كيف تغير قياس الطاقة الأولية في مخططاتنا

لم يعد معهد الطاقة يستخدم طريقة الاستبدال لتقدير الطاقة الأولية. إليك سبب أهمية ذلك بالنسبة لمخططاتنا حول الطاقة.

بعض أكثر المخططات شيوعًا على موقع "Our World in Data" تتعلق بإنتاج الطاقة واستهلاكها: كم تنتج الدول من الطاقة، وكيف تقارن على أساس الفرد، وما هي مصادر هذه الطاقة.

ولكن عندما يتحدث الناس عن "الطاقة"، فهم لا يشيرون دائمًا إلى نفس الشيء. هناك طرق مختلفة لقياس الطاقة، بدءًا من أعلى السلسلة - على سبيل المثال، الفحم الذي يدخل إلى محطة توليد الكهرباء - إلى آخر حلقة في السلسلة - الضوء الذي يخرج في النهاية من المصباح.

الاختلافات بين المرحلة الأولى (الطاقة الأولية) والأخيرة (الطاقة المفيدة) يمكن أن تكون كبيرة جدًا، لذلك من المهم أن نكون واضحين بشأن أي مقياس يتم الإشارة إليه عندما يتحدث الناس عن بيانات "الطاقة".

في مقال سابق، استعرضت الطرق الأربع المختلفة لقياس الطاقة. لقد أدرجت الرسم التوضيحي الرئيسي أدناه.

على موقع "Our World in Data"، نقدم بيانات عن كل من الطاقة الأولية والثانوية في شكل توليد الكهرباء. نرغب في تقديم الطاقة النهائية والمفيدة أيضًا، ولكن مجموعات البيانات الدولية حول هذه المقاييس، للأسف، غير متاحة بشكل مفتوح.

ولكن حتى عندما يتعلق الأمر بالطاقة الأولية، هناك اختلافات في طريقة حسابها. مؤخرًا، تغيرت المنهجية المستخدمة من قبل مصدر البيانات الرئيسي لدينا. في هذا المقال، أريد أن أشرح هذا التغيير وكيف يؤثر على مخططاتنا حول هذا الموضوع.

الفرق الرئيسي في حساب الطاقة الأولية يتعلق بكيفية حساب الطاقة المهدرة عندما نحرق الوقود الأحفوري.

إذا وضعت فحمًا في محطة توليد كهرباء، فإن حوالي ثلثي قيمته من الطاقة تهدر كحرارة، ويتم تحويل الثلث فقط إلى كهرباء. بالنسبة للغاز، يتم هدر نصفه تقريبًا، ويتم تحويل النصف الآخر إلى كهرباء. لذا للحصول على 1 كيلوواط ساعة (كيلوواط ساعة) من الكهرباء، تحتاج إلى إدخال ما يعادل 3 كيلوواط ساعة من الفحم و 2 كيلوواط ساعة من الغاز. لقد رسمت هذا في الرسم البياني أدناه.

هذا ليس هو الحال مع المصادر غير القابلة للاحتراق، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الكهرومائية: فهي توفر الكهرباء فقط. نرى فقط 1 كيلوواط ساعة من إنتاج الكهرباء؛ لا يوجد مدخلات وقود أو هدر على طول الطريق.

هذا يعني أن 1 كيلوواط ساعة من الكهرباء من الفحم، و 1 كيلوواط ساعة من الغاز، و 1 كيلوواط ساعة من الطاقة الشمسية ستبدو مختلفة جدًا عند قياسها من حيث الطاقة الأولية. سيكون ذلك معادلًا لـ 3 كيلوواط ساعة من الفحم، و 2 كيلوواط ساعة من الغاز، و 1 كيلوواط ساعة من الطاقة الشمسية. معبرًا عنها كنسبة من الطاقة الأولية، سيشكل الفحم نصف مزيج الطاقة لدينا، والغاز الثلث، والطاقة الشمسية السدس. على الرغم من أن الكهرباء التي نحصل عليها - ويمكننا استخدامها بالفعل - مقسمة بالتساوي بين الفحم والغاز والطاقة الشمسية، فإن كل منها يشكل الثلث.

مصدر البيانات الرئيسي لدينا للطاقة الأولية هو "المراجعة الإحصائية للطاقة العالمية" الصادرة عن معهد الطاقة.

كان يعرض تاريخيًا بيانات عن الطاقة الأولية باستخدام طريقة الاستبدال.

تحاول هذه الطريقة حساب عدم كفاءة الوقود الأحفوري عن طريق تحويل الطاقة المتجددة والنووية إلى "ما يعادلها من الوقود الأحفوري". بعبارة أخرى، تسأل: إذا تم توليد هذه الكهرباء من الوقود الأحفوري بدلاً من ذلك، فكم من الوقود كان سيتم استخدامه؟

للحصول على هذا الرقم، تقسم توليد الكهرباء من المصادر المتجددة والنووية على عامل كفاءة محطة الطاقة الحرارية النموذجية، والذي يبلغ حوالي 38% إلى 41%. لذا، إذا قامت دولة بتوليد 100 تيراواط ساعة (تيراواط ساعة) من الكهرباء من الطاقة الشمسية، يتم قسمة هذا المقدار على 40% للحصول على "ما يعادل الوقود الأحفوري" وهو 250 تيراواط ساعة.

هذا يعني أن أرقام الطاقة المتجددة جميعها مبالغ فيها بعامل يقارب 2.5.

التأثير الصافي لهذا هو أن مصادر الطاقة غير الأحفورية تقاس بمقدار مدخلات الوقود الأحفوري التي كانت ستستبدلها. وهذا له تأثيران:

- إجمالي الطاقة الأولية المبلغ عنه أعلى من الواقع لأننا بالغنا في الأرقام الحقيقية للمصادر غير الأحفورية (على سبيل المثال، 100 تيراواط ساعة من الطاقة الشمسية المولدة تُدرج في الإجمالي كـ 250 تيراواط ساعة). - تشكل الوقود الأحفوري حصة أصغر من مزيج الطاقة الأولية مقارنة بما لو تم قياسها مباشرة. ويمكن القول إن هذه الحصة تعكس بشكل أفضل مساهمتها في الطلب على الطاقة، لأنها نسبياً تستبعد بعض أوجه عدم الكفاءة. ومع ذلك، لا يزال هذا ليس انعكاساً مثالياً للطلب على الطاقة، لأنه لا يعتمد على الطاقة النهائية أو المفيدة.

لم يعد معهد الطاقة ينشر بيانات الطاقة الأولية بناءً على طريقة التعويض.

بدلاً من ذلك، تعتمد البيانات الآن على طريقة المحتوى الحراري المادي، مما يوفر مقياساً لإجمالي إمدادات الطاقة. في مخططاتنا، ما زلنا نشير إلى هذا بالطاقة الأولية.

طريقة المحتوى الحراري المادي لا تجري أي تعديلات على توليد الطاقة الكهروضوئية الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الكهرومائية. فـ 100 تيراواط ساعة من توليد الكهرباء الشمسية تُدرج كـ 100 تيراواط ساعة من الطاقة الأولية (بدلاً من 250 تيراواط ساعة في طريقة التعويض). لكنها لا تزال تجري تعديلات على مصادر الطاقة المتجددة الأخرى - مثل الطاقة الحرارية الأرضية والطاقة الشمسية المركزة والكتلة الحيوية - حيث يكون الحرارة مدخلاً (حيث تُطبق عليها عوامل الكفاءة الحرارية).

ولا تزال تقيس الوقود الأحفوري من حيث قيمتها الحرارية الخام - أي مقدار الطاقة المنتجة عند الاحتراق (بما في ذلك الطاقة المهدرة).

يتم التعامل مع توليد الطاقة النووية بشكل مختلف قليلاً. حيث لا يزال يستخدم تحويلاً مكافئاً حرارياً. وذلك لأن المحطات النووية تعمل مثل المحطة الحرارية: حرارة الانشطار هي المدخل للبخار الذي يدير التوربين لتوليد الكهرباء. ولحساب إجمالي إمدادات الطاقة النووية، يتم قسمة ناتج الكهرباء على متوسط الكفاءة الحرارية للطاقة النووية، والذي يبلغ حوالي 33%. وبالتالي، فإن 100 تيراواط ساعة من توليد الطاقة النووية تعادل حوالي 300 تيراواط ساعة من مدخلات الطاقة المادية.

تقريباً جميع مخططاتنا حول الطاقة الأولية تستخدم الآن طريقة المحتوى الحراري المادي تماشياً مع مصدر البيانات؛ إذا كنت تتابع أو تستخدم هذه المقاييس سابقاً، فقد تلاحظ تغيراً في الأرقام.

وهنا كيف يؤثر هذا التغيير على الأرقام:

- تنخفض الطاقة الأولية من الخلايا الكهروضوئية الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الكهرومائية بشكل كبير، لأنها لم تعد تُضخم إلى "ما يعادل الوقود الأحفوري". - تزيد الطاقة الأولية من الطاقة النووية قليلاً، لأن عامل الكفاءة الحرارية الخاص بها في الواقع أقل مما كان يستخدم كـ "ما يعادل الوقود الأحفوري" في الطريقة السابقة. وينطبق هذا أيضاً على الطاقة الحرارية الأرضية. - في معظم الحالات، تزيد حصة الطاقة الأولية القادمة من الوقود الأحفوري مقارنة بطريقة التعويض السابقة، وذلك في الغالب بسبب الانخفاض في الطاقة الأولية من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الكهرومائية (النقطة الأولى).

في المخطط أدناه، أوضحت كيف تقارن 100 تيراواط ساعة من الفحم والطاقة الشمسية والطاقة النووية تحت طريقة التعويض مقابل طريقة المحتوى الحراري المادي.

نرسل نشرتين دوريتين حتى تتمكن من البقاء على اطلاع على عملنا وتلقي أبرز ما تم انتقاؤه عبر "Our World in Data".

هذا مجرد تغيير محاسبي؛ لم يتغير أي شيء مادي في نظام الطاقة.

ينطبق هذا على السلسلة التاريخية الكاملة للطاقة الأولية، وليس فقط السنة الأحدث. وهذا يعني أن المنهجية المطبقة على البيانات متسقة عبر العقود.