भौतिकी, ऊर्जा अर्थशास्त्र, और पारिस्थितिक ऊर्जावान ऊर्जा, ऊर्जा निवेश पर लौटाई गई ऊर्जा (ईआरईईआई या ईआरओईआई); या निवेश पर ऊर्जा रिटर्न (ईआरओआई), उस ऊर्जा संसाधन को प्राप्त करने के लिए उपयोग की जाने वाली एक्जर्जी की मात्रा तक किसी विशेष ऊर्जा संसाधन से प्राप्त उपयोग योग्य ऊर्जा (एक्जर्जी) की मात्रा का अनुपात है।यह ऊर्जा दक्षता से एक अलग उपाय है क्योंकि यह प्रणाली में प्राथमिक ऊर्जा इनपुट को मापता नहीं है, केवल उपयोग योग्य ऊर्जा।
अंकगणितीय रूप से EROEI को इस प्रकार लिखा जा सकता है:
जब संसाधन का ईरोई एक से कम या उसके बराबर होता है, तो ऊर्जा स्रोत शुद्ध “ऊर्जा सिंक” बन जाता है, और अब ऊर्जा के स्रोत के रूप में उपयोग नहीं किया जा सकता है, लेकिन सिस्टम के आधार पर ऊर्जा भंडारण के लिए उपयोगी हो सकता है (के लिए उदाहरण बैटरी)। एक संबंधित उपाय ऊर्जा निवेश पर ऊर्जा स्टोर (ईएसओईआई) का उपयोग स्टोरेज सिस्टम का विश्लेषण करने के लिए किया जाता है।
एक प्रमुख ईंधन या ऊर्जा स्रोत के रूप में व्यवहार्य माना जाने वाला ईंधन या ऊर्जा में कम से कम 3: 1 का ईआरईईआई अनुपात होना चाहिए।
मुख्य ऊर्जा स्रोतों की ऊर्जा वापसी दर
टीआरई की सैद्धांतिक सहायता के साथ सरल फायरवुड (बायोमास) से फोटोवोल्टिक सौर ऊर्जा तक विभिन्न ऊर्जा स्रोतों की कुशलतापूर्वक तुलना करना संभव है, जिसके लिए सौर पैनलों के निर्माण में काफी ऊर्जा निवेश की आवश्यकता होती है।
टीआरई का अनुमान सबसे पहले, सरल है: यह गणितीय और सटीक तरीके से गणना करने के बारे में है, स्रोत की ऊर्जा निष्कर्षण में शामिल सभी प्रक्रियाओं को पूरा करने के लिए आवश्यक प्राथमिक ऊर्जा की मात्रा जो कि आवश्यक है मूल्यांकन किया जाता है हालांकि, हालांकि, एक साधारण शारीरिक प्रक्रिया के ईआरआर को मापना कुछ हद तक संदिग्ध है, आर्थिक प्रक्रिया के ईआरआर उपाय में कौन सी गतिविधियों को शामिल किया जाना चाहिए, इस पर कोई मानकीकृत समझौता नहीं है। यही है, ऊर्जा के स्रोत का फायदा उठाने के लिए आवश्यक प्रक्रियाओं की श्रृंखला को कितनी दूर ले जाना है? उदाहरण के लिए, यदि स्टील ड्रिलिंग करने के लिए स्टील का उपयोग किया जाता है, तो क्या इस स्टील के निर्माण में उपयोग की जाने वाली ऊर्जा की ईआरईईआई गणना की आवश्यकता है? और ऊर्जा बनाने वाली फाउंड्री के निर्माण में उपयोग की जाने वाली ऊर्जा? और कर्मचारी उन फाउंड्री बनाने वाले श्रमिकों को खिलाने के लिए?इस कारण से, हालांकि, कोई मानक नहीं है, दो ऊर्जा स्रोतों के टीआरई की तुलना करते समय यह आवश्यक है कि इनकी गणना तुलनीय मानदंडों के साथ की गई हो: उदाहरण के लिए, आवश्यक सामग्रियों के निर्माण में उपयोग की जाने वाली ऊर्जा पर विचार करें, लेकिन अब निर्माण नहीं आपूर्ति श्रृंखला में पहले लिंक से परे पौधों का।
निम्नलिखित तालिका में, एस्पोइटलिया से लिया गया, 2 मुख्य ऊर्जा स्रोतों के टीआरई के अनुमान संकलित किए गए हैं:
| प्रक्रिया | ईरोई (क्लीवलैंड) | ईरोई (इलियट) | ईरोई (होरे-लैसी) | ईरोई (अन्य) | ईरोई (डब्लूएनए) (केवल विद्युत उत्पादन) |
|---|---|---|---|---|---|
| जीवाश्म | |||||
पेट्रोलियम
| > 100 23 8 | 50 – 100 | 5 – 15 | ||
कोयला
| 80 30 | 2 – 7 | 7 – 17 | 7 – 34 | |
| प्राकृतिक गैस | 1 – 5 | 5 – 6 | 5 – 26 5.6 – 6 | ||
| बिटुमिनस स्किस्ट्स | 0.7 – 13.3 | <1 | |||
| नाभिकीय | |||||
| यूरेनियम 235 | 5 – 100 | 5 – 100 | 10 – 60 | <1 | 10.5 – 5 9 |
| प्लूटोनियम 23 9 (स्वयं उर्वरक) | |||||
| परमाणु संलयन | <1 | ||||
| अक्षय | |||||
| बायोमास | 3 – 5 | 5 – 27 | |||
| पनबिजली | 11.2 | 50 – 250 | 50 – 200 | 43 – 205 | |
| हवा | 5 – 80 | 20 | 6 – 80 | ||
| जियोथर्मल | 1.9 – 13 | ||||
सौर
| 1.6 – 1.9 4.2 1.7 – 10 | 3 – 9 | 4 – 9 | <1 | 3.7 – 12 |
जैव इथेनॉल
| 0.8 – 1.7 1.3 0.7 – 1.8 | 0.6 – 1.2 | |||
| बायो-मेथनॉल (लकड़ी) | 2.6 |
तेल
सबसे क्लासिक उदाहरण तेल का है: इस मामले में ईआरईईआई पेट्रोलियम की एक बैरल द्वारा उत्पादित ऊर्जा के बराबर होगा जो उसी मात्रा में तेल (भूगर्भीय जांच, ड्रिलिंग, निष्कर्षण) प्राप्त करने के लिए आवश्यक ऊर्जा के लिए होगा।और परिवहन)। तेल युग की शुरुआत में यह अनुपात स्पष्ट रूप से बहुत अनुकूल था, लगभग 100 के ईरोईआई के साथ: तेल की 100 बैरल निकालने के लिए उपयोग की जाने वाली ऊर्जा केवल 1 बैरल के बराबर थी। वर्षों के साथ आगे बढ़ते हुए हम जलाशयों के शोषण में धीरे-धीरे अधिक अलग, छोटे और पहुंचने में मुश्किल हो गए हैं, सभी परिस्थितियां जो तेल को कम करने में योगदान देती हैं ईरोई: वास्तव में, प्रक्रिया तब तक सुविधाजनक और तर्कसंगत है जब तक कि ऊर्जा द्वारा आपूर्ति की गई ऊर्जा तेल की बैरल इसे निकालने के लिए आवश्यक है: एक बार जब ईरोई 1 या उससे कम 1 के बराबर हो जाता है तो इसे निकालने के लिए अब सुविधाजनक नहीं होता है और गतिविधि ऊर्जावान और आर्थिक रूप से हानिकारक हो जाती है (सब्सिडी को छोड़कर)।
यही कारण है कि कई विद्वानों ने अनुमान लगाया है कि मानवता उपचुनाव में उपलब्ध सभी तेलों का उपभोग नहीं करेगी, लेकिन काफी मात्रा में बरकरार रहेगा क्योंकि तेल उद्योग में इसे कम करने के लिए आर्थिक और ऊर्जावान हित नहीं होगा, कम से कम इस संबंध में ईंधन के पारंपरिक उपयोग।
इथेनॉल
समर्पित फसलों द्वारा उत्पादित इथेनॉल में लगभग 10 लेखकों के मुताबिक ईआरईईआई 1 है, जबकि पट्जेक और पिमेन्टेल के मुताबिक यह 1 से भी कम होगा। हालिया शोध से संकेत मिलता है कि लगभग 5.4 के मूल्यों तक पहुंचने की संभावना होगी।
बिजली
बिजली के उत्पादन के लिए समर्पित पौधों के लिए भी ईआरईईआई को परिभाषित करना संभव है। इस मामले में पौधे का ईआरईईई ऊर्जा के बीच अनुपात के बराबर होगा जो गतिविधि के चक्र के दौरान उत्पादन करेगा और इसे बनाने के लिए निवेश की गई ऊर्जा, इसे बनाए रखेगा और इसे खिलाएगा।
उदाहरण के लिए नवीकरणीय ऊर्जा के मामले में हमारे पास पौधे के निर्माण (बांध के बारे में सोचने) के लिए बहुत अधिक ऊर्जा लागत होगी, लेकिन उस बिंदु से केवल रखरखाव लागत पर, जबकि गैर नवीकरणीय ऊर्जा (तेल, गैस, कोयला) निर्माण और रखरखाव में उपयोग की जाने वाली ऊर्जा, नाबालिग के बावजूद, ईंधन की आपूर्ति के लिए आवश्यकतानुसार केवल एक छोटा सा हिस्सा होगा।
गैर-मानव निर्मित ऊर्जा इनपुट
प्राकृतिक या प्राथमिक ऊर्जा स्रोतों को निवेशित ऊर्जा की गणना में शामिल नहीं किया जाता है, केवल मानव-लागू स्रोत।उदाहरण के लिए, जैव ईंधन के मामले में सौर विसर्जन ड्राइविंग प्रकाश संश्लेषण शामिल नहीं है, और विच्छेदन तत्वों के तारकीय संश्लेषण में उपयोग की जाने वाली ऊर्जा परमाणु विखंडन के लिए शामिल नहीं है। लौटाई गई ऊर्जा में केवल मानव उपयोग योग्य ऊर्जा शामिल है और अपशिष्ट गर्मी जैसी अपशिष्ट नहीं है।
फिर भी, किसी भी रूप की गर्मी की गणना की जा सकती है जहां इसे वास्तव में हीटिंग के लिए उपयोग किया जाता है।हालांकि जिला हीटिंग और अपघटन संयंत्रों में जल विलुप्त होने में अपशिष्ट गर्मी का उपयोग दुर्लभ, वैश्विक स्तर पर है, और व्यावहारिक रूप से इसे अक्सर ऊर्जा स्रोतों के ईआरईईआई विश्लेषण में शामिल किया जाता है।
शुद्ध ऊर्जा लाभ से संबंध
ईरोई और नेट एनर्जी (लाभ) ऊर्जा स्रोत की समान गुणवत्ता को मापते हैं या संख्यात्मक रूप से अलग-अलग तरीकों से सिंक करते हैं। शुद्ध ऊर्जा मात्रा का वर्णन करती है, जबकि ईआरईईआई प्रक्रिया के अनुपात या दक्षता को मापती है। वे बस से संबंधित हैं
या
उदाहरण के लिए, 5 के ईरोईआई के साथ एक प्रक्रिया दी गई, ऊर्जा की 1 इकाई का विस्तार 4 इकाइयों की शुद्ध ऊर्जा लाभ पैदा करता है। ब्रेक-इवेंट पॉइंट 1 के ईआरईईआई या 0 के शुद्ध ऊर्जा लाभ के साथ होता है। इस ब्रेक-इवेंट पॉइंट तक पहुंचने का समय ऊर्जा पेबैक अवधि (ईपीपी) या ऊर्जा भुगतान समय (ईपीबीटी) कहा जाता है।
कम कार्बन शक्ति
फोटोवोल्टिक
मुद्दा अभी भी कई अध्ययनों का विषय है, जंगली रूप से अलग जवाब दे रहा है, और अकादमिक तर्क को प्रेरित करता है। यह मुख्य रूप से इसलिए है क्योंकि “निवेशित ऊर्जा” गंभीर रूप से प्रौद्योगिकी, पद्धति, और सिस्टम सीमा धारणाओं पर निर्भर करती है, जिसके परिणामस्वरूप अधिकतम 2000 किलोवाट / एम² मॉड्यूल क्षेत्र से कम से कम 300 किलोवाट / वर्ग मीटर तक 585 के औसत मूल्य के साथ होता है मेटा-स्टडी के अनुसार केडब्ल्यूएच / एम²।
आउटपुट के संबंध में, यह स्पष्ट रूप से सिस्टम को न केवल स्थानीय विद्रोह पर निर्भर करता है, इसलिए धारणाएं की जानी चाहिए।
कुछ अध्ययन (नीचे देखें) में उनके विश्लेषण में शामिल है कि फोटोवोल्टिक बिजली का उत्पादन करता है, जबकि निवेशित ऊर्जा निम्न ग्रेड प्राथमिक ऊर्जा हो सकती है।
सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि यहां तक कि सबसे निराशावादी अध्ययन भी एक स्थापना के लिए 1 से अधिक ईरोई (या, भुगतान समय में, औसत जीवनकाल से कम) में समाप्त होते हैं।
नवीकरणीय और सतत ऊर्जा समीक्षाओं में 2015 की समीक्षा ने ऊर्जा भुगतान के समय और सौर फोटोवोल्टिक्स के ईआरओआई का आकलन किया। इस अध्ययन में, जो 1700 / केडब्ल्यूएच / एम² / वर्ष और 30 साल के सिस्टम जीवनकाल के विद्रोह का उपयोग करता है, मतलब 8.7 और 34.2 के बीच सामंजस्यपूर्ण ईआरओआई पाया गया। औसत सामंजस्यपूर्ण ऊर्जा भुगतान समय 1.0 से 4.1 वर्ष तक भिन्न होता है। एक समीक्षा पिकर्ड रिपोर्ट EROEI अनुमान है कि मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन फोटोवोल्टिक्स के लिए 2.2 से 8.8 की सीमा में चार समूहों द्वारा अनुमान लगाया गया है।राउगी, फुलाना-ए-पामर और फिथेकिस ने दक्षिण यूरोपीय प्रतिष्ठानों में प्रमुख व्यावसायिक पीवी प्रकारों के लिए 5.9 से 11.8 और 1 9 से 3 9 की सीमा में ईआरईईआई पाया। निम्न सीमा मानती है कि प्राथमिक ऊर्जा और बिजली एक ही गुणवत्ता के हैं, जबकि उच्च श्रेणी (1 9 -39) की गणना पीवी के बिजली उत्पादन को प्राथमिक ऊर्जा में परिवर्तित करके आईईए पीवीपीएस कार्य 12 एलसीए पद्धति दिशानिर्देशों द्वारा अनुशंसित की जाती है, लिखो। इसके अलावा, फिथेकिस ने यूएस दक्षिणपश्चिम में कम से कम ऊर्जा उपभोग करने वाली पतली फिल्म पीवी प्रौद्योगिकी प्रतिष्ठानों के लिए ईआरईईआई 60 के रूप में उच्च निर्धारित किया।
पवन टरबाइन
पवन टर्बाइनों का ईआरओआई टर्बाइन, उत्पादित ऊर्जा और टरबाइन के जीवन काल में निवेशित ऊर्जा पर निर्भर करता है। वैज्ञानिक साहित्य में ईआरओआई आमतौर पर 20 से 50 के बीच भिन्न होते हैं।
आर्थिक प्रभाव
उच्च प्रति व्यक्ति ऊर्जा उपयोग वांछनीय माना जाता है क्योंकि यह ऊर्जा-केंद्रित मशीनों के आधार पर जीवन स्तर के उच्च स्तर से जुड़ा हुआ है। एक समाज आम तौर पर सबसे ज्यादा उपलब्ध ईरोईआई ऊर्जा स्रोतों का फायदा उठाएगा, क्योंकि ये कम से कम प्रयास के लिए सबसे अधिक ऊर्जा प्रदान करते हैं। यह डेविड रिकार्डो के सबसे अच्छे सिद्धांत का एक उदाहरण है। फिर धीरे-धीरे निम्न गुणवत्ता वाले अयस्क या ऊर्जा संसाधनों का उपयोग किया जाता है क्योंकि उच्च गुणवत्ता वाले लोग या तो थक जाते हैं या उपयोग में होते हैं, उदाहरण के लिए, पवन टरबाइन हवादार क्षेत्रों में स्थित होते हैं।
जीवाश्म ईंधन के संबंध में, जब तेल मूल रूप से खोजा गया था, तो तेल के लगभग 100 बैरल तेल खोजने, निकालने और प्रक्रिया करने के लिए तेल की औसतन एक बैरल ली गई। संयुक्त राज्य अमेरिका में जीवाश्म ईंधन की खोज के लिए अनुपात, पिछली शताब्दी में 1 9 1 9 में लगभग 1000: 1 से घटकर 2010 में केवल 5: 1 हो गया है।
यद्यपि ऊर्जा स्रोत पदार्थ के कई गुण (उदाहरण के लिए तेल ऊर्जा-घन और परिवहन योग्य है, जबकि हवा परिवर्तनीय है), जब अर्थव्यवस्था के लिए ऊर्जा के मुख्य स्रोतों का ईआरईईई गिर जाता है तो ऊर्जा प्राप्त करना अधिक कठिन हो जाता है और इसकी सापेक्ष कीमत बढ़ जाती है । इसलिए, ऊर्जा विकल्पों की तुलना करते समय ईआरईईआई को महत्व प्राप्त होता है। चूंकि ऊर्जा प्राप्त करने के लिए ऊर्जा के व्यय के लिए उत्पादक प्रयास की आवश्यकता होती है, क्योंकि ईरोईआई गिरती है अर्थव्यवस्था की बढ़ती अनुपात को शुद्ध ऊर्जा की मात्रा प्राप्त करने के लिए समर्पित होना चाहिए।
कृषि के आविष्कार के बाद, मनुष्यों ने मानव मांसपेशी शक्ति को गुणा करने के लिए ऊर्जा के एक्सोजेनस स्रोतों का तेजी से उपयोग किया है। कुछ इतिहासकारों ने इसे बड़े पैमाने पर अधिक आसानी से शोषित (यानी उच्च ईआरईईआई) ऊर्जा स्रोतों के लिए जिम्मेदार ठहराया है, जो ऊर्जा दासों की अवधारणा से संबंधित है। थॉमस होमर-डिक्सन का तर्क है कि बाद के रोमन साम्राज्य में गिरने वाली ईरोई पांचवी शताब्दी सीई में पश्चिमी साम्राज्य के पतन के कारणों में से एक था। “उल्टा के नीचे” में वह सुझाव देता है कि ईआरईईआई विश्लेषण सभ्यताओं के उदय और पतन के विश्लेषण के लिए आधार प्रदान करता है। रोमन साम्राज्य की अधिकतम सीमा को देखते हुए, (60 मिलियन) और इसका तकनीकी आधार रोम का कृषि आधार गेहूं के लिए लगभग 1:12 प्रति हेक्टेयर और अल्फाल्फा के लिए 1:27 था (बैल के लिए 1: 2.7 उत्पादन देना)। इसके बाद प्रति व्यक्ति लगभग 2,500-3,000 कैलोरी के आधार पर रोमन साम्राज्य की आबादी की गणना करने के लिए इसका उपयोग कर सकते हैं। यह लगभग अपनी ऊंचाई पर खाद्य उत्पादन के क्षेत्र के बराबर आता है। लेकिन पारिस्थितिक क्षति (वनों की कटाई, विशेष रूप से दक्षिणी स्पेन, दक्षिणी इटली, सिसिली और विशेष रूप से उत्तर अफ्रीका में मिट्टी की उर्वरता हानि) ने दूसरी शताब्दी में शुरू होने वाली प्रणाली में एक पतन देखा, क्योंकि ईरोईई गिरना शुरू हो गया था। यह 1084 में तब्दील हो गया जब रोम की आबादी, जो 15 लाख पर ट्राजन के नीचे चली गई थी, केवल 15,000 थी। साक्ष्य भी माया और कम्बोडियन पतन के चक्र को फिट करता है। जोसेफ टेंटर का सुझाव है कि ईरोईआई के घटते रिटर्न जटिल समाजों के पतन का मुख्य कारण है, यह सुझाव दिया गया है कि शुरुआती समाजों में चोटी की लकड़ी के कारण यह सुझाव दिया गया है। उच्च गुणवत्ता वाले जीवाश्म ईंधन संसाधनों को कम करने के कारण ईआरईईआई गिरने से औद्योगिक अर्थव्यवस्थाओं के लिए एक मुश्किल चुनौती बन गई है, और संभवतः आर्थिक उत्पादन में कमी आ सकती है और अवधारणा को चुनौती दे सकती है (जो हाल ही में आर्थिक परिप्रेक्ष्य से माना जाता है)।
टिम गेटेट ऐतिहासिक दुनिया ऊर्जा खपत (वाट्स) और एकत्रित वैश्विक संपत्ति (यूएस डॉलर) के थर्मोडायनामिक विश्लेषण के आधार पर सीधे ईआरईईआई और मुद्रास्फीति को जोड़ता है। यह आर्थिक विकास मॉडल इंगित करता है कि वैश्विक ईआरईईआई एक निश्चित समय अंतराल पर वैश्विक मुद्रास्फीति के विपरीत है। चूंकि मॉडल दुनिया भर में आपूर्ति श्रृंखला को जोड़ता है, स्थानीय ईरोईआई इसके दायरे से बाहर है।
ऑइल सैंड
चूंकि तेल रेत (बिटुमेन) से तेल उत्पादन के लिए आवश्यक अधिकांश ऊर्जा अपग्रेडिंग प्रक्रिया से अलग मूल्यों के अंशों से आती है, ईआरईईआई की गणना करने के दो तरीके हैं, केवल बाहरी ऊर्जा इनपुट पर विचार करके उच्च मूल्य और निम्न द्वारा स्वयं उत्पन्न सहित सभी ऊर्जा इनपुट पर विचार करना। “तेल रेत के निष्कर्षण से ऐतिहासिक ऊर्जा रिटर्न में रुझानों की जांच के लिए 1 9 70 से 2010 तक तेल रेत उत्पादकों द्वारा सूचित विस्तृत ऊर्जा उत्पादन और खपत डेटा का उपयोग किया गया।” उन्होंने तर्क दिया कि 2010 तक, तेल रेत खनन और सीटू परिचालनों में एनईआर (शुद्ध ऊर्जा रिटर्न) 1 9 70 से काफी अधिक ऊर्जा कुशल बन गया था हालांकि एनईआर पारंपरिक तेल उत्पादन की तुलना में काफी कम कुशल रहा। तेल रेत से एनईआर, 1 99 70 में “1.0 जीजे / जीजे (पूरी तरह से सनकोर खनन ऑपरेशन से) 1 99 0 में 2.95 जीजे / जीजे और 2010 में 5.23 जीजे / जीजे तक बढ़ी।”
टीआरई / ईआरईईआई अवधारणा का आर्थिक प्रभाव
कुछ लोगों द्वारा उच्च ऊर्जा खपत को वांछनीय माना जाता है कि यह जीवन स्तर के उच्च मानक (स्वयं ऊर्जा-गहन मशीनों के उपयोग के आधार पर) से जुड़ा हुआ है।
आम तौर पर, एक कंपनी उच्चतम संभावित टीआरई से लाभ प्राप्त ऊर्जा स्रोतों का पक्ष लेती है, क्योंकि वे कम से कम प्रयास के लिए अधिकतम ऊर्जा प्रदान करते हैं। ऊर्जा के गैर नवीकरणीय स्रोतों के साथ, उच्च गुणवत्ता वाले स्रोतों की कमी के कारण, कम ईआरआर वाले स्रोतों की दिशा में क्रमिक बदलाव होता है।
इस प्रकार, जब तेल को ऊर्जा के स्रोत के रूप में उपयोग करना शुरू किया गया, तो लगभग एक बैरल औसत 100 बैरल खोजने, निकालने और परिशोधित करने के लिए पर्याप्त था। पिछली शताब्दी के दौरान इस अनुपात में 1 बैरल उपभोग (और सऊदी अरब में एक के लिए 10 के लिए उपयोग करने योग्य बैरल के स्तर तक पहुंचने के लिए तेजी से गिरावट आई है)।
किसी भी ऊर्जा स्रोत के गुण जो भी हो (उदाहरण के लिए, तेल ऊर्जा का एक ध्यान है जो परिवहन के लिए आसान है, जबकि पवन ऊर्जा अस्थायी है), जैसे ही मुख्य ऊर्जा स्रोतों का ईआरआर कम हो जाता है, ऊर्जा प्राप्त करना कठिन हो जाता है और इसलिए इसकी कीमत बढ़ जाती है।
आग की खोज के बाद से, मनुष्यों ने मांसपेशियों की ताकत बढ़ाने और जीवन स्तर के स्तर में सुधार के लिए ऊर्जा के एक्सोजेनस स्रोतों का तेजी से उपयोग किया है।
कुछ इतिहासकारों ने ऊर्जा स्रोतों (यानी, बेहतर टीआरई से लाभान्वित) के आसान शोषण के लिए जीवन की गुणवत्ता में सुधार को जिम्मेदार ठहराया है। यह “ऊर्जा दास” की अवधारणा में अनुवाद करता है।
रिटर्न की यह दर निकोलस जॉर्जेस्कु-रोगेन द्वारा अपने विभिन्न कार्यों में मुख्य रूप से उनके ऊर्जा “ऊर्जा और आर्थिक मिथकों” में रखी गई ऊर्जा बाधा के स्पष्टीकरण तत्वों में से एक है।
थॉमस होमर-डिक्सन से पता चलता है कि रोमन साम्राज्य के आखिरी वर्षों में टीएआर की गिरावट वीवी शताब्दी ईस्वी में पश्चिमी साम्राज्य के पतन के कारणों में से एक थी। जे – सी। अपनी पुस्तक द अपसाइड ऑफ डाउन (फ्रांसीसी टू डेट में अनुवाद नहीं) में, वह सुझाव देते हैं कि टीआरई आंशिक रूप से सभ्यताओं के विस्तार और गिरावट को समझाता है।रोमन साम्राज्य के अधिकतम विस्तार (60 मिलियन निवासियों) के समय, कृषि वस्तुओं को गेहूं के लिए 12: 1 प्रति हेक्टेयर और अल्फल्फा के लिए 27: 1 के अनुपात से प्रभावित किया गया था (जिसने गोमांस के उत्पादन के लिए 2.7 / 1 का अनुपात दिया था )। इसके बाद हम इसकी गणना कर सकते हैं, प्रति दिन 2500 से 3000 कैलोरी का आधार दिया गया है और प्रति व्यक्ति, उपलब्ध अधिकांश कृषि क्षेत्र साम्राज्य के नागरिकों को खिलाने के लिए समर्पित था। लेकिन पारिस्थितिकीय क्षति, वनों की कटाई, विशेष रूप से दक्षिणी स्पेन, दक्षिणी इटली और उत्तरी अफ्रीका, ई शताब्दी ईस्वी ईस्वी में मिट्टी की प्रजनन क्षमता में गिरावट 1084 में मंजिल पर पहुंच गई थी, उस समय रोम की आबादी 15 000 तक गिर गई थी, जहां यह ट्राजन 1.5 के नीचे चली गई थी। दस लाख। यह वही तर्क माया सभ्यता के पतन और अंगकोर के खमेर साम्राज्य के पतन पर भी लागू होता है। यूसुफ टेंटर भी इसी तरह मानते हैं कि टीएआर गिरावट जटिल समाजों के पतन का एक प्रमुख कारण है।
गैर-नवीकरणीय संसाधनों की कमी में ईआरआर का पतन आधुनिक अर्थव्यवस्थाओं के लिए एक चुनौती है।
ईरोई की आलोचना
ईआरईईआई की गणना ऊर्जा इनपुट द्वारा ऊर्जा उत्पादन को विभाजित करके की जाती है, हालांकि शोधकर्ता ऊर्जा इनपुट को सटीक रूप से निर्धारित करने के तरीके से असहमत हैं और इसलिए ऊर्जा के उसी स्रोत के लिए अलग-अलग संख्याओं के साथ आते हैं। इसके अलावा, इनपुट की ऊर्जा का रूप आउटपुट से पूरी तरह अलग हो सकता है। उदाहरण के लिए, इथेनॉल के उत्पादन में कोयले के रूप में ऊर्जा का उपयोग किया जा सकता है। इसमें एक से कम की ईआरईईआई हो सकती है, लेकिन तरल ईंधन के लाभों के कारण अभी भी वांछनीय हो सकता है (माना जाता है कि लेटर का निष्कर्षण और परिवर्तन की प्रक्रियाओं में उपयोग नहीं किया जाता है)।
ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए इस्तेमाल होने वाले उपकरणों की आपूर्ति श्रृंखला में जांच कितनी गहरी होनी चाहिए? उदाहरण के लिए, यदि स्टील का उपयोग तेल के लिए ड्रिल करने या परमाणु ऊर्जा संयंत्र बनाने के लिए किया जा रहा है, तो स्टील के ऊर्जा इनपुट को ध्यान में रखा जाना चाहिए, क्या इस्पात बनाने के लिए इस्तेमाल होने वाले कारखाने के निर्माण में ऊर्जा इनपुट को ध्यान में रखा जाना चाहिए और परिशोधित? क्या सामानों को नौकायन करने के लिए उपयोग की जाने वाली सड़कों का ऊर्जा इनपुट ध्यान में रखा जाना चाहिए? स्टीलवर्कर के नाश्ते को पकाते हुए ऊर्जा के बारे में क्या? ये सरल प्रश्नों को छोड़कर जटिल प्रश्न हैं। एक पूर्ण लेखांकन के लिए अवसर लागत के विचारों और इस आर्थिक गतिविधि की उपस्थिति और अनुपस्थिति में कुल ऊर्जा व्यय की तुलना करने की आवश्यकता होगी।
हालांकि, दो ऊर्जा स्रोतों की तुलना करते समय आपूर्ति श्रृंखला ऊर्जा इनपुट के लिए एक मानक अभ्यास अपनाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, स्टील पर विचार करें, लेकिन आपूर्ति श्रृंखला में पहले स्तर की तुलना में कारखानों में निवेश की गई ऊर्जा पर विचार न करें।
निवेश की गई ऊर्जा पर ऊर्जा की वापसी समय के कारक को ध्यान में रखती नहीं है। सौर पैनल बनाने में निवेश की गई ऊर्जा ने कोयले जैसे उच्च ऊर्जा स्रोत से ऊर्जा का उपभोग किया हो सकता है, लेकिन वापसी बहुत धीरे-धीरे होती है, यानी कई सालों से। यदि सापेक्ष मूल्य में ऊर्जा बढ़ रही है तो इसे देरी रिटर्न का पक्ष लेना चाहिए। कुछ का मानना है कि इसका मतलब है कि ईआरईईआई उपाय को परिष्कृत किया जाना चाहिए।
परंपरागत आर्थिक विश्लेषण में अंतिम आउटपुट के उत्पादन में बनाए गए अपशिष्ट उत्पादों के विचार के लिए कोई औपचारिक लेखा नियम नहीं है। उदाहरण के लिए, इथेनॉल के उत्पादन में उत्पन्न अपशिष्ट उत्पादों पर रखे गए विभिन्न आर्थिक और ऊर्जा मूल्यों से इस ईंधन के वास्तविक ईरोई की गणना बेहद मुश्किल हो जाती है।
ईरोई केवल एक विचार है और ऊर्जा नीति में सबसे महत्वपूर्ण नहीं हो सकता है। ऊर्जा स्वतंत्रता (सीमित प्राकृतिक संसाधनों के लिए अंतर्राष्ट्रीय प्रतिस्पर्धा को कम करना), ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन (कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य सहित) की कमी, और affordability अधिक महत्वपूर्ण हो सकता है, खासकर माध्यमिक ऊर्जा स्रोतों पर विचार करते समय।जबकि एक देश का प्राथमिक ऊर्जा स्रोत टिकाऊ नहीं है जब तक कि इसकी प्रतिस्थापन दर से कम या उसके बराबर उपयोग दर न हो, वही माध्यमिक ऊर्जा आपूर्ति के लिए भी सच नहीं है। प्राथमिक ऊर्जा स्रोत से कुछ ऊर्जा अधिशेष का उपयोग माध्यमिक ऊर्जा स्रोतों जैसे कि परिवहन के लिए ईंधन बनाने के लिए किया जा सकता है।
रिचर्ड्स और वाट ने फोटोवोल्टिक सिस्टम के लिए ईरोईआई के विकल्प के रूप में ऊर्जा उत्पादन अनुपात का प्रस्ताव दिया (जिसे वे ऊर्जा रिटर्न फैक्टर के रूप में संदर्भित करते हैं)। अंतर यह है कि यह प्रणाली के डिजाइन जीवनकाल का उपयोग करता है, जो वास्तविक जीवनकाल की बजाय अग्रिम में जाना जाता है। इसका यह भी अर्थ है कि इसे बहु-घटक प्रणालियों में अनुकूलित किया जा सकता है जहां घटकों के अलग-अलग जीवनकाल होते हैं।
ईआरओआई के साथ एक और मुद्दा यह है कि कई अध्ययनों से निपटने का प्रयास यह है कि लौटाई गई ऊर्जा विभिन्न रूपों में हो सकती है, और इन रूपों में अलग उपयोगिता हो सकती है। उदाहरण के लिए, बिजली के निचले एन्ट्रॉपी के कारण बिजली को तापीय ऊर्जा की तुलना में अधिक कुशलता से परिवर्तित किया जा सकता है।
अतिरिक्त ईरोई गणना
तीन प्रमुख विस्तारित ईरोई गणनाएं हैं, वे उपयोग, विस्तारित और सामाजिक बिंदु हैं। उपयोग बिंदु प्वाइंट परिष्करण प्रक्रिया के दौरान ईंधन को परिष्कृत करने और परिवहन करने की लागत को शामिल करने के लिए गणना का विस्तार करता है। चूंकि यह अधिक उत्पादन प्रक्रिया को शामिल करने के लिए गणना की सीमाओं का विस्तार करता है EROEI घट जाएगा। विस्तारित ईआरईईआई में उपयोग के विस्तार के बिंदु के साथ-साथ एक बार परिष्कृत ऊर्जा या ईंधन के परिवहन के लिए आवश्यक बुनियादी ढांचे को बनाने की लागत भी शामिल है। सोसाइटी ईआरओआई समाज या राष्ट्र में उपयोग किए जाने वाले सभी ईंधन के सभी ईआरईईई का योग है। एक सामाजिक ईआरओआई की गणना कभी नहीं की गई है और शोधकर्ताओं का मानना है कि गणना पूरी करने के लिए आवश्यक सभी चरों को जानना असंभव हो सकता है, लेकिन कुछ देशों के लिए अनुमानों का प्रयास किया गया है। घरेलू उत्पादित और आयातित ईंधन के लिए सभी ईआरओईआई को संक्षेप में गणना और मानव विकास सूचकांक (एचडीआई) के परिणाम की तुलना करके गणना, एक उपकरण अक्सर समाज में कल्याण को समझने के लिए उपयोग किया जाता है। इस गणना के मुताबिक, समाज के लिए उपलब्ध ऊर्जा की मात्रा उस देश में रहने वाले लोगों के लिए जीवन की गुणवत्ता को बढ़ाती है और कम ऊर्जा वाले देशों के लिए भी नागरिकों की बुनियादी जरूरतों को पूरा करने में कठिन समय होता है। यह कहना है कि सामाजिक ईआरओआई और जीवन की समग्र गुणवत्ता बहुत निकटता से जुड़ी हुई है।
ESOEI
ESOEI (या ESOIe) का उपयोग तब किया जाता है जब EROEI नीचे है। “ESOIe भंडारण उपकरण के जीवनकाल में संग्रहीत विद्युत ऊर्जा का अनुपात है जो डिवाइस बनाने के लिए आवश्यक विद्युत ऊर्जा की मात्रा तक है।”
| भंडारण प्रौद्योगिकी | ESOEI |
|---|---|
| लेड एसिड बैटरी | 5 |
| जिंक ब्रोमाइड बैटरी | 9 |
| वैनेडियम रेडॉक्स बैटरी | 10 |
| नास बैटरी | 20 |
| लिथियम आयन बैटरी | 32 |
| पंप हाइड्रोइलेक्ट्रिक भंडारण | 704 |
| संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण | 792 |
तेजी से विकास के तहत EROEI
एक संबंधित हालिया चिंता ऊर्जा नरभक्षण है जहां जलवायु तटस्थता की मांग होने पर ऊर्जा प्रौद्योगिकियों की सीमित वृद्धि दर हो सकती है। कई ऊर्जा प्रौद्योगिकियां जीवाश्म ईंधन और संगत ग्रीन हाउस गैस उत्सर्जन के महत्वपूर्ण खंडों को बदलने में सक्षम हैं। दुर्भाग्यवश, न तो मौजूदा जीवाश्म ईंधन ऊर्जा प्रणाली का भारी पैमाने और न ही इन प्रौद्योगिकियों की आवश्यक वृद्धि दर बढ़ते उद्योग के लिए उत्पादित शुद्ध ऊर्जा द्वारा लगाई गई सीमाओं के भीतर अच्छी तरह से समझी जाती है। इस तकनीकी सीमा को ऊर्जा नरभक्षण के रूप में जाना जाता है और यह उस प्रभाव को संदर्भित करता है जहां पूरे ऊर्जा उत्पादन या ऊर्जा दक्षता उद्योग की तीव्र वृद्धि मौजूदा ऊर्जा संयंत्रों या उत्पादन संयंत्रों की ऊर्जा का उपयोग (या cannibalizes) ऊर्जा की आवश्यकता पैदा करती है।
सौर ब्रीडर इन समस्याओं में से कुछ पर विजय प्राप्त करता है। एक सौर ब्रीडर एक फोटोवोल्टिक पैनल विनिर्माण संयंत्र है जिसे अपने स्वयं के पैनलों का उपयोग करके अपनी छत से निकाली गई ऊर्जा का उपयोग करके ऊर्जा-स्वतंत्र बनाया जा सकता है। ऐसा पौधा न केवल ऊर्जा आत्मनिर्भर हो जाता है बल्कि नई ऊर्जा का एक प्रमुख आपूर्तिकर्ता बनता है, इसलिए नाम सौर ब्रीडर होता है। इस अवधारणा पर शोध सेंटर फॉर फोटोवोल्टिक इंजीनियरिंग, न्यू साउथ वेल्स विश्वविद्यालय, ऑस्ट्रेलिया द्वारा आयोजित किया गया था। रिपोर्ट की गई जांच सौर ब्रीडर के लिए कुछ गणितीय संबंध स्थापित करती है जो स्पष्ट रूप से इंगित करती है कि अनिश्चित भविष्य के लिए इस तरह के पौधे से बड़ी मात्रा में शुद्ध ऊर्जा उपलब्ध है। फ्रेडरिक, मैरीलैंड में सौर मॉड्यूल प्रसंस्करण संयंत्र मूल रूप से ऐसे सौर ब्रीडर के रूप में योजनाबद्ध था। 200 9 में जापान की साइंस काउंसिल ने सहारा सौर ब्रीडर परियोजना का प्रस्ताव जापान और अल्जीरिया के बीच 30 वर्षों के भीतर सैकड़ों जीडब्ल्यू क्षमता बनाने के अत्यधिक महत्वाकांक्षी लक्ष्य के साथ सहयोग के रूप में प्रस्तावित किया था। किसी भी प्रकार के सैद्धांतिक रूप से प्रजनकों को विकसित किया जा सकता है। व्यावहारिक रूप से, परमाणु ब्रीडर रिएक्टर एकमात्र बड़े पैमाने पर प्रजनकों हैं जिन्हें 2014 के रूप में 600 मेगावाट बीएन -600 और 800 मेगावाट बीएन -800 रिएक्टर के साथ बनाया गया है, जो ऑपरेशन में दो सबसे बड़े हैं।
| Eroi (हमारे लिए) | ईंधन |
|---|---|
| 1.3 | बायोडीजल |
| 3.0 | बिटुमेन टैर रेत |
| 80.0 | कोयला |
| 1.3 | इथेनॉल मकई |
| 5.0 | इथेनॉल गन्ना |
| 100.0 | हाइड्रो |
| 35.0 | तेल आयात 1 99 0 |
| 18.0 | तेल आयात 2005 |
| 12.0 | तेल आयात 2007 |
| 8.0 | तेल की खोज |
| 20.0 | तेल उत्पादन |
| 10.0 | प्राकृतिक गैस 2005 |
| 2.6-6.9 (बाहरी) 1.1-1.8 (नेट) | तेल शेल (सतह खनन / पूर्व सीटू) |
| 2.4-15.8 (बिजली, बाहरी) 1.2-1.6 (बिजली, शुद्ध) 6-7 (थर्मल, बाहरी) | तेल शेल (सीटू में) |
| 105 | परमाणु (केन्द्रापसारक संवर्द्धन) |
| 10.0 | परमाणु (प्रसार संवर्धन के साथ – अप्रचलित) |
| 2000 (अनुमान) | दोहरी द्रव पिघला हुआ नमक – पिघला हुआ नेतृत्व परमाणु |
| 30.0 | तेल और गैस 1 9 70 |
| 14.5 | तेल और गैस 2005 |
| 6.8 | फोटोवोल्टिक |
| 5.0 | शेल तेल |
| 1.6 | सौर्य संग्राहक |
| 1.9 | सौर फ्लैट प्लेट |
| 19 | सीएसपी इलेक्ट्रिक |
| 18.0 | हवा |
| 9.5 | भू-तापीय (गर्म पानी के हीटिंग के बिना) |
| 32.4 | भू-तापीय (गर्म पानी के हीटिंग के साथ) |