¿Qué es la energía primaria?

Energia solar… Energia Primaria

La energía primaria es una forma de energía que se encuentra en la naturaleza y que no ha sido sometida a ningún proceso de conversión artificial (humano). Es la energía contenida en materiales como el petróleo, el gas natural y el carbón que puede liberarse al quemarlos.

El proceso de convertir la energía primaria en otras formas de energía más útiles implica gastos generales de energía y pérdidas de eficiencia, lo que significa que se necesita más energía primaria de la que se entrega como energía útil (calefacción para un edificio o electricidad). A modo de ejemplo, sigamos el camino del gas natural extraído de un campo de gas gigante en Qatar y destinado al Reino Unido para generar electricidad en una central eléctrica (ilustrado arriba):

Una vez extraído de las reservas subterráneas, el gas se bombea a través de una tubería a una instalación de procesamiento. Aquí se enfría a -162 °C, la temperatura a la que se vuelve líquido y se carga a bordo de un buque cisterna especializado en gas natural licuado (GNL) que lo transporta al Reino Unido. El gas debe mantenerse frío durante el transporte y esto se logra aislando los contenedores en los que se transporta y permitiendo que parte del gas se evapore. Algunos barcos (pero no todos) capturan el gas y lo usan en turbinas que impulsan el barco.

En el puerto del Reino Unido, el gas licuado se transfiere al almacenamiento y se mantiene a baja temperatura para que permanezca líquido. Cuando es necesario, se regasifica y se bombea a la red de gas del Reino Unido. Finalmente, llega a una central eléctrica donde el gas puede ser quemado en una moderna Turbina de Gas de Ciclo Combinado (CCGT). Este es el tipo de energía más eficiente, porque además del calor de la combustión que se usa para producir vapor y hacer funcionar una turbina, los gases de escape hacen funcionar una segunda turbina. Las turbinas impulsan ejes giratorios que producen electricidad en un grupo electrógeno.

Hay pérdidas en cada etapa de este viaje desde el depósito de gas hasta la energía eléctrica. Desde un punto de vista energético, las pérdidas incluyen el contenido de energía primaria de la electricidad u otros combustibles utilizados, así como cualquier quema o pérdida del propio gas natural en el camino.

Una proporción del gas se pierde en la atmósfera y parte puede quemarse (quemarse) en la plataforma o como parte del proceso de llenado de los recipientes a presión de los buques cisterna de GNL y durante el transporte. Las bombas para mover el gas a través del sistema de distribución usan electricidad.

Hasta el 10% del gas natural se destina a impulsar turbocompresores que refrigeran el gas para licuarlo para el transporte marítimo.

A medida que cruza el océano, el transportador de GNL perderá entre el 0,1 y el 0,25 % de su gas cada día. Esto se deja hervir para mantener las bajas temperaturas, lo que significa que hasta el 5 % del envío se pierde entre Qatar y el Reino Unido en un tránsito típico de 18 días. Además, el transportista utiliza petróleo o el propio gas transportado para impulsar sus motores. Algunos transportistas pueden reciclar la evaporación con una planta de relicuefacción a bordo, pero esto también tiene un costo de energía.

El gas procedente del Mar del Norte consumirá menos energía en su transporte que el gas procedente de Qatar o los EE. la energía térmica del gas se consume simplemente llevándolo a una casa o central eléctrica en el Reino Unido.

Las mejores centrales CCGT tienen una eficiencia de conversión del 54% (HHV), lo que significa que para generar una unidad de energía eléctrica se debe quemar gas con un contenido energético de 1,85 unidades.

Juntando todas estas pérdidas (extracción, procesamiento, transporte y luego conversión a electricidad) significa que para poner 1 unidad de energía eléctrica en la red, debe comenzar con gas en el suelo que contiene algo así como 2.1 unidades de energía térmica. – entonces se dice que la electricidad generada de esta manera tiene un factor de energía primaria de 2.1

Factor de energía primaria para la red eléctrica

Otras formas de generación de electricidad tendrán diferentes factores de energía primaria, por lo que el factor de energía primaria promedio para la red eléctrica es un promedio ponderado. Esto incluirá la energía de los paneles solares, las turbinas eólicas, la quema de biomasa y biogás, la energía nuclear, así como el gas y el petróleo, cada uno con sus propios factores de energía primaria.

Aunque los paneles solares convierten la energía electromagnética (luminosa) en electricidad y las turbinas eólicas hacen lo mismo con la energía cinética del viento, debido a que estos recursos se consideran inagotables, la convención es que las energías renovables de este tipo tienen un factor de energía primaria de 1.0

Según SAP 10.1, se espera que el factor de energía primaria promedio ponderado para la electricidad del Reino Unido en el período 2020-2025 sea de 1,51.

El factor de energía primaria para la electricidad también varía según la combinación de generación que contribuye al suministro de electricidad del Reino Unido en un momento dado. SAP 10.1 utiliza valores mensuales para tener en cuenta que las energías renovables aportan diferentes cantidades de energía a medida que cambian las estaciones.