Энергоноситель

Энергоноси́тель (англ. — energy carrier, лат. — industria carrier) — это вид ресурсов природного и искусственного происхождения, являющихся источниками энергии (разнообразные типы газа, угля, нефтяной продукции, ядерное топливо, водород, древесина и т.п.), которые впоследствии могут быть преобразованы в другие формы, такие как механическая работа, тепло и другие формы.

Энергоносители могут находиться в различных агрегатных состояниях либо иных формах материи (плазма, поле, излучение и т.д.). К ним так же относятся пружины, электрические батареи, конденсаторы, сжатый воздух, падающая и текущая вода и др. Энергоносители не производят энергию, они просто содержат энергию, передаваемую другой системой.

Некоторые виды энергоносителей (солнечное излучение, падающая вода и ветер указаны символами).

По своей природе энергоносители разделяются на первичные и вторичные. Согласно законам термодинамики первичные энергоносители, такие как солнечное излучение, природный газ и им подобные, не могут быть искусственно созданы, в отличие от вторичных, таких как ядерное топливо, торфяные брикеты, флотский мазут и т.д.

Классификация энергоносителей

Согласно требованиям Департамента по экономическим и социальным вопросам (ДЭСВ) ООН, все энергоносители и энергетические товары должны быть точно определены в соответствии с принятыми в международном масштабе стандартами.

Энергоносители классифицируются по категориям, по СМКЭП (Стандартная международная классификация энергетических продуктов), по удельному весу и плотности в градусах API, или другим параметрам и стандартам (ГОСТы, ISO и др.). Энергоносители и энергетические товары измеряются по их массе или весу, объему теплопроводной способности, мощности и работе.

По категориям энергоносителей

Статистическим отделом ДЭСВ ООН определены 5 категорий энергоносителей:

Твердые топлива

• каменный уголь
• бурый уголь или лигнит
• торф
• брикетное топливо
• буроугольные брикеты
• торфяные брикеты
• кокс
• буроугольный кокс
• горючий сланец
• битуминозные пески
• битумы
• сверхтяжелые виды сырой нефти (более 1000 кг/м3)

Жидкие топлива

• сырая нефть
• спирт (этанол, метанол)
• жидкие вещества, полученные из природного газа
• заводской конденсат
• бензин из промысловых газов
• нефтепродукты (получаемые путем перегонки и крекинга, за исключением продуктов полученных из природного газа, угля, лигнита и их производных)
• авиационный бензин
• автомобильный бензин
• топливо для реактивных двигателей (смесь керосина и бензина или лигроина, отгоняемая при температуре 100-250°С)
• керосин
• газойль
• остаточное мазутное топливо (мазут)
• сжиженный нефтяной газ (СНГ)
• промышленный газ
• сырьевые продукты (полученные из сырой нефти)
• нафта (соотношение углерода и водорода 84:14 или 84:16)
• уайт-спирит
• смазочные масла
• битум
• нефтяной парафин
• нефтяной кокс
• другие нефтяные продукты (включая частично переработанные и не отнесенные к другим категориям)

Газообразные топлива

• природный газ
• газогенераторный газ
• коксовый газ
• колошниковый газ

В энергетике энергоносители осуществляют связь с первичными источниками энергии.

• биогаз

Электроэнергия и другие виды энергии

• первичная электроэнергия
• производство урана
• пар и горячая вода

Традиционные виды энергии

• дрова
• древесный уголь
• жом сахарного тростника
• отходы растительного происхождения
• отходы животного происхождения (навоз и др. несушеные выделения животных, птиц и в т.ч. людей)
• другие отходы (виды энергии не определенные данным перечнем, такие как муниципальные отходы, отходы целюлозно-бумажной промышленности)

По СМКЭП

Классификация по СМКЭП состоит из четырех уровней называемых разделами (первый уровень), подразделами (второй уровень), группами (третий уровень) и подгруппами (четвертый уровень). Система кодирования состоит из четырехзначного числового кода, в котором первая цифра обозначает раздел, первые две цифры — подраздел, и так далее. Таким образом, все четыре цифры вместе обозначают конкретную подгруппу в классификации.

Пример:

Раздел 0 — Уголь

Подраздел 01 — Каменный уголь

Группа 012 — Битуминозный уголь

Подгруппа 0129 — Прочие битуминозные угли

Определение понятия энергоноситель согласно ГОСТ

По ГОСТ Р 53905-2010

- энергоноситель — вещество в различных агрегатных состояниях, запасенная энергия которого может быть использована для целей энергоснабжения;

- природный энергоноситель — энергоноситель, образовавшийся в результате природных процессов;

- произведенный энергоноситель — энергоноситель, полученный как продукт производственного технологического процесса.

По ГОСТ Р ИСО 857-1-2009

- энергоноситель — физическое явление, при котором образуется необходимая для сварки энергия путем передачи или путем превращения внутри детали(ей).

По ГОСТ Р 51380-99

- энергоноситель — вещество в различных агрегатных состояниях (твердое, жидкое, газообразное), либо иные формы материи (плазма, поле, излучение и т.д.), запасенная энергия которых может быть использована для целей энергоснабжения.

По ГОСТ Р ИСО 13600-2011

- энергоноситель — материя в виде вещества или поля, обладающая энергией, которая может быть использована для целей энергопотребления.

Определение понятия энергоноситель согласно ISO

Согласно ISO 13600 энергоноситель - это вещество или явление, которое можно использовать для производства механической работы или тепла, а также для управления химическими или физическими процессами. Это любая система или вещество, которые содержат энергию для преобразования в такую энергию, которую можно использовать в иное время или в ином месте.

Серия ISO 13600 (ISO 13600, ISO 13601 и ISO 13602 ) предназначена для использования в качестве инструментов для определения, описания, анализа и сравнения технических энергетических систем (TES) на микро- и макроуровнях.

Плотность энергии в некоторых энергоносителях

Основная статья: Плотность энергии

По массе:

• Водород: 33,3 кВтч / кг
• Природный газ: 13,9 кВтч / кг
• Бензин: 12,7 кВтч / кг

По объему:

• Бензин: 8760 кВтч / м³
• Природный газ (20 МПа): 2580 кВтч / м³
• Водород (жидкость): 2360 кВтч / м³
• Газообразный водород (20 МПа): 530 кВтч / м³
• Газообразный водород (нормальное давление): 3 кВтч / м³

См. также: Примеры первичных и вторичных энергоносителей.

Вещество или форма энергии	Плотность энергии в МДж / кг	Продукты и производные
Древесина	13-20	Пиломатериалы, пеллеты, бумага
Бурый уголь	28,47	Брикет, лигнитовый кокс
Каменный уголь	30-е	Энергетический уголь, кокс
Сырая нефть	42,8	Бензин, мазут, керосин, дизельное топливо, битум, пластмассы
Натуральный газ	30-50	Городской газ, СУГ
Растительное масло	36	RME (например, метиловый эфир рапса )

См. также

Энергия

Альтернативная энергетика

Возобновляемая энергия

Первичная энергия

Накопление энергии

Сила упругости

Внутренняя энергия

Гравитационная энергия

Механическая энергия

Ядерная энергия

Электромагнитная энергия

Энергия океана

Ветроэнергетика

Топливо

Литература

• М.В. Голицын, А.М. Голицын, Н.В. Пронина;. Альтернативные энергоносители. — "Наука", 2004. — 157 с. — ISBN 5-02-033065-5.
• Колокольцев С.Н. Природные энергоносители и углеродные материалы. Состав и строение. Современная классификация. Технологии производства и добыча. — КД Либроком, 2019. — 222 с. — ISBN 978-5-397-05656-4.
• Ушаков, В.Я. Возобновляемая и альтернативная энергетика: ресурсосбережение и защита окружающей среды. — Томск: СПБ Графикс, 2011. — 137 с. — ISBN 5-00-008099-8.

Ссылки

• Доклад Генерального Секретаря ООН: Роль науки, техники и инноваций в деле значительного увеличения доли возобновляемых источников энергии к 2030 году
• Гуртовцев А.Л., к.т.н., с.н.с.: Энергия, энергоресурсы и энергоносители. Основные понятия
• Кузнецов Е.А.: Роль энергоносителей в современной системе мирохозяйственных связей
• Хайке Грюнер: Характеристики энергоносителей при внедрении в теплоэнергетике, газификации, нефтеперерабатывающей и химической промышленности (англ.)