejemplo, utiliza energía primaria (fuente) para sus resúmenes energéticos [13] , pero utiliza energía del sitio para su Encuesta de consumo de energía de edificios comerciales [14] y su Encuesta de consumo de energía de edificios residenciales. [15] El programa Energy STAR de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. recomienda utilizar una fuente de energía, [16] y el Departamento de Energía de EE. UU. utiliza la energía del sitio en su definición de edificio de energía neta cero . [17]
Cuando se utiliza energía primaria para describir los combustibles fósiles , la energía incorporada del combustible está disponible como energía térmica y alrededor del 70% normalmente se pierde en la conversión a energía eléctrica o mecánica. Hay pérdidas de conversión mucho menos significativas cuando la hidroelectricidad, la energía eólica y la solar producen electricidad, pero las convenciones actuales de la ONU sobre estadísticas energéticas consideran la electricidad producida a partir de la hidroelectricidad, la eólica y la solar como la energía primaria en sí misma para estas fuentes. Una consecuencia del empleo de la energía primaria como métrica energética es que la contribución de la energía hidráulica, eólica y solar está subestimada en comparación con las fuentes de energía fósiles y, por lo tanto, existe un debate internacional sobre cómo contabilizar la energía procedente de energías renovables no térmicas, con muchas estimaciones. teniéndolos subestimados por un factor de aproximadamente tres. [18]
