Elektrik üretimi esas bir olan sanayi sektörü onun besleyen müşterilere ile elektrik kendi ihtiyaçları için. İçin elektrik sağlayıcıları , bu izler bu arz, ilk adımıdır iletim ve dağıtım ve kapsamaktadır depolama .
Elektrik üretimi sonundan gerçekleştirilir XIX inci yüzyıl santralleri . Elektrik santralleri , genellikle ya fosil yakıtla ( kömür , doğal gaz ya da petrol ), organik yakıtla ( biyokütle , atık ) ya da nükleer fisyonla ya da doğrudan hidroelektrik ya da petrolle beslenen bir termik makine tarafından çalıştırılan elektrik jeneratörleri sayesinde birincil enerjileri dönüştürürler. rüzgar mekanik enerjisi . Güneş enerjisi ve jeotermal enerji diğer olan enerji kaynakları Elektrik de kullandı.
Elektriğin küresel nihai enerji tüketimindeki payı 2018'de %19,3 olarak gerçekleşti. 2018'de dünya elektrik üretiminin %63,9'u fosil yakıtlardan, %10,1'i nükleerden ve %25,5'i yenilenebilir enerjilerden (hidroelektrik %16,2, rüzgar enerjisi %4,8, güneş enerjisi) geldi. %2.1, biyokütle %1.9, jeotermal enerji %0.3). İki ana elektrik üreticisi ülke, dünya üretiminin %43.7'sini oluşturuyor: Çin %27 ve Amerika Birleşik Devletleri %16.7.
1868 yılında Belçikalı mucit Zénobe Gramme geliştirilmiş doğru akım dinamo , modern elektrik endüstrisinin başlangıç noktasını ve kurulan Société des makineleri magnétoelriques gramme sanayici ile Hippolyte Fontaine . Birkaç yıl sonra, büyük başkentlerin bulvarları , yerini Thomas Edison'un akkor lambalarına bırakmadan önce, Gramme makineleriyle çalışan Jablochkoff mumuyla aydınlatıldı . İkinci sanayi devrimi devam etmektedir.
1878 yılında, bir hidroelektrik santral 7'nin kW tarafından inşa edilmiştir William George Armstrong de Craigside'da (in) de İngiltere . Enerjisini, dinamolar aracılığıyla mühendisin mülkünde bulunan göllerden alır ve evinin yanı sıra makine ve çiftlik binalarını da besler.
1882'de Thomas Edison , Amerika Birleşik Devletleri'nde ilk olan Pearl Street Station güç merkezini inşa etti . Buhar motorları tarafından tahrik edilen altı adet “Jumbo” dinamoya sahiptir , ikincisi kömür kullanılarak üretilir ve 800 m yarıçapında doğru akım sağlar . 1.200 lamba kapasitesi ile Manhattan'da 85 ev , ofis ve mağazayı aydınlatıyor . Bir yıldan kısa bir süre sonra, her zaman daha güçlü olan diğer tesisler, 10.000'den fazla ampulle 430'dan fazla New York binasını aydınlattı . Aynı zamanda atık ısısı komşu binalara dağıtılan ve yerel fabrikalara buhar basıncı satılan ilk kojenerasyon tesisidir . Teknoloji daha sonra tüm dünyada benimsenecek.
1890'da alternatif akım , kendisine karşı çıkan akımların doğru akımın yandaşlarına karşı savaşından galip geldi . Daha sonra yüksek voltajlı enerji taşımacılığı sayesinde merkezi elektrik üretimi yaygınlaştı.
Üretim araçları çeşitlidir ve aşağıdakiler de dahil olmak üzere birçok faktöre bağlıdır:
Enerji türüne göre üretim.
Yenilenebilir enerjilerin detayı.
Elektrik genellikle " temiz enerji " olarak sunulur . Gerçekten de, ekipmanın kullanılması yerel olarak veya kirletici gazlar veya sera gazı yayar . Bununla birlikte, elektrik Dünya'da doğal olarak mevcut değildir, sadece bir enerji taşıyıcısıdır . Bu dönüştürerek üretilen birincil enerjinin "içine gücü " veya en elektrik üretim süreci, erken başta olmak en yaygın XXI inci yüzyılın çevre üzerinde olumsuz etkileri vardır:
Ek olarak, herhangi bir yapının ve herhangi bir makinenin inşası, kendileri kirlilik, deşarj ve diğer çevresel etkileri içeren malzeme ve somut enerji gerektirir . Yaşam döngüsü analizi bu şekilde, bir rüzgar türbini dolaylı CO sorumlu olduğunu, örneğin, ortaya 2 emisyon.ömrü boyunca ortalama 12,7 g / kWh , üretimi sırasında meydana gelen bu emisyonların 11 / 13'ünü temsil eden ; dahası, ilk faaliyet yılında ürettiği tüm enerji, yalnızca onu hizmete sokmak için harcanan enerjiyi telafi eder (neyse ki, tüm kullanım ömrü boyunca enerji geri dönüş oranı, yenilenebilir enerjiler arasında en iyilerinden biridir). Karşılaştırma yapmak gerekirse , nükleer enerji aynı büyüklük sırasına göre, güneş fotovoltaik 40 ila 45 g / kWh , gaz termik 400 ila 500 g / kWh ve kömür yakıtlı termik 1 000 g / kWh emisyonlardan sorumludur .
Richard York ve Jean-Marc Jancovici'ye göre , küresel düzeyde, yenilenebilir enerjilerin, özellikle elektrik alanında, konvansiyonel enerjilerin yerini almaktansa bunlara eklenmesi daha olasıdır.
Kömür 2019 yılında küresel elektrik üretiminin 36,4% 'ini; Toplamda, küresel elektrik üretiminin %62,8'i 2019'da karbon bazlıydı. Asya'da, birden fazla kömürle çalışan elektrik santrali projelerinin iklim hedeflerini baltalama riski var. In France elektrik üretimi ağırlıklı taşımaktadır, nükleer kökenli , CO 2 emisyonları2015 yılında 546 TWh için 23,1 Mt , yani 0,06 kg (CO 2) / kWh.
2020'de Nature'da yayınlanan bir araştırmaya göre , elektriğin karbon içeriğinde herhangi bir iyileşme olmadığı varsayıldığında bile , ulaşım için elektrikli arabalara ve binalar için ısı pompalarına geçiş hala ilgi görüyor. Bu, kojenerasyon ve kombine çevrim santrallerinin izin verdiği birincil enerji katsayısındaki (PEC) iyileştirme ile açıklanmaktadır . Uluslararası Enerji Ajansı aynı sonuca varıyor. Diğer şeylerin yanı sıra elektriği karbondan arındırmak , CO 2'nin tutulmasını da düşünüyor..
Elektrik enerjisi üretimi, başka bir enerji biçimine dönüştürülerek elde edilir .
Yukarıdaki tüm enerji santralleri , alternatif akım üreten bir senkron makine (alternatör) veya doğru akım üreten bir dinamo gibi bir jeneratör aracılığıyla mekanik enerjinin nihai olarak elektrik enerjisine dönüştürülmesiyle çalışır .
Bir fotovoltaik güneş enerjisi santrali , bir güneş fotovoltaik kollektörü aracılığıyla güneş radyasyonundan gelen enerjinin bir kısmını doğru akıma dönüştürür . Bu enerji pillerde depolanabilir veya bir invertör tarafından alternatif akıma dönüştürülebilir .
Termoelektrik santraller vasıtasıyla dönüştürülür ısı enerjisini kullanarak termoelektrik modüllerin üretmek doğru akım .
Yerçekimi potansiyel enerji yararlanılır gelgit santraller , hidroelektrik barajlar ve su üzerinde santraller .
Çoğu zaman elektrik , bir ısı kaynağından üretilir ve su buharı enerji için bir satıcı olarak kullanılır. Buhar daha sonra elektrik jeneratörlerine bağlı türbinleri döndürür . Hidroelektrik ve rüzgar enerjileri istisnadır, çünkü bir jeneratöre bağlı bir türbinde doğrudan bir iş üreten hareket eden su ve rüzgar enerjisidir.
Nükleer santraller genellikle fiziksel olarak izole etmek için, bir primer devre ile bir sekonder devre buhar kullanmak nükleer reaktör jeneratör odası ve diğer tesislerin.
Kojenerasyon olarak bilinen bazı tesisler, elektrik ve ısı üretimini birleştirir. İkincisi endüstriyel proseslerde, evsel ısıtma için mikrokojenerasyonda veya ısıtma şebekelerinde kullanılabilir . Genellikle doğalgaz yakan bu kombine santraller, hidroelektrik santrallerinden sonra en iyi verimi elde etmektedir.
Ayrıca vardır kombine çevrim santralleri egzoz gazlarının tortusal ısı enerjisi kullanarak, üretilen kilovat-saat başına kirletici daha etkili ve daha az olmak üzere, (CCC), gaz türbini üretiminde kullanılan buhar oluşturur. Bir buhar türbin ikinci bir alternatörü çalıştırıyor.
Jeotermal enerjiyi , sert kayaları çok derine kazarak elektrik üretmek için kullanma deneyleri devam ediyor , bu da bir türbine buhar sağlayan bir ısı transfer sıvısını ( sıcaklık çok yüksek olduğunda bir ısı pompası aracılığıyla) ısıtmayı mümkün kılıyor .
Tüm elektrikli olmayan motorlu araçlar, yerel düşük voltajlı elektrik üretimi için ana motora mekanik olarak bağlı küçük bir alternatör kullanır; ana motor kapatılırken bunun yerini alan bir depolama pili .
Jeneratör adı verilen hidrofor veya acil durum üniteleri, tek seferlik elektrik üretimine izin verir, hepsi jeneratörü çalıştırmak için içten yanmalı bir motor kullanır . ve şunlar olabilir:
Özellikle Amerika Birleşik Devletleri elektrik ( petrol , doğal gaz , kömür ) için büyük ölçüde fosil yakıtlara bağımlıdır . Nükleer enerjinin güvenlik karmaşıklıkları , 1970'lerden beri ( Pennsylvania eyaletindeki Three Mile Island'daki nükleer kazadan sonra) Amerika Birleşik Devletleri'nde hiçbir nükleer santral inşa edilmediği anlamına gelir .
Elektrik enerjisi depolama için pek uygun olmadığından , elektrik üretimi ve tüketimi arasındaki denge her zaman bir şebeke operatörü tarafından sağlanmalıdır . Ancak elektrik talebi günlük (özellikle ev ihtiyaçlarına bağlı olarak), haftalık ( hava koşullarına bağlı olarak ) ve yıllık (mevsimsel değişimlere bağlı olarak ) dalgalanmaktadır.
Sonuç olarak, elektrik tedarikçileri tarafından günlük bir enerji üretim planı oluşturulur ve çeşitli üretim araçları, planlanan veya öngörülemeyen tüketim değişimlerine göre etkinleştirilir. Örneğin, Fransa'da , nükleer santraller “taban”, (900'den 1.450 elektriğin yani çok büyük miktarlarda temin MW santral başına); santraller birkaç saat içinde başlar ve sürekli çalışmada veya mevsimlik olarak "yarı çekirdek" sağlayabilir; son olarak, hidroelektrik barajlar , elektrik tüketiminin “zirvesine” birkaç dakika içinde yanıt verir.
Elektriğin nihai enerji tüketimindeki payı, dünya genelinde 1973'teki %9,4'e kıyasla 2018'de %19,3 oldu.
2019 yılında ilk kez yeni nesil yenilenebilir enerjiler (güneş, rüzgar, biyokütle vb. ) küresel elektrik karışımında (kümülatif olarak %10,39) nükleerden (%10,35) daha ağır bastı. Temmuz 2021'de Carbon Tracker düşünce kuruluşu , yükselen piyasalar artık taleplerini yenilenebilir enerjiye artan bağımlılıkla karşıladığından, fosil yakıtlardan küresel elektrik üretiminin zirveye ulaştığını tahmin etti.
2018 yılında üretim kaynaklarının dağılımı şu şekilde olmuştur:
Kaynak | 2018 ( TWh ) |
Varyasyon 2000-2018 |
2000 yılında paylaş |
2018'de paylaş |
---|---|---|---|---|
Kömür | 10.160 | + %69 | %38.6 | %38.0 |
Yağ | 784 | -%34 | %7.6 | %2.9 |
Doğal gaz | 6.150 | +122% | %17.9 | %23.0 |
Toplam fosil | 17.094 | + %72 | %64,2 | %63.9 |
Nükleer | 2.710 | + %5 | %16.7 | %10,1 |
Hidrolik | 4.325 | + %60 | %17.4 | %16.2 |
jeotermal | 89 | + %71 | %0.3 | %0.3 |
biyokütle | 518 | + %356 | %1,3 | %1,9 |
Atık | 39 | +122% | %0.2 | %0.1 |
Rüzgar gücü | 1.273 | + %3962 | %0.2 | %4.8 |
güneş enerjisi | 554 | + %69200 | %0,005 | %2.1 |
Güneş th. | 11 | + %2052 | %0,003 | %0.04 |
Gelgit | 1 | + %84 | %0,004 | %0,004 |
Toplam EnR | 6.811 | +134% | %18.8 | %25.5 |
Atık yenilenmedi | 80 | + %149 | %0.2 | %0.3 |
Diğerleri | 35 | + %57 | %0.1 | %0.1 |
Toplam | 26.730 | + %72 | 100% | 100% |
Veri kaynağı: Uluslararası Enerji Ajansı PV = fotovoltaik; EnR = yenilenebilir enerjiler; güneş th. = termodinamik güneş. |
Ülke | Nesil (TWh) |
% Dünya çapında | % fosil | % nükleer | % EnR | |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | Çin | 7.218 | %27.0 | %69.9 | %4.1 | %26.0 |
2 | Amerika Birleşik Devletleri | 4.455 | %16.7 | %63.6 | %18.9 | %17.4 |
3 | Hindistan | 1.583 | %5,9 | %78.6 | %2,4 | 19,0% |
4 | Rusya | 1115 | %4.2 | %64.0 | %18.4 | %17.7 |
5 | Japonya | 1.058 | %4.0 | %71.5 | %6.3 | %20,3 |
6 | Kanada | 654 | %2,4 | %19.3 | %15,5 | %65.2 |
7 | Almanya | 643 | %2,4 | %50,9 | %11.8 | %37.3 |
8 | Brezilya | 601 | %2.2 | %15,0 | %2.6 | %82.3 |
9 | Güney Kore | 590 | %2.2 | %72.0 | %23.0 | %4.3 |
10 | Fransa | 582 | %2.2 | %8,1 | %71,0 | %20,9 |
11 | Suudi Arabistan | 378 | %1,4 | 100% | %0 | %0.04 |
12 | Meksika | 336 | %1,3 | %79.5 | %4.1 | %16.4 |
13 | Birleşik Krallık | 333 | %1,2 | %45.0 | %19,5 | %35.5 |
14 | İran | 310 | %1,2 | %92.3 | %2,4 | %5,3 |
15 | Türkiye | 305 | %1,1 | %67,6 | %0 | %32.1 |
16 | İtalya | 290 | %1,1 | %58.9 | %0 | %40.9 |
17 | Endonezya | 284 | %1,1 | %82.6 | %0 | %17.4 |
18 | ispanya | 274 | %1,1 | %40,5 | %20,3 | %39.2 |
19 | Tayvan | 276 | %1.0 | %84,1 | %10,0 | %5,9 |
20 | Avustralya | 261 | %1.0 | %82.9 | %0 | %17.1 |
21 | Güney Afrika | 256 | %1.0 | %88.9 | %4,5 | %6.6 |
toplam dünya | 26.730 | 100% | %63.9 | %10,1 | %25.5 |
Birkaç yıldır, yıllık bir yuvarlak masa toplantısı ABD'den düzenleyicileri ve Avrupa Birliği Düzenleyicileri Birliği'ni (CEER) bir araya getirdi . 2006 yılında enerji düzenleyicileri tarafından online bir paylaşım platformu oluşturulmuştur.
İçinde ekim 2009, 200 enerji düzenleyicileri ve 11 bölgesel dernekler “konulu bilgi alışverişinde bir“Uluslararası Konfederasyonu Enerji Düzenleme Kuruluşları”(ICER) yarattık iyi uygulamalara enerji düzenlenmesi ile ilgili konularda”.
ICER tarafından dört tema ve çalışma grubu seçildi: