일차 에너지
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1. 개요
일차 에너지는 자연에서 직접 얻을 수 있는 에너지원으로, 에너지 캐리어로 변환되어 사용된다. 화석 연료, 광물 연료, 태양 에너지, 풍력 에너지, 바이오매스 등 다양한 형태가 있으며, 비재생 에너지와 재생 에너지로 분류된다. 1차 에너지는 에너지 시스템 구성 요소를 거쳐 전기, 연료, 수소 연료 등으로 변환되며, 변환 과정에서 열역학적 한계와 변환 효율의 차이가 발생한다. 1차 에너지 사용은 환경 문제와 관련되며, 에너지 사고로 인한 사망 사고도 발생할 수 있다.
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| 일차 에너지 | |
|---|---|
| 개요 | |
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| 정의 | |
| 정의 | 인간의 전환 과정이 없는 에너지 형태 |
| 관련 정보 | |
| 관련 용어 | 내포 에너지 |
| 관련 문서 | 세계적인 에너지 공급 |
2. 에너지원의 종류와 변환
1차 에너지원은 에너지 변환 과정을 거쳐 전기 에너지, 정제된 연료, 수소 연료와 같이 사회에서 직접 사용할 수 있는 더 편리한 형태의 에너지로 변환된다. 에너지 분야에서는 이러한 형태를 에너지 캐리어라고 부르며, 에너지 통계에서 "2차 에너지"의 개념에 해당한다.
열역학 법칙에 따르면, 1차 에너지원은 생산될 수 없다. 에너지 캐리어의 생산을 위해서는 사회가 사용할 수 있는 1차 에너지원이 필요하다.[5]
변환 효율은 다양하다. 열에너지, 전기, 기계적 일 생산의 경우 카르노 정리에 의해 효율이 제한되며, 많은 폐열을 발생시킨다. 반면, 풍력 발전과 같이 비열 변환은 더 효율적일 수 있다. 예를 들어, 풍력 터빈은 바람의 모든 에너지를 포착하지는 않지만, 높은 변환 효율을 가지며 폐열을 거의 발생시키지 않는다. 원리적으로 태양광 발전 변환은 매우 효율적일 수 있지만, 현재의 변환은 좁은 파장 범위에서만 잘 수행될 수 있으며, 태양열 발전은 카르노 효율 제한을 받는다. 수력 발전 또한 매우 효율적으로 에너지를 변환한다. 사용 가능한 에너지의 양은 시스템의 엑서지이다.
