Sử dụng hiệu quả năng lượng điện

Cục Năng lượng Hoa Kỳ ước tính rằng tăng hiệu suất sử dụng năng lượng có thể làm giảm lượng điện năng tiêu thụ quốc gia từ 10% trở lên vào năm 2010, và lên tới hơn 20% vào năm 2020, với lợi ích kinh tế cho người tiêu dùng và các doanh nghiệp.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sử dụng hiệu quả năng lượng điện Sử dụng hiệu quả năng lượng điện Cục Năng lượng Hoa Kỳ ước tính rằng tăng hiệu suất sử dụng năng lượng có thể làm giảm lượng điện năng tiêu thụ quốc gia từ 10% trở lên vào năm 2010, và lên tới hơn 20% vào năm 2020, với lợi ích kinh tế cho người tiêu dùng và các doanh nghiệp. Khái niệm về sử dụng hiệu quả năng lượng đã được đưa ra và ủng hộ bởi công chúng qua nhiều năm, nhưng gần đây đã đạt được những đổi mới với sự ủng hộ rộng rãi. Sự hợp lưu của kinh tế, môi trường và địa chính trị về việc sử dụng hiệu quả năng lượng càng tăng lên xung quanh mối quan tâm về những ảnh hưởng của Mỹ khi xảy ra gián đoạn cung cấp năng lượng. Kết quả là, một số sáng kiến đang được tiến hành để cải thiện hiệu suất sử dụng trong nhiều lĩnh vực, nhưng vẫn cần nhiều hành động hơn nữa. Hoa Kỳ cũng không một mình trong những nỗ lực này. Trung Quốc hiện nay có mười chương trình hiệu quả nhằm nâng cường độ năng lượng của đất nước - lượng năng lượng được sử dụng trên một đơn vị GDP - để theo kịp các đối thủ như Mỹ và Liên minh châu Âu. EU đã có những bước đi tương tự để cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng tại các nước thành viên lên 20% trong 15năm tới. Hiệu quả là một khái niệm đơn giản mà có lẽ tốt nhất có thể được tóm tắt với các từ, làm nhiều hơn và nói ít đi. Có lẽ được biết đến là chương trình sử dụng hiệu quả năng lượng tốt nhất trong số các chương trình tại Mỹ là Energy Star giúp người dùng sử dụng các thiết bị như máy rửa chén và tủ lạnh sử dụng với ít năng lượng hơn các mô hình tương tự. Thực vậy, thuật ngữ hiệu quả thường gắn liền với cách năng lượng được tiêu thụ tại các điểm sử dụng cuối cùng, nhưng khái niệm về hiệu quả cũng có thể được áp dụng cho cách năng lượng được sản xuất và Phân phối. Bài báo này tập trung chủ yếu vào hệ thống điện, nơi hầu hết các ứng dụng đầu cuối sử dụng năng lượng là hệ thống giao thông vận tải và sưởi. Chúng tôi đầu tiên sẽ trình bày một định nghĩa rộng về hiệu quả và sau đó khám phá nhiều cách lưới điện có thể được thực hiện hiệu quả hơn. Máy phát Để có thể đánh giá các tác động mà việc tăng hiệu quả sử dụng có thể mang lại - điều này rất hữu ích để kiểm tra cái giá mà chúng ta phải trả cho sự lãng phí - không cách nào chi tiết hơn là đánh giá các thế hệ năng lượng điện. Thông thường, đó là quá trình chuyển đổi năng lượng tiềm ẩn trong một phần nhiên liệu (than, khí đốt, uranium) thành năng lượng cơ khí trong một máy phát điện và cuối cùng là năng lượng điện. Tuy nhiên, các thế hệ năng lượng nguồn khác như gió và thủy điện sử dụng năng lượng cơ học của chúng di chuyển của không khí hoặc nước để sản xuất năng lượng điện. Một số thiết bị khác, chẳng hạn như tế bào nhiên liệu, sử dụng phản ứng hóa học để tạo ra năng lượng điện. Trong mọi trường hợp này, một phần năng lượng đầu vào là bị mất trong quá trình này. Hiệu quả của thế hệ máy phát rất khác nhau tùy theo công nghệ được sử dụng. Ví dụ trong một nhà máy sử dụng than truyền thống, chỉ có khoảng 30-35% năng lượng trong than kết thúc lên là điện ở đầu bên kia của máy phát điện. Cao hơn nữa được gọi là siêu tới hạn- mức mà nhà máy than đá có thể đạt hiệu quả trong giữa những năm 40, và mới nhất của công nghệ than đá là 60% được gọi là chu trình hỗn hợp khí hoá tích hợp hoặc IGCC, có khả năng mức độ hiệu quả trên 60%. Hầu hết các máy phát điện khí đốt đạt hiệu quả ở một mức độ tương tự. Rõ ràng, ngay cả ở hiệu quả 60% vẫn có một số lượng lớn tiền năng lượng bị bỏ lại phía sau trong các thế hệ. Điều đó đại diện cho chi phí sản xuất cao hơn cho máy phát điện, cũng như là lãng phí lượng tài nguyên giới hạn một cách đáng kể. Do đó, sẽ thu được hiệu quả về kinh tế và sinh thái to lớn khi cải thiện hiệu quả phát điện so sánh trên lượng năng lượng của nhiên liệu đầu vào và sản lượng điện sản xuất. Có rất nhiều cách để nâng cao hiệu quả phát điện, như đốt tối ưu hóa bằng cách sử dụng hệ thống điều khiển hiện đại, nhưng mục đích của bài báo này của chúng tôi là tập trung vào những gì xảy ra sau quá trình phát. Truyền tải và phân phối Sau khi năng lượng điện được tạo ra, nó phải được chuyển đến nơi mà nó sẽ được sử dụng. Điều này được gọi là truyền tải - truyền một lượng lớn năng lượng trên khoảng cách đôi khi rất dài và tách biệt. Còn phân phối là quá trình cung Đầu tư kinh doanh truyền so với bán lẻ cấp năng lượng điện từ lưới điện điện. Nguồn: IEEE truyền tải điện áp cao đến các địa điểm cụ thể như một đường phố hoặc khu dân cư, khu thương mại… Phân phối thường bao gồm các trạm biến áp và đường dây tải (feeder) mà lấy điện từ lưới điện áp cao và hạ áp dần dần từng bước, cuối cùng đến mức 120V hay 240V mà ở đó điện được đưa đến từng hộ gia đình. Việc truyền tải và phân phối hay còn gọi là hệ thống T & D, bao gồm mọi thứ từ một nhà máy phát và đầu cuối sử dụng. Trên đường đi, một số năng lượng được cung cấp bởi máy phát điện bị mất do trở kháng của dây dẫn, thiết bị điện đi qua. Hầu hết năng lượng này được chuyển đổi thành nhiệt. Lượng năng lượng tổn thất trong hệ thống T & D phụ thuộc nhiều vào cấu trúc, đặc điểm của hệ thống cũng như câu hỏi cách nó được điều hành. Nói chung, T & D thất thoát từ 6% và 8% được xem là bình thường. Có thể tính toán được những điều này có nghĩa theo đồng đô la bằng cách nhìn vào sự khác biệt giữa số lượng năng lượng điện được tạo ra và số tiền thực tế bán ở cấp độ bán lẻ. Theo dữ liệu từ Ủy ban Thông tin năng lượng, Hoa Kỳ đã sản xuất đến trên 3.900.000.000 megawatt giờ (MWh) trong năm 2005 trong khi doanh số bán hàng điện bán lẻ trong năm đã được về 3.600.000.000 MWh. T&D tổn thất lượng đến 239.000.000 MWh hay 6,1% lượng điện sản xuất. Nhân con số này với giá thành bán lẻ trung bình của Mỹ năm 2005, chúng tôi có thể ước tính thiệt hại đến mức chi phí cho nền kinh tế Hoa Kỳ gần 19.500.000.000 USD. Phí tắc nghẽn là một đại diện khác cho việc sử dụng kém hiệu quả trong hệ thống T & D, nhưng ...