Vtělená energie nebo vnitřní energie je množství energie spotřebované během životního cyklu materiálu nebo produktu: výroba , těžba , transformace , výroba , doprava , skladování, práce , údržba a konečná recyklace , s významnou výjimkou použití . Šedá energie je skutečně skrytá, nepřímá energie, na rozdíl od energie spojené s použitím, kterou spotřebitel zná nebo může snadno znát. Každý ze zmíněných kroků vyžaduje energii, ať už lidskou, zvířecí, elektrickou, tepelnou nebo jinou. Kumulací všech energií spotřebovaných během celého životního cyklu můžeme měřit energetickou potřebu zboží.
Zobrazování ztělesněné energie může vést nebo informovat o možnostech nákupu, zejména s ohledem na snížení dopadu na životní prostředí .
Teoreticky vede bilance šedé energie k akumulaci energie vynaložené během:
Ztělesněná energie je koncept blízký ztělesněné energii, ale nezahrnuje energii potřebnou na konci životnosti produktu.
U švýcarského federálního úřadu pro energii je ztělesněná energie omezena na spotřebu neobnovitelné primární energie.
Průměrná spotřeba energie Francouze by byla viditelná pouze čtvrtinou: jedná se o spotřebu energie v klasickém slova smyslu. Zbývající tři čtvrtiny odpovídají šedé energii, odečtené z našeho zraku, a které si nejčastěji neuvědomujeme. Podle německého federálního statistického úřadu německé domácnosti spotřebovávají energii přímo až 40% a spotřebovanou energii až 60%.
Kromě toho se v kontextu globalizace ukazuje, že industrializované země vyvážejí ztělesněnou energii do zemí, které nejsou příliš industrializované nebo které ztratily celé části svého průmyslu. Takto se Čína postupem času stala hlavním vývozcem šedé energie a dokonce až přibližně 30% její výroby energie; Německo vyváží svázaných energie ve Francii . V tomto ohledu však emise CO 2nejsou přímo spojeny s vtělenou energií (víme, že ve skutečnosti mezi nimi existuje silná korelace ), je příznačné, že podle oficiálních statistik francouzské vlády Francouzi vypouštějí osm tun CO 2za rok a na osobu. Bereme-li však v úvahu emise spojené s produkcí produktů, které konzumují v zahraničí, emise CO 2na Francouze a za rok se zvýší na dvanáct tun, tj. o 50% více, než bylo uvedeno výše. Horší je, že pokud emise na osobu a rok produkované ve Francii skutečně poklesly od roku 1990, když k tomu přidáme emise spojené s produkcí v zahraničí toho, co se ve Francii spotřebuje, od stejného data vzrostly. Zjevný pokles spotřeby energie vyplývá především z přemístění výroby produktů používaných ve Francii.
Velmi významné snížení odpadu, jak navrhuje přístup „ nulového odpadu “, by mělo tu výhodu, že snižuje zabudovanou energii. Tyto nízké-technici rovněž umožňují snížení zakotvený energie, jsou pokročilé techniky , jako jsou ty, které používá k výrobě mikročipů, místo toho vyžaduje velké množství energie.
Plánované zastarávání je vážný problém, který je třeba řešit, má-li být snížen podíl vtělené energie na celkové spotřebě energie. Přátelé Země doporučují prodloužit dobu platnosti zákonné záruky shody ze dvou let (jako je tomu nejčastěji) na deset let. Z průmyslového hlediska, jež počítá s dobrou míru energetické návratnosti o solární tepelnou energii , můžeme si představit, že továrny, které běží na sluneční teplo jsou určeny na světlou budoucnost. U továren umístěných v oblastech, kde je méně slunečního svitu, je nutné využívat kogeneraci . Ve svém novém aktualizovaném scénáři asociace negaWatt zdůrazňuje potřebu snížit ztělesněnou energii. Zajišťuje tedy rozvoj recyklace i snížení obalů.
Šedá energie je vyjádřena v joulech (a jejich násobcích: kilojoulech (kJ), megajoulech (MJ), gigajoulech (GJ)), často označovaných jako jednotka hmotnosti ( kilogram ) pro vyrobený materiál, nebo plochy ( metr čtvereční ). Pro pohodlí se také používá kilowatthodina (kWh), což je 3,6 MJ .
Stavebnictví používá více hmotnostních materiálů než jakékoli jiné odvětví (USA).
Energii spotřebovanou během životního cyklu budovy lze rozdělit na provozní energii, ztělesněnou energii a energii vyřazenou z provozu. Provozní energie je potřebná pro vytápění , chlazení , ventilaci , osvětlení , zařízení a přístroje. Energie z vyřazení z provozu je energie používaná k demolici / dekonstrukci budovy a přepravě zničeného / regenerovaného materiálu na skládky / recyklační střediska . Neobnovitelná ztělesněná energie je nutná k počáteční výrobě budovy a její údržbě po celou dobu její životnosti. Zahrnuje energii použitou k získání, zpracování a výrobě stavebních materiálů , včetně veškeré dopravy související s těmito činnostmi (nepřímá energie); energie použitá k přepravě stavebních výrobků na místo a ke stavbě budovy (přímá energie); a energie spotřebovaná k údržbě, opravám, obnově, renovaci nebo výměně materiálů, komponent nebo systémů během životnosti budovy (rekurentní energie). Budovy spotřebovávají až 40% veškeré energie a přispívají až 30% ročních globálních emisí skleníkových plynů .
Do roku 2000 se věřilo, že ztělesněná energie je ve srovnání s provozní energií nízká. Dnešním úsilím proto bylo snížit provozní energii zlepšením energetické účinnosti obvodového pláště budovy. Výzkum ukázal, že tomu tak není vždy. Ztělesněná energie může představovat ekvivalent několika let provozní energie. Provozní spotřeba energie závisí na obyvatelích, na rozdíl od energie ztělesněné, která je zabudována do materiálů použitých ve stavbě. Vtělená energie je vynaložena pouze jednou (s výjimkou údržby a renovace), zatímco provozní energie se hromadí v průběhu času a může kolísat po celou dobu životnosti budovy. Podle výzkumu australského CSIRO obsahuje průměrný dům asi 1 000 GJ ztělesněné energie. To odpovídá přibližně 15 letům normální provozní spotřeby energie. U domu, který vydrží 100 let, je to více než 10% energie spotřebované po celou dobu jeho životnosti.
Znalost ztělesněné energie v budově umožňuje ocenit tlak, který její konstrukce vyvíjí na přírodní zdroje. V domácnosti se sdružení negaWatt zasazuje o větší využívání přírodních materiálů, jako je dřevo. Jiní doporučují rehabilitaci surové země. Ztělesněná energie budov je tak vysoká, že sdružení doporučuje přeorientovat politiku, která spočívá v demolici a následné přestavbě špatně zateplených budov směrem k další politice zaměřené více na tepelnou renovaci stávajících budov. Ve standardech jako „ pasivní “ nebo „ nízká spotřeba “ dosáhla energetická výkonnost takové úrovně, že téměř není potřeba energie k ohřevu nebo osvětlení. Sázky se u tohoto typu bydlení posouvají směrem k ztělesněné energii, což představuje 25 až 50 let spotřeby těchto budov .
Sdružení negaWatt také potvrzuje, že rodinný dům již není udržitelným modelem. Projekt Shift ve svém „plánu transformace francouzské ekonomiky“ rovněž navrhuje omezit výstavbu rodinných domů.
Kovy a plasty obsahují mnoho ztělesněné energie. Produkty, které pocházejí také z dálky. Nejméně zpracované a spotřebované materiály v blízkosti místa jejich výroby obsahují málo ztělesněné energie.
V budově se kvůli minimalizaci šedé energie rozhlédneme po místě stavby po rostlinných materiálech (konopí, dřevo, sláma, len, korek), zvířatech (ovčí vlna, kachní peří) nebo minerály (surová zemina, kameny, oblázky).
Následující materiály byly klasifikovány v pořadí od nejméně chamtivých po nejvíce chamtivé vtělené energii:
Tyto různé materiály však nejsou srovnatelné, protože jejich použití a výkony jsou odlišné.
Údaje podle webu ecoconso.be.
Kovy PotrubíMíra návratnosti energie (ERR) je měřítkem ztělesněné energie použité k extrakci energie z primárního zdroje. Konečná spotřebovaná energie se musí zvýšit o faktor, aby se získala vtělená energie. ERR 8 znamená, že jedna sedmina množství konečné využitelné energie je vynaložena na extrakci této energie.
Pro správný výpočet ztělesněné energie je třeba vzít v úvahu energii potřebnou pro stavbu a údržbu elektráren, ale údaje nejsou vždy k dispozici pro provedení tohoto výpočtu.
Byly provedeny podrobné energetické bilance pro výpočet zabudované energie různých energetických zdrojů: například zabudovaná energie 1,5 MW větrné turbíny v Dánsku byla odhadnuta na 32 575 GJ na moři a 14 091 GJ na pevnině, což poskytuje energetickou návratnost 3 měsíce, respektive 2,6 měsíce.
Ve Francii je poměr mezi primární energií a elektřinou (koeficient primární energie nebo CEP) 2,58 (údaj stanovený vyhláškou z roku 2006), zatímco v Německu je to pouze 1, 8, kvůli rozvoji obnovitelné energie. To odpovídá tepelné účinnosti 38,8% ve Francii, oproti 55,5% v Německu. Jako každý koeficient stanovený na částečně subjektivní bázi je i tento koeficient 2,58 předmětem kritiky, zejména Brice Lalonde . Eko-kalkulačka Mezinárodní unie železnic EcoPassenger oznamuje účinnost 29% pro Francii a 36% pro Německo na elektřinu používanou v železniční dopravě, což vede k koeficientům 3, 45 ve Francii a 2,78 v Německu, včetně všech ztrát . Pokud jde o elektřinu používanou k vytápění , „vláda rozhodla o faktoru přeměny elektřiny na primární energii [...]. Tento přepočítací koeficient bude nastaven na 2,3 ” . Ačkoliv je vyšší než hodnota 2,1 doporučená evropskou směrnicí 2018/2002, sdružení negaWatt věří, že tento nový koeficient podpoří využívání elektřiny k vytápění budov a sníží úsilí o izolaci budov. Naopak sdružení „energetická bilance“ to považuje za krok vpřed, protože toto opatření by mělo omezit používání fosilních paliv .
Zde je koncept TRE cizí. Nejbližší pojem je výtěžek , protože dochází ke transformaci energie se ztrátami. Ve Francii tedy CEP 2,3 ukazuje, že pro jednu jednotku elektrické energie bude zapotřebí dalších 1,3 jednotek energie.
Mimochodem, ztráty ve francouzské elektrické síti jsou v průměru 2,5%, což odpovídá 11,5 TWh / rok ; v roce 2019 to bylo 11 TWh , neboli 2,22%.
Svázané energie účty za energie uvolňuje extrahovat materiály použité při výrobě vozidel, jejich montáž, transport je, zajistit jejich údržbu, transformace a transport energie (hlavně benzínu a motorové nafty), a in fine , recyklovat těchto vozidel. Musíme také vzít v úvahu energii potřebnou pro studie, výstavbu, provoz a údržbu dopravních sítí, ať už silničních, železničních nebo leteckých.
Podle IDDRI z hlediska dopravy
"Je pozoruhodné poznamenat, že v našich nákladech na dopravu spotřebováváme více energie než přímé energie [...]." Jinými slovy, spotřebujeme méně energie na pohyb v našich jednotlivých vozidlech, než spotřebujeme energii potřebnou k výrobě, prodeji a přepravě automobilů, vlaků nebo autobusů, které používáme. "
Jean-Marc Jancovici prosazuje uhlíkovou stopu jakéhokoli projektu dopravní infrastruktury před jeho výstavbou.
Máme pouze čísla, která jsou založena na neúplném základě a která budou pravděpodobně podceňována. V případě golfového benzinu značky Volkswagen lze odhadnout šedou energii na 18 000 kWh (tj. 12% z 545 GJ uvedených ve zprávě). V případě Golfu A4 ( s motorem TDI ) získáme 22 000 kWh (nebo 15% z 545 GJ uvedených v této zprávě). Podle společnosti Global Chance je v případě elektrických vozidel energie ztělesněná z baterie obzvláště vysoká. Studie ADEME publikovaná v roce 2012 odhadovala ztělesněnou energii tepelného vozidla na 20 800 kWh a energie elektrického vozidla na 34 700 kWh . Studie zveřejněná v roce 2017 ve Francii hodnotí emise CO 2během životního cyklu elektrického městského automobilu na 10,2 tCO2-ekv. pro výrobu a recyklaci (šedá energie) plus 2,1 tCO2-ekv. ve fázi používání ve srovnání s 6,7 tCO2-ekv. plus 26,5 tCO2-ekv. pro termální městské auto: i přes více než polovinu ztělesněné energie vyzařuje elektromobil celkem třikrát méně CO 2.
Pro Prius je uvedena hodnota 45 900 kWh . I když je třeba tento údaj brát opatrně, není nereálný.
Elektrické vozidlo má z důvodu baterie a elektroniky vyšší ztělesněnou energii než energie tepelného vozidla. Podle Science et Vie je ztělesněná energie baterií tak vysoká, že plug-in hybridní vozidla jsou v jejich očích tím nejdůležitějším řešením, jejichž baterie je menší než u plně elektrického vozidla.
Ztělesněná energie spojená s výrobou palivU energetické části je dnes míra energetické návratnosti (v angličtině EROEI) řádově osm. To znamená, že svázané energie spojené s výrobou paliva (extrakce, dopravy, rafinace, distribuce) je hodnota o 1 / 7 energie spotřebované. Jinými slovy, musíme připočítat 14,3% ke spotřebě tepelného vozidla, a to jen za vtělenou energii související s výrobou paliv.
Podle některých autorů je na výrobu šesti litrů nafty potřeba dokonce 42 kWh energie (přibližně ekvivalent 4,2 litru benzínu).
Pokud jde o elektřinu, výše jsme viděli, že poměr mezi primární energií a elektřinou byl 2,58.
Ztělesněná energie spojená se stavbou silnicČísla jsou ještě těžší získat. Šedá energie by představovat pouze 1 / 18 energie spotřebované vozidla, to znamená spotřeba se zvýšila o 6%.
Světová spotřeba elektrické energie v důsledku informačních a komunikačních technologií (IKT) byla v roce 2007 odhadována na 868 TWh / rok , šedá energie není zahrnuta, nebo 5,3% z celkové hodnoty. V roce 2013 podle Greenpeace IT již představovalo 7% celosvětové spotřeby elektřiny, včetně šedé energie, a odhady pro rok 2017 byly 12%, s očekávaným ročním růstem +7% do roku 2030., nebo dvojnásobný nárůst výroby elektřiny sám.
V těchto množstvích by se relativní podíl zabudované energie pro výrobní zařízení snížil z 18% v roce 2012 na 16% v roce 2017. Podíl přímé spotřeby elektřiny zařízeními by poklesl ze 47 na 34%, a to v důsledku posunu uživatelé k méně náročným terminálům (tablety a smartphony místo počítačů), kombinovaná datová centra a síť klesají současně z 35 na 50%. Spotřeba datového centra odpovídá 1% celosvětové poptávky po elektřině v roce 2018.
Aktuální údaje podle zemíV Německu se spotřeba datového centra pohybuje kolem 10 TWh / a , což odpovídá 1,8% německé spotřeby elektřiny. Zatímco spotřeba německých datových center prudce vzrostla, od roku 2008 a dodnes se zdá, že spotřeba v Německu zůstává stabilní, zejména díky opatřením na úsporu energie.
Ve Spojených státech činila v roce 2007 spotřeba IKT bez zapracované energie 350 TWh / rok v roce 2007, tedy 9,4% z celkové národní produkce.
Ve Francii podle sdružení negaWatt činila šedá energie (elektrické povahy) spojená s digitální technologií v roce 2015 3,5 TWh / a pro sítě a 10,0 TWh / a pro datová centra (polovina spotřebována samotnými servery, druhá polovina klimatizací prostor, ve kterých jsou ubytováni). Konstrukce datových center a pokládání kabelů nejsou brány v úvahu.
Francouzská spotřeba v budoucnuAsociace předpovídá nárůst francouzské spotřeby mezi lety 2017 a 2030 o +25%, neboli o 1,5% / rok, mírný díky „rostoucí miniaturizaci digitálních médií“, na kterou se uživatelé obracejí, a technologickému pokroku, který by měl zlepšit energetickou účinnost zařízení a serverů. Projekt Shift , kterému předsedá Jean-Marc Jancovici , předpovídá mnohem vyšší stopu digitální energie, která poroste o 9% ročně.
Stavba počítače by podle německého časopisu Der Spiegel mohla vyžadovat čtyřikrát více energie, než je jeho napájení po dobu tří let . Časopis upozorňuje, že při rychlosti tří hodin denně po dobu 300 dnů po dobu čtyř let bude při spotřebě 150 W činit přímá spotřeba energie přibližně 400 kWh ; výroba počítače vyžaduje 3 000 kWh .
V roce 2009 Google tvrdil, že vyhledávání na jeho motoru spotřebovalo 0,3 Wh .
Na Wikipedii jsou hlasy zvýšeny, aby požadovaly snížení jejího dopadu na životní prostředí, hlasy, kterým se zdá být zapůjčeno poslechové ucho.
IPTV (na internetu ) vyžaduje použití datových center , které spotřebovávají nejméně 1% z celkové spotřeby elektrické energie ve světě. Rádiový přenos je mnohem účinnější než současných technologií streamování pro široké publikum programy.