Kredit:University of Cambridge
Med samhället under press att möta växande energibehov och lägre koldioxidutsläpp, Cambridges ingenjörer har samarbetat med industrin för att undersöka energianvändning och identifiera energibesparingar.
Forskning om energieffektivitet av Dr. Jonathan Cullen, Ledare för Resurseffektivitetskollektivet vid Institutionen för teknik, och hans team, har varit med i BP Technology Outlook (2018) som undersöker "teknikens potential att förändra sättet vi producerar och använder energi till 2050".
När man tittar på effektiviteten i det globala energisystemet, Dr. Cullen och hans team undersökte den globala energianvändningen inom 35 tekniker – från bilar och kraftverk till hushållsmatlagning och tvätt – och satte upp det nuvarande utbudet av effektivitet tillsammans med en bedömning av den bästa tillgängliga tekniken idag och 2050.
Forskarna identifierade följande områden med störst potential för energibesparing:
Diagrammet ovan, känt som ett Sankey-diagram, visar hur energi omvandlas och förbrukas. Till vänster finns naturresurserna som ger energi – så kallad primärenergi.
Diagrammet visar hur dessa resurser konverteras, till exempel i industriell verksamhet som oljeraffinaderier eller kraftverk, och sedan konsumeras med hjälp av enheter från motorer till glödlampor för att förse oss med energitjänsterna som visas till höger, som rörlighet och belysning.
Gasresurser, till exempel, används för att generera ström men leds också direkt in i bostäder för användning vid uppvärmning eller matlagning. Bredden på varje sträng indikerar mängden energi som är involverad. Även om det inte återspeglas i detta diagram, energiförluster och ineffektivitet förekommer i varje steg, och kan vara material.
Dr. Cullen sa:"Det globala energisystemet består av en mängd olika tekniker för att transformera och använda energi. Ändå är det leveransen av energitjänster – som uppvärmning – snarare än energin i sig, som driver konsumenternas energibehov. Ju effektivare dessa tekniker fungerar, desto mindre energi krävs för att leverera energitjänster.
"I vår senaste studie med BP, vi undersöker global energianvändning över 35 teknologier, tillhandahålla en teknikrankning, och visa att totala primärenergibesparingar på 217 exajoule (EJ)1, vilket är cirka 40 % av dagens utbud, och halva den tekniska effektivitetsgränsen, kunde uppnås.
"Om de maximala praktiska besparingarna gjordes, efterfrågan på kol, olja, naturgas och biomassa skulle minska med 31 %, 47 %, 40 %, och 40 % respektive, vilket resulterar i årliga utsläppsbesparingar på 13,5 gigaton koldioxid.
"Om det visar sig vara ekonomiskt lönsamt, energibesparingar av denna storleksordning skulle påverka alla aspekter av energiförsörjningssystemet. Det är därför dessa resultat förtjänar noggrann uppmärksamhet när vi överväger vårt steg mot en framtida ekonomi med låga koldioxidutsläpp."
Cambridge är en av åtta partners som har genomfört studier under en treårsperiod med BP med fokus på Kina, Europa och Nordamerika. Förhoppningen är att resultaten kommer att hjälpa beslutsfattare att överväga vilka ytterligare incitament och åtgärder som ska införas baserat på förväntad utveckling inom teknik som är känd idag.
