Consumo mundial total de energía primaria por tipo en 2020 [1]
Suministro total mundial de energía primaria de 162.494 TWh (o 13.792 Mtep ) por región en 2017 (AIE, 2019) [2]
La energía primaria ( EP ) 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 crudos y otras formas de energía, incluidos los desechos, que se reciben como entrada a un sistema . La energía primaria puede ser no renovable o renovable .
El suministro total de energía primaria ( ETP ) 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 total de energía de un territorio nacional.
La energía secundaria es un portador de energía, como la electricidad. Se produce por conversión a partir de una fuente de energía primaria.
La energía primaria se utiliza como medida en las estadísticas energéticas en la compilación de balances energéticos [5] , así como en el campo de la energética. En energética, una fuente de energía primaria (FEP) 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 solo contabiliza la energía bruta y no la energía utilizable y no tiene en cuenta adecuadamente las pérdidas de energía, en particular las grandes pérdidas en 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) a través de los cuales se convierten en portadores de energía.
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Las fuentes de energía primaria se transforman en procesos de conversión energética en 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 energía , 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 portadores de energía más comunes, ya que se transforma a partir de varias fuentes de energía primaria, como el carbón, el petróleo, el gas natural y el viento. La electricidad es particularmente útil porque tiene una entropía baja (está altamente ordenada) y, por lo tanto, se puede convertir 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 , las fuentes de energía primaria no pueden producirse, sino que deben estar disponibles para la sociedad para permitir la producción de portadores de energía. [6]
La eficiencia de conversión varía. En el caso de la energía térmica, la producción de electricidad y energía mecánica 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 del viento, tienen una alta eficiencia de conversión y generan muy poco calor residual, ya que la energía eólica tiene baja entropía. En principio, las conversiones solares fotovoltaicas podrían ser muy eficientes, pero la conversión de corriente solo se puede realizar 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 es muy ordenada y se convierte de manera muy eficiente. La cantidad de energía utilizable es la exergía de un sistema.
El término energía del sitio se utiliza en América del Norte para referirse a la cantidad de energía de uso final de todas las formas que se consume en un lugar específico. 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 de campus, edificio o subedificio y es la base para los cargos de energía en las facturas de servicios públicos. [9]
En cambio, la energía de origen es el término que se utiliza en América del Norte para referirse a la cantidad de energía primaria consumida para proporcionar la energía del 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, la entrega y la conversión. [10] Si bien la energía de origen o primaria proporciona una imagen más completa del consumo de energía, no se puede medir directamente y se debe calcular utilizando factores de conversión a partir de mediciones de energía del sitio. [9] En el caso de la electricidad, un valor típico es tres unidades de energía de origen 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 planta de energía y la infraestructura de transmisión. Hay disponible un conjunto completo de factores de conversión como referencia técnica en Energy STAR . [12]
Tanto la energía del sitio como la de la fuente pueden ser una métrica apropiada al comparar o analizar el uso de energía de diferentes instalaciones. La Administración de Información Energética de los EE. UU. , por ejemplo, utiliza la energía primaria (de la fuente) para sus resúmenes de energía [13], pero la energía del sitio para su Encuesta de consumo de energía en edificios comerciales [14] y la Encuesta de consumo de energía en edificios residenciales [15] . El programa Energy STAR de la Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. recomienda utilizar la energía de la fuente [16], y el Departamento de Energía de los EE. UU. utiliza la energía del sitio en su definición de un edificio de energía neta cero [17] .
Cuando se utiliza la energía primaria para describir los combustibles fósiles , la energía incorporada del combustible está disponible como energía térmica y alrededor de dos tercios se pierden típicamente en la conversión a energía eléctrica o mecánica. Hay pérdidas de conversión mucho menos significativas cuando la energía hidroeléctrica, eólica y solar producen electricidad, pero las convenciones actuales de la ONU sobre estadísticas energéticas cuentan la electricidad producida a partir de la hidroelectricidad, el viento y el sol como la energía primaria en sí misma para estas fuentes. Una consecuencia de emplear la energía primaria como una métrica energética es que la contribución de la energía hidroeléctrica, eólica y solar está subestimada en comparación con las fuentes de energía fósil , y existe, por lo tanto, un debate internacional sobre cómo contabilizar la energía de las energías renovables no térmicas, y muchas estimaciones las tienen subestimadas por un factor de aproximadamente tres. [18] La falsa noción de que toda la energía primaria de fuentes de combustibles fósiles térmicos tiene que ser reemplazada por una cantidad equivalente de energías renovables no térmicas (lo que no es necesario ya que las pérdidas de conversión no necesitan ser reemplazadas) se ha denominado la "falacia de la energía primaria".
