في الفيزياء ، واقتصاديات الطاقة ، والطاقات البيئية ، عادت الطاقة على الطاقة المستثمرة (EROEI أو ERoEI) ؛ أو عائد الطاقة على الاستثمار (EROI) ، هو نسبة كمية الطاقة القابلة للاستخدام (exergy) التي يتم تسليمها من مورد طاقة معين إلى كمية الطاقة المنبعثة المستخدمة للحصول على ذلك المورد من الطاقة. إنه مقياس متميز من كفاءة الطاقة حيث أنه لا يقيس مدخلات الطاقة الأولية للنظام ، إلا الطاقة الصالحة للاستخدام.

حسابيا يمكن كتابة EROEI على النحو التالي:

عندما يكون EROEI من مورد أقل من أو يساوي واحد ، يصبح مصدر الطاقة هذا عبارة عن “مغسلة طاقة” صافية ، ولا يمكن استخدامه كمصدر للطاقة ، ولكن الاعتماد على النظام قد يكون مفيدًا لتخزين الطاقة ( سبيل المثال بطارية). مقياس ذو صلة يستخدم مخزن الطاقة في الطاقة المستثمر (ESOEI) لتحليل أنظمة التخزين.

لكي تعتبر قابلة للتطبيق كمصدر بارز للوقود أو الطاقة ، يجب أن يكون للوقود أو الطاقة نسبة EROEI لا تقل عن 3: 1.

معدل عائد الطاقة من مصادر الطاقة الرئيسية
مع المساعدة النظرية من TRE ، من الممكن مقارنة مصادر الطاقة المختلفة بكفاءة ، من الحطب البسيط (الكتلة الحيوية) إلى الطاقة الشمسية الضوئية ، والتي تتطلب استثمار طاقة كبير في تصنيع الألواح الشمسية.

إن تقدير TRE هو ، أولاً وقبل كل شيء ، بسيط: فهو يتعلق بحساب ، بطريقة رياضية ودقيقة ، كمية الطاقة الأولية الضرورية للمساهمة في تنفيذ جميع العمليات التي ينطوي عليها استخراج الطاقة من المصدر الذي غير أنه بالرغم من أن قياس ERR لعملية فيزيائية بسيطة أمر غامض إلى حد ما ، فإنه لا يوجد اتفاق موحد بشأن الأنشطة التي ينبغي إدراجها في مقياس ERR لعملية اقتصادية. أي ، إلى أي مدى يتعين عليك حمل سلسلة العمليات اللازمة لاستغلال مصدر للطاقة؟ على سبيل المثال ، إذا تم استخدام الفولاذ لأداء التنقيب عن النفط ، فهل من الضروري تضمين حساب EROEI للزيت الطاقة المستخدمة في تصنيع هذا الفولاذ؟ والطاقة المستخدمة في بناء المسابك التي صنعت الصلب؟ والموظف لإطعام العمال الذين بنوا هذه المسابك؟ لهذا السبب ، على الرغم من عدم وجود معيار ، عند مقارنة TREs لمصادر طاقة ، من الضروري أن يتم حسابها بمعايير مماثلة: على سبيل المثال ، النظر في الطاقة المستخدمة في تصنيع المواد الضرورية ، ولكن لم يعد البناء من النباتات وراء الحلقة الأولى في سلسلة التوريد.

في الجدول التالي ، مأخوذ من AspoItalia ، 2 يتم جمع تقديرات TRE من مصادر الطاقة الرئيسية:

معالجة	إيروي (كليفلاند)	إيروي (إليوت)	إيروي (هور لاسي)	إيروي (آخرون)	إيروي (WNA) (إنتاج الكهرباء فقط)
الحفريات
البترول حتى عام 1940 حتى عام 1970 اليوم	> 100 23 8	50 – 100		5 – 15
فحم حتى عام 1950 حتى عام 1970	80 30	2 – 7	7 – 17		7 – 34
غاز طبيعي	15		5 – 6		5 – 26 5.6 – 6
الشست البيتومين	0.7 – 13.3			<1
نووي
اليورانيوم 235	5 – 100	5 – 100	10 – 60	<1	10.5 – 59
البلوتونيوم 239 (الأسمدة الذاتية)
الاندماج النووي				<1
قابل للتجديد
الكتلة الحيوية		3 – 5	5 – 27
الطاقة الكهرومائية	11.2	50 – 250	50 – 200		43 – 205
ينفخ		5 – 80	20		6 – 80
الطاقة الحرارية الأرضية	1.9 – 13
شمسي الجامع دينامي حراري الخلايا الكهروضوئية	1.6 – 1.9 4.2 1.7 – 10	3 – 9	4 – 9	<1	3.7 – 12
الإيثانول الحيوي قصب السكر حبوب ذرة مخلفات الذرة	0.8 – 1.7 1.3 0.7 – 1.8			0.6 – 1.2
الميثانول الحيوي (الخشب)	2.6

نفط
المثال الأكثر كلاسيكية هو النفط: في هذه الحالة سيكون EROEI مساوياً للطاقة التي تنتجها برميل من فريتو البترول والطاقة اللازمة للحصول على نفس كمية النفط (التحريات الجيولوجية ، الحفر ، الاستخراج). والنقل). في بداية عصر النفط ، كانت هذه النسبة مواتية للغاية ، حيث بلغت EROEI حوالي 100: كانت الطاقة المستخدمة لاستخراج 100 برميل من النفط أكثر من 1 برميل. المضي قدما في السنوات التي انتقلنا فيها إلى استغلال الخزانات تدريجيا أكثر انعزالا وصغيرا وصعوبة الوصول إليها ، كل الظروف التي تسهم في تقليل النفط EROEI: في الواقع ، العملية مريحة وعقلانية طالما أن الطاقة التي توفرها برميل النفط أعلى من ذلك المطلوب لاستخراجه: بمجرد أن يصبح EROEI مساوياً لـ 1 أو أقل من 1 ، فإنه لم يعد ملائماً لاستخراجه ويصبح النشاط غير مؤثر على نحو فعال واقتصادي (باستثناء الإعانات).

ولهذا السبب تكهن العديد من الباحثين بأن البشرية لن تستهلك كل النفط المتوفر في باطن الأرض ، لكن كمية كبيرة ستبقى سليمة لأن صناعة النفط لن يكون لها مصلحة اقتصادية ونشيطة لاستخراجها ، على الأقل فيما يتعلق الاستخدامات التقليدية للوقود.

الإيثانول
يبلغ الإيثانول الناتج عن المحاصيل المخصصة EROEI قريبة من 1 ، وفقا لبعض الكتاب حول 1.2 ، في حين أن Patzek و Pimentel سيكون أقل من 1. تشير الأبحاث الحديثة إلى أنه سيكون هناك إمكانية للوصول إلى قيم حوالي 5.4.

كهرباء
من الممكن تحديد EROEI أيضًا للمصانع المخصصة لإنتاج الكهرباء. في هذه الحالة ، سيكون EROEI للمصنع مساوياً للنسبة بين الطاقة التي ستنتج أثناء دورة نشاطها والطاقة المستثمرة في بنائها والحفاظ عليها وإطعامها.

في حالة الطاقة المتجددة على سبيل المثال ، سيكون لدينا تكلفة طاقة عالية جدًا لبناء المصنع (فكر في السد) ولكن من تلك النقطة فقط تكاليف الصيانة ، بينما بالنسبة للطاقة غير المتجددة (النفط والغاز والفحم) الطاقة المستخدمة في البناء والصيانة ، وإن كانت بسيطة ، لن تكون سوى جزء صغير مما سيكون مطلوبًا لتزويد الوقود.

مدخلات الطاقة غير البشرية
لا يتم تضمين مصادر الطاقة الطبيعية أو الأولية في حساب الطاقة المستثمرة ، فقط المصادر البشرية. على سبيل المثال ، في حالة الوقود الحيوي ، لا يتم تضمين العزل الشمسي الذي يقود عملية البناء الضوئي ، ولا يتم تضمين الطاقة المستخدمة في التوليف النجمي للعناصر الانشطارية في الانشطار النووي. الطاقة المعادة لا تشمل سوى الطاقة البشرية الصالحة للاستخدام وليس النفايات مثل حرارة النفايات.

ومع ذلك ، يمكن حساب الحرارة من أي شكل حيث يتم استخدامها بالفعل للتدفئة. ومع ذلك ، فإن استخدام الحرارة المهدورة في التدفئة المركزية وتحلية المياه في محطات التوليد المشترك نادرًا ، عالميًا ، وعمليًا ، غالبًا ما يتم استبعاده في تحليل EROEI لمصادر الطاقة.

العلاقة مع صافي ربح الطاقة
يقيس EROEI وصافي (كسب) الطاقة نفس نوعية مصدر الطاقة أو الحوض بطرق مختلفة عدديًا. يصف صافي الطاقة المبالغ ، في حين يقيس EROEI نسبة أو كفاءة العملية. هم مرتبطون ببساطة من قبل

أو

على سبيل المثال ، بالنظر إلى عملية مع EROEI من 5 ، فإن إنفاق 1 وحدة من الطاقة ينتج ربح طاقة صافي من 4 وحدات. تحدث نقطة التعادل مع EROEI من 1 أو كسب طاقة صافي بقيمة 0. وتسمى فترة الوصول إلى نقطة التعادل هذه بفترة استرداد الطاقة (EPP) أو وقت استرداد الطاقة (EPBT).

طاقة منخفضة الكربون

الضوئية
لا تزال هذه القضية تخضع لدراسات عديدة ، تقدم إجابات مختلفة إلى حد بعيد ، وتثير جدلاً أكاديمياً. ويرجع ذلك أساسا إلى أن “الطاقة المستثمرة” تعتمد بشكل حاسم على التكنولوجيا والمنهجية والافتراضات الحدودية للنظام ، مما أدى إلى مجموعة من الحد الأقصى من 2000 كيلو واط في الساعة / متر مربع من مساحة الوحدة إلى 300 كيلوواط / متر مربع كحد أدنى مع قيمة متوسطة 585 kWh / m² وفقًا لدراسة تعريفية.

فيما يتعلق بالمخرجات ، من الواضح أنه يعتمد على العزل المحلي ، وليس فقط النظام نفسه ، لذا يجب عمل افتراضات.

تتضمن بعض الدراسات (انظر أدناه) في تحليلها أن الخلايا الكهروضوئية تنتج الكهرباء ، في حين أن الطاقة المستثمرة قد تكون طاقة أولية منخفضة الصف.

والأهم من ذلك ، أنه حتى أكثر الدراسات تشاؤما تختتم في أكثر من 1 EROEI (أو ، في وقت الاسترداد ، أقصر من متوسط ​​العمر) للتثبيت.

قيمت مراجعة عام 2015 في مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة وقت استرداد الطاقة و EROI من الخلايا الشمسية الكهروضوئية. في هذه الدراسة ، التي تستخدم تشويشًا يبلغ 1700 / كيلووات في الساعة / متر مربع / سنة وعمر النظام 30 عامًا ، تم العثور على تنسيق EROI متناسق بين 8.7 و 34.2. يعني متوسط ​​وقت استرداد الطاقة المتناسق من 1.0 إلى 4.1 سنوات. مراجعة تفيد Pickard بتقديرات EROEI للخلايا الشمسية السليكونية أحادية البلورية من أربع مجموعات في النطاق من 2.2 إلى 8.8. وجدت Raugei و Fullana-i-Palmer و Fthenakis EROEI في حدود 5.9 إلى 11.8 و 19 إلى 39 للأنواع الكهروضوئية التجارية الرئيسية في منشآت جنوب أوروبا. يفترض المدى المنخفض أن الطاقة الأولية والكهرباء تكونان بنفس الجودة ، في حين يتم حساب المدى العالي (19-39) عن طريق تحويل ناتج الكهرباء من الطاقة الكهروضوئية إلى الطاقة الأولية كما هو موصى به من قبل إرشادات منهجية IEA PVPS مهمة 12 LCA التي ساهمت بها اكتب. علاوة على ذلك ، قرر Fthenakis أن EROEI يصل إلى 60 درجة لاستخدام أقل قدر ممكن من منشآت تكنولوجيا الألياف الضوئية التي تستهلك الطاقة في جنوب غرب الولايات المتحدة.

توربينات الرياح
يعتمد EROI من توربينات الرياح على الطاقة المستثمرة في التوربينات والطاقة المنتجة والعمر الافتراضي للتوربين. في الأدبيات العلمية ، تتراوح EROIs عادة بين 20 و 50.

النفوذ الاقتصادي
يعتبر استخدام الطاقة المرتفعة للفرد مرغوبًا حيث أنه مرتبط بمستوى معيشي مرتفع يعتمد على الآلات كثيفة الاستهلاك للطاقة. سوف يستغل المجتمع بشكل عام أعلى مصادر الطاقة المتوفرة لدى EROEI أولاً ، حيث أنها توفر أكبر قدر من الطاقة لأقل جهد ممكن. هذا مثال على مبدأ دافيد ريكاردو الأول. ثم يتم استخدام خامات عالية الجودة أو مصادر طاقة منخفضة بشكل تدريجي ، حيث يتم استنفاد أو استخدام الجودة العالية ، على سبيل المثال ، توربينات الرياح في المناطق الأكثر رياحًا.

في ما يتعلق بالوقود الأحفوري ، عندما تم اكتشاف النفط في الأصل ، استغرق الأمر في المتوسط ​​برميل واحد من النفط لإيجاد واستخراج ومعالجة حوالي 100 برميل من النفط. انخفضت النسبة ، لاكتشاف الوقود الأحفوري في الولايات المتحدة ، بشكل مطرد خلال القرن الماضي من حوالي 1000: 1 في عام 1919 إلى 5: 1 فقط في عام 2010.

على الرغم من أن العديد من صفات مصدر الطاقة أمر مهم (على سبيل المثال ، النفط كثيف الطاقة وقابل للنقل ، في حين أن الرياح متغيرة) ، عندما ينخفض ​​EROEI من مصادر الطاقة الرئيسية للاقتصاد ، يصبح من الصعب الحصول على الطاقة وزيادة أسعارها النسبية . لذلك ، فإن EROEI تكتسب أهمية عند مقارنة بدائل الطاقة. بما أن إنفاق الطاقة للحصول على الطاقة يتطلب جهداً إنتاجياً ، حيث أن EROEI يقع في نسبة متزايدة من الاقتصاد يجب تكريسه للحصول على نفس القدر من الطاقة الصافية.

منذ اختراع الزراعة ، استخدم البشر بشكل متزايد مصادر الطاقة الخارجية لمضاعفة قوة العضلات البشرية. وقد عزا بعض المؤرخين هذا إلى حد كبير إلى مصادر طاقة مستغلة بسهولة (أي أعلى EROEI) ، والتي ترتبط بمفهوم عبيد الطاقة. يجادل توماس هومر ديكسون بأن سقوط EROEI في الإمبراطورية الرومانية اللاحقة كان أحد أسباب انهيار الإمبراطورية الغربية في القرن الخامس الميلادي. في “The Down of Down” يقترح أن تحليل EROEI يوفر أساسا لتحليل صعود وهبوط الحضارات. وبالنظر إلى أقصى حد للإمبراطورية الرومانية ، (60 مليون) وقاعدة تكنولوجيتها ، كانت القاعدة الزراعية لروما حوالي 1:12 لكل هكتار للقمح و 1:27 للبرسيم (يعطي إنتاج 1: 2.7 للثيران).يمكن عندئذٍ استخدام هذا لحساب عدد سكان الإمبراطورية الرومانية المطلوبة في أوجها ، على أساس حوالي 2500 إلى 3000 سعر حراري في اليوم لكل شخص. إنه يساوي تقريباً مساحة إنتاج الغذاء في أوجها. لكن الأضرار البيئية (إزالة الغابات وفقدان خصوبة التربة وخاصة في جنوب إسبانيا وجنوب إيطاليا وصقلية وخاصة شمال أفريقيا) شهدت انهيارًا في النظام الذي بدأ في القرن الثاني ، حيث بدأت EROEI في الانخفاض. قاع في 1084 عندما كان عدد سكان روما ، التي بلغت ذروتها تحت تراجان في 1.5 مليون نسمة ، 15000 فقط. كما تناسب الأدلة دورة انهيار المايا والكمبودي أيضا. يقترح جوزيف تاينتر أن تناقص عوائد EROEI هو السبب الرئيسي لانهيار المجتمعات المعقدة ، وقد اقترح هذا على أنه سبب ذروة الأخشاب في المجتمعات المبكرة. إن هبوط EROEI بسبب استنزاف موارد الوقود الأحفوري عالية الجودة يشكل تحديًا صعبًا للاقتصادات الصناعية ، ويمكن أن يؤدي إلى انخفاض الناتج الاقتصادي ويتحدى المفهوم (الذي كان حديثًا جدًا عند النظر إليه من منظور تاريخي) للنمو الاقتصادي الدائم.

يربط تيم غاريت بين EROEI والتضخم مباشرة ، استناداً إلى تحليل ديناميكي حراري لاستهلاك الطاقة العالمي التاريخي (Watts) والثروة العالمية المتراكمة (بالدولار الأمريكي). يشير نموذج النمو الاقتصادي هذا إلى أن EROEI العالمي هو عكس التضخم العالمي خلال فترة زمنية معينة. نظرًا لأن النموذج يجمع سلاسل التوريد عالميًا ، فإن EROEI المحلي يقع خارج نطاقه.

الرمال النفطية
لأن الكثير من الطاقة اللازمة لإنتاج النفط من الرمال النفطية (البيتومين) تأتي من كسور ذات قيمة منخفضة مفصولة بعملية الترقية ، هناك طريقتان لحساب EROEI ، القيمة الأعلى المعطاة من خلال النظر فقط في مدخلات الطاقة الخارجية وانخفاض النظر في جميع مدخلات الطاقة ، بما في ذلك النفس المولدة. “استخدمت بيانات إنتاج واستهلاك الطاقة التفصيلية التي أبلغ عنها منتجو الرمال النفطية في الفترة من 1970 إلى 2010 لدراسة الاتجاهات في عوائد الطاقة التاريخية من استخراج الرمال النفطية”. وقد زعموا أنه بحلول عام 2010 ، تسجل NERs (صافي عائدات الطاقة) من استخراج الرمال النفطية والعمليات في الموقع أصبحت أكثر كفاءة في استخدام الطاقة بشكل كبير منذ عام 1970 على الرغم من أن معدل الفائدة الوطني لا يزال أقل كفاءة بكثير من إنتاج النفط التقليدي. نمت NERs من الرمال النفطية ، من “GJ / GJ 1.0 في عام 1970 (بالكامل من عملية التعدين Suncor) إلى 2.95 GJ / GJ في عام 1990 ، ثم إلى 5.23 GJ / GJ في عام 2010.”

التأثير الاقتصادي لمفهوم TRE / EROEI
يعتبر البعض أن استهلاك الطاقة المرتفع أمر مرغوب فيه من حيث أنه يرتبط بمستوى معيشة مرتفع (يعتمد في حد ذاته على استخدام الآلات كثيفة الاستهلاك للطاقة).

بشكل عام ، سوف تفضل الشركة مصادر الطاقة التي تستفيد من أعلى TRE ممكن ، طالما أنها توفر أقصى طاقة بأقل جهد ممكن. باستخدام مصادر الطاقة غير المتجددة ، هناك تحول تدريجي نحو مصادر ذات معدل عائد منخفض ، وذلك بسبب استنفاد مصادر أعلى جودة.

وهكذا ، عندما بدأ استخدام النفط كمصدر للطاقة ، كان متوسط ​​برميل واحد يكفي لإيجاد ، استخراج وصقل حوالي 100 برميل. وقد تراجعت هذه النسبة بشكل مطرد خلال القرن الماضي لتصل إلى مستوى البراميل المستخدمة ل 1 برميل المستهلك (وحوالي 10 في واحد في المملكة العربية السعودية).

بغض النظر عن صفات مصدر طاقة معين (على سبيل المثال ، النفط هو تركيز الطاقة التي يسهل نقلها ، في حين أن طاقة الرياح متقطعة) ، بمجرد انخفاض ERR لمصادر الطاقة الرئيسية ، يصبح من الصعب الحصول على الطاقة و لذلك يرتفع سعرها.

منذ اكتشاف الحريق ، لجأ البشر بشكل متزايد إلى مصادر خارجية للطاقة لزيادة قوة العضلات وتحسين مستوى المعيشة.

وقد عزا بعض المؤرخين تحسين نوعية الحياة إلى الاستغلال الأسهل لمصادر الطاقة (أي الاستفادة من TRE أفضل). هذا يترجم إلى مفهوم “عبدة الطاقة”.

معدل العائد هذا هو أحد العناصر التفسيرية لمأزق الطاقة الذي قدمه نيكولاس جورجيسكو – روجن في أعماله المختلفة ، وبشكل رئيسي في مقالته “أساطير الطاقة والاقتصاد”.

يوضح توماس هومر ديكسون أن تراجع تقرير التقييم الثالث في السنوات الأخيرة من الإمبراطورية الرومانية كان أحد أسباب سقوط الإمبراطورية الغربية في القرن الخامس الميلادي. J. – C. في كتابه The Upside of Down (غير مترجم إلى الفرنسية حتى الآن) ، يقترح أن TRE يفسر جزئيا توسع الحضارات وتدهورها. في وقت التمدد الأقصى للإمبراطورية الرومانية (60 مليون نسمة) ، تأثرت السلع الزراعية بنسبة 12: 1 لكل هكتار للقمح و 27: 1 للبرسيم (الذي أعطى نسبة 2.7 / 1 لإنتاج لحم البقر ). ويمكننا عندئذ حساب ذلك ، إذا ما أعطيت قاعدة من 2500 إلى 3000 سعر حراري في اليوم لكل شخص ، فإن معظم المساحة الزراعية المتاحة كانت مخصصة لإطعام مواطني الإمبراطورية. لكن الأضرار البيئية ، وإزالة الغابات ، وانخفاض خصوبة التربة وخاصة في جنوب اسبانيا وجنوب إيطاليا وشمال أفريقيا ، بحلول القرن الميلادي ، تم التوصل إلى الطابق في 1084 ، في ذلك الوقت انخفض عدد سكان روما إلى 15000 ، حيث بلغت ذروتها تحت تراجان 1.5 مليون. هذا المنطق نفسه ينطبق أيضا على سقوط حضارة المايا وسقوط إمبراطورية الخمير في أنغكور. وبالمثل ، يعتبر جوزيف تاينتر أن تراجع تقرير التقييم الثالث سبب رئيسي لانهيار المجتمعات المعقدة.

يشكل سقوط نظام الاستجابة السريعة في استنفاد الموارد غير المتجددة تحديًا للاقتصادات الحديثة.

نقد من EROEI
يتم حساب EROEI عن طريق قسمة ناتج الطاقة بواسطة مدخلات الطاقة ، لكن الباحثين يختلفون حول كيفية تحديد مدخلات الطاقة بدقة وبالتالي تأتي بأرقام مختلفة لنفس مصدر الطاقة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون شكل طاقة المدخلات مختلفًا تمامًا عن الناتج. على سبيل المثال ، يمكن استخدام الطاقة في شكل الفحم في إنتاج الإيثانول. قد يكون لهذا EROEI أقل من واحد ، ولكن يمكن أن يكون مرغوبا فيه بسبب منافع الوقود السائل (بافتراض أن هذه الأخيرة لا تستخدم في عمليات الاستخراج والتحويل).

ما هو العمق الذي ينبغي أن يسير به التحقيق في سلسلة التوريد للأدوات المستخدمة لتوليد الطاقة؟ على سبيل المثال ، إذا تم استخدام الفولاذ للتنقيب عن النفط أو إنشاء محطة للطاقة النووية ، فهل يجب أن تؤخذ مدخلات الطاقة من الفولاذ بعين الاعتبار ، إذا تم أخذ مدخلات الطاقة في بناء المصنع المستخدم لبناء الفولاذ بعين الاعتبار إطفاء؟ هل يجب أن يؤخذ في الاعتبار مدخل الطاقة للطرق المستخدمة لنقل البضائع؟ ماذا عن الطاقة المستخدمة لطهي وجبات الإفطار في مصانع الصلب؟ هذه أسئلة معقدة تتهرب من إجابات بسيطة. تتطلب المحاسبة الكاملة اعتبارات تكاليف الفرصة البديلة ومقارنة إجمالي نفقات الطاقة في وجود وغياب هذا النشاط الاقتصادي.

ومع ذلك ، عند المقارنة بين مصدرين للطاقة ، يمكن تبني ممارسة قياسية لإدخال طاقة سلسلة التوريد. على سبيل المثال ، لنفكر في الفولاذ ، ولكن لا تعتبر الطاقة المستثمرة في المصانع أعمق من المستوى الأول في سلسلة التوريد.

عائد الطاقة على الطاقة المستثمرة لا يأخذ في الاعتبار عامل الوقت. إن الطاقة المستثمرة في إنشاء الألواح الشمسية ربما تكون قد استهلكت الطاقة من مصدر طاقة عالي مثل الفحم ، لكن العائد يحدث ببطء شديد ، أي على مدى سنوات عديدة. إذا كانت الطاقة تتزايد في القيمة النسبية ، فيجب أن يؤيد ذلك العوائد المتأخرة. يعتقد البعض أن هذا يعني أنه يجب تحسين مقاييس EROEI بشكل أكبر.

لا يحتوي التحليل الاقتصادي التقليدي على قواعد محاسبية رسمية للنظر في منتجات النفايات التي يتم إنشاؤها في إنتاج الناتج النهائي. على سبيل المثال ، فإن اختلاف القيم الاقتصادية وطاقة الطاقة الموضوعة على منتجات النفايات المتولدة في إنتاج الإيثانول يجعل من الصعب للغاية حساب EROEI لهذا الوقود.

EROEI هو مجرد اعتبار واحد وربما لا يكون الأكثر أهمية في سياسة الطاقة. قد يكون استقلال الطاقة (تقليل التنافس الدولي على الموارد الطبيعية المحدودة) ، وانخفاض انبعاثات غازات الدفيئة (بما في ذلك ثاني أكسيد الكربون وغيره) ، والقدرة على تحمل التكاليف أكثر أهمية ، لا سيما عند النظر في مصادر الطاقة الثانوية. في حين أن مصدر الطاقة الأساسي في الدولة غير مستدام إلا إذا كان معدل استخدامه أقل من أو يساوي معدل الاستبدال ، فإن الشيء نفسه لا ينطبق على إمدادات الطاقة الثانوية. يمكن استخدام بعض فائض الطاقة من مصدر الطاقة الأساسي لإنشاء الوقود لمصادر الطاقة الثانوية ، مثل النقل.

يقترح ريتشاردز ووات نسبة إنتاجية الطاقة لأنظمة الطاقة الضوئية كبديل لـ EROEI (والتي يشار إليها باسم عامل إرجاع الطاقة). الفرق هو أنه يستخدم عمر تصميم النظام ، والذي يعرف مسبقًا ، وليس العمر الفعلي. وهذا يعني أيضًا أنه يمكن تكييفه مع الأنظمة متعددة المكونات حيث تتميز المكونات بعمر مختلف.

هناك مشكلة أخرى في EROI تحاول العديد من الدراسات معالجتها وهي أن الطاقة المعادة يمكن أن تكون بأشكال مختلفة ، وهذه الأشكال يمكن أن يكون لها فائدة مختلفة. على سبيل المثال ، يمكن تحويل الكهرباء بشكل أكثر كفاءة من الطاقة الحرارية إلى حركة ، بسبب الانتروبيا المنخفضة للكهرباء.

حسابات EROEI إضافية
هناك ثلاثة حسابات EROEI موسعة بارزة ، فهي نقطة استخدام وممتدة ومجتمعية. نقطة الاستخدام توسع EROEI الحساب لتشمل تكلفة تكرير ونقل الوقود أثناء عملية التكرير. نظرًا لأن هذا يوسع حدود الحساب لتشمل المزيد من عملية الإنتاج ، سينخفض ​​EROEI. يشمل EROEI الممتد توسعات نقاط الاستخدام بالإضافة إلى تكلفة إنشاء البنية التحتية اللازمة لنقل الطاقة أو الوقود بمجرد تكريره. مجتمع EROI هو مجموع جميع EROEIs من جميع أنواع الوقود المستخدمة في المجتمع أو الأمة. لم يتم حساب EROI المجتمعي ، ويعتقد الباحثون أنه قد يكون من المستحيل في الوقت الحالي معرفة جميع المتغيرات الضرورية لإكمال الحساب ، لكن محاولات التقديرات قد تم إجراؤها لبعض الدول. العمليات الحسابية التي تتم عن طريق جمع كل من EROEIs للوقود المنتج والمستورد محلياً ومقارنة النتيجة بمؤشر التنمية البشرية (HDI) ، وهي أداة غالبًا ما تستخدم لفهم الرفاهية في المجتمع. ووفقاً لهذا الحساب ، فإن كمية الطاقة التي يتوفرها المجتمع لهم تزيد من نوعية الحياة للناس الذين يعيشون في ذلك البلد ، كما أن البلدان التي تقل فيها الطاقة المتاحة لها أوقات أصعب لتلبية الاحتياجات الأساسية للمواطنين.هذا يعني أن EROI المجتمعية ونوعية الحياة بشكل عام مرتبطة ارتباطًا وثيقًا.

ESOEI
يستخدم ESOEI (أو ESOIe) عندما يكون EROEI في الأسفل. “ESOIe هي نسبة الطاقة الكهربائية المخزنة على مدى عمر جهاز التخزين إلى مقدار الطاقة الكهربائية المتضمنة المطلوبة لبناء الجهاز.”

تقنية التخزين	ESOEI
بطارية الرصاص الحمضية	5
بطارية بروميد الزنك	9
بطارية الفاناديوم الأكسدة	10
بطارية NaS	20
بطارية ليثيوم أيون	32
التخزين الكهرومائي المضخ	704
تخزين طاقة الهواء المضغوط	792

EROEI في ظل النمو السريع
ومن الشواغل الأخيرة ذات الصلة ، أكل لحوم البشر ، حيث يمكن لتكنولوجيات الطاقة أن يكون لها معدل نمو محدود إذا كان الحياد المناخي مطلوبًا. العديد من تقنيات الطاقة قادرة على استبدال كميات كبيرة من الوقود الأحفوري وما يصاحب ذلك من انبعاثات غازات الدفيئة. ولسوء الحظ ، لا يمكن فهم الحجم الهائل لنظام الطاقة الحالية من الوقود الأحفوري أو معدل النمو الضروري لهذه التقنيات ضمن الحدود التي تفرضها الطاقة الصافية المنتجة لصناعة متنامية. ويعرف هذا القيد التقني باسم أكل لحوم البشر ، ويشير إلى التأثير الذي يحدث فيه النمو السريع لصناعة الطاقة بأكملها أو صناعة كفاءة الطاقة ، مما يخلق الحاجة إلى استخدام الطاقة (أو تفكيك) طاقة محطات الطاقة أو مصانع الإنتاج القائمة.

يتغلب مربي الطاقة الشمسية على بعض هذه المشاكل. مربي الطاقة الشمسية هو مصنع لإنتاج الألواح الضوئية التي يمكن جعلها مستقلة عن الطاقة باستخدام الطاقة المشتقة من السقف الخاص بها باستخدام الألواح الخاصة بها. لا يصبح مثل هذا المصنع الاكتفاء الذاتي من الطاقة فحسب ، بل هو مورد رئيسي للطاقة الجديدة ، ومن هنا يأتي اسم مربي الطاقة الشمسية. أجرى البحث عن هذا المفهوم من قبل مركز الهندسة الكهروضوئية ، جامعة نيو ساوث ويلز ، أستراليا. يحدد التحقيق الذي تم الإبلاغ عنه بعض العلاقات الرياضية لمولّد الطاقة الشمسية والتي تشير بوضوح إلى أن كمية هائلة من الطاقة الصافية متوفرة من هذا المصنع للمستقبل لأجل غير مسمى. تم التخطيط في الأصل لمصنع معالجة الوحدات الشمسية في فريدريك بولاية ماريلاند كمولد للطاقة الشمسية. في عام 2009 تم اقتراح مشروع مربي الصحراء الشمسية من قبل مجلس العلوم في اليابان كتعاون بين اليابان والجزائر مع هدف طموح للغاية يتمثل في خلق المئات من قدرات الطاقة الجوفية في غضون 30 عامًا. يمكن تطوير المربين من أي نوع من الناحية النظرية. في الممارسة العملية ، مفاعلات المولدات النووية هي المربيين على نطاق واسع فقط التي تم بناؤها اعتبارا من عام 2014 ، مع مفاعل 600 MN BN-600 و 800 MWe BN-800 ، وهما أكبر في العملية.

EROI (لنا)	وقود
1.3	وقود الديزل الحيوي
3.0	القار القطران
80.0	فحم
1.3	الذرة الايثانول
5.0	قصب السكر الايثانول
100.0	المائية
35.0	واردات النفط عام 1990
18.0	واردات النفط 2005
12.0	واردات النفط 2007
ثمانية	الاكتشافات النفطية
20.0	انتاج البترول
10.0	الغاز الطبيعي 2005
2.6-6.9 (خارجي) 1.1-1.8 (صافي)	الصخر الزيتي (التعدين السطحي / خارج الموقع)
2.4–15.8 (كهربائي ، خارجي) 1.2-1.6 (كهربائي ، صافي) 6–7 (حراري ، خارجي)	الصخر الزيتي (في الموقع)
105	النووية (تخصيب الطرد المركزي)
10.0	النووية (مع إثراء الانتشار – مهملة)
2000 (تقدير)	ثنائي ذوبان الملح السائل – المنصهر يؤدي النووية
30.0	النفط والغاز 1970
14.5	النفط والغاز 2005
6.8	الضوئية
5.0	الصخر الزيتي
1.6	المجمع الشمسي
1.9	لوحة مسطحة الشمسية
19	CSP الكهربائية
18.0	ينفخ
9.5	الطاقة الحرارية الأرضية (بدون تسخين الماء الساخن)
32.4	الطاقة الحرارية الأرضية (مع تسخين الماء الساخن)