Energia întruchipată sau energia intrinsecă este cantitatea de energie consumată în timpul ciclului de viață al unui material sau produs: producție , extracție , transformare , fabricare , transport , depozitare , lucru , întreținere și, în cele din urmă , reciclare , cu excepția notabilă a utilizării . Energia gri este într-adevăr o energie ascunsă, indirectă, spre deosebire de energia legată de utilizare, pe care consumatorul o cunoaște sau o poate cunoaște cu ușurință. Fiecare dintre pașii menționați necesită energie, fie ea umană, animală, electrică, termică sau altfel. Prin cumularea tuturor energiilor consumate pe parcursul întregului ciclu de viață, putem măsura nevoia de energie a unui bun.
Afișarea energiei încorporate poate ghida sau informa alegerile de cumpărare, în special în vederea reducerii impactului asupra mediului .
În teorie, un echilibru energetic gri duce la acumularea de energie cheltuită în timpul:
Energia întrupată este un concept apropiat de energia întrupată, dar nu include energia necesară la sfârșitul vieții produsului.
Pentru Oficiul Federal Elvețian pentru Energie , energia încorporată este limitată la consumul de energie primară neregenerabilă.
Consumul mediu de energie al unei persoane franceze ar fi vizibil doar pentru un sfert: este consumul de energie în sensul clasic al termenului. Restul de trei sferturi corespund energiei cenușii, scăzută din vederea noastră și de care de cele mai multe ori nu suntem conștienți. Potrivit Oficiului Federal de Statistică al Germaniei , gospodăriile germane consumă energie direct până la 40% și consumă energie încorporată până la 60%.
Mai mult, în contextul globalizării , se dovedește că țările industrializate exportă energie întrupată către țări care nu sunt foarte industrializate sau care și-au pierdut secțiuni întregi din industria lor. Acesta este modul în care China a devenit în timp un important exportator de energie gri și chiar până la aproximativ 30% din producția sa de energie; Germania exportă de energie încorporată pentru Franța . În acest sens, deși emisiile de CO 2nu sunt direct legate de energia întruchipată (știm că, de fapt, există o corelație puternică între cele două), este simptomatic că, potrivit statisticilor oficiale ale guvernului francez, francezii emit opt tone de CO 2pe an și pe persoană. Dar dacă luăm în considerare emisiile legate de producția în străinătate a produselor pe care le consumă, emisiile de CO 2pe persoană franceză și pe an crește la douăsprezece tone, adică cu 50% mai mult decât cifra afișată anterior. Mai rău, dacă emisiile pe persoană și pe an produse în Franța au scăzut într-adevăr din 1990, când adăugăm emisiile legate de producția în străinătate a ceea ce se consumă în Franța, acestea au crescut de la aceeași dată. Scăderea aparentă a consumului de energie rezultă în primul rând dintr-o mutare a producției de produse utilizate în Franța.
O reducere foarte semnificativă a deșeurilor, așa cum se propune prin abordarea „ zero deșeuri ”, ar avea avantajul de a reduce energia încorporată. Tehnologiile reduse permit, de asemenea, reducerea energiei întrupate, tehnicile avansate , cum ar fi cele utilizate pentru a produce microcipuri, necesitând în schimb o cantitate mare de energie.
Învechirea planificată este o problemă gravă care trebuie rezolvată pentru a reduce nivelul ponderii energiei înglobate în consumul total de energie. Prietenii Pământului recomandă prelungirea duratei garanției legale de conformitate de la doi ani (așa cum se întâmplă cel mai adesea) la zece ani. Din punct de vedere industrial, având în vedere rata bună de returnare a energiei solare termice , ne putem imagina că fabricile care funcționează pe căldură solară sunt destinate unui viitor luminos. Pentru fabricile situate în regiuni în care este mai puțin soare, utilizarea cogenerării este esențială. În noul său scenariu actualizat, asociația negaWatt subliniază necesitatea de a reduce energia întrupată. Astfel, prevede dezvoltarea reciclării, precum și o reducere a ambalajelor.
Energia gri este exprimată în joule (și multiplii săi: kilojoule (kJ), megajoule (MJ), gigajoule (GJ)), adesea menționate la o unitate de masă ( kilogram ) pentru un material produs sau la suprafață ( metru pătrat ). Kilowați-oră (kWh), care este de 3,6 MJ , este de asemenea folosit pentru comoditate.
Industria construcțiilor folosește mai multe materiale în greutate decât orice altă industrie (Statele Unite).
Energia consumată în timpul ciclului de viață al unei clădiri poate fi împărțită în energie operațională, energie încorporată și energie de dezafectare. Energia operațională este necesară pentru încălzire , răcire , ventilație , iluminat , echipamente și aparate. Energia de dezafectare este energia utilizată pentru demolarea / deconstruirea clădirii și transportul materialelor demolate / recuperate la depozitele / centrele de reciclare . Pentru a produce inițial o clădire și a o menține pe durata de viață utilă, este necesară o energie încorporată neregenerabilă. Include energia utilizată pentru achiziționarea, prelucrarea și fabricarea materialelor de construcție , inclusiv orice transport legat de aceste activități (energie indirectă); energia utilizată pentru transportul produselor de construcție la locul și construirea clădirii (energie directă); și energia consumată pentru întreținerea, repararea, restaurarea, recondiționarea sau înlocuirea materialelor, componentelor sau sistemelor pe durata de viață a clădirii (energie recurentă). Clădirile consumă până la 40% din toată energia și contribuie cu până la 30% din emisiile globale anuale de gaze cu efect de seră .
Se credea până în anii 2000 că energia întruchipată era scăzută în comparație cu energia operațională. Prin urmare, eforturile până în prezent au fost reducerea energiei operaționale prin îmbunătățirea eficienței energetice a anvelopei clădirii. Cercetările au arătat că acest lucru nu este întotdeauna cazul. Energia întruchipată poate reprezenta echivalentul a câțiva ani de energie operațională. Consumul de energie operațional depinde de ocupanți, spre deosebire de energia încorporată, care este încorporată în materialele utilizate în construcții. Energia încorporată este suportată o singură dată (cu excepția întreținerii și renovării), în timp ce energia operațională se acumulează în timp și poate fluctua pe parcursul vieții clădirii. Potrivit cercetărilor din CSIRO australian, o casă medie conține aproximativ 1000 GJ de energie întrupată . Aceasta echivalează cu aproximativ 15 ani de utilizare normală a energiei operaționale. Pentru o casă care durează 100 de ani, aceasta reprezintă peste 10% din energia utilizată pe parcursul vieții sale.
Cunoașterea energiei întrupate într-o clădire face posibilă aprecierea presiunii pe care o exercită construcția sa asupra resurselor naturale. În casă, asociația negaWatt susține o utilizare mai mare a materialelor naturale, cum ar fi lemnul. Alții recomandă reabilitarea pământului brut. Energia încorporată a clădirilor este atât de mare încât asociația recomandă o reorientare a politicii, care constă în demolarea și apoi reconstruirea clădirilor slab izolate termic, către o altă politică mai concentrată pe renovarea termică a clădirilor existente. În standarde precum „ pasiv ” sau „ consum redus ”, performanța energetică a atins un nivel atât de mare încât nu mai este nevoie de energie pentru încălzire sau lumină. Miza se schimbă în acest tip de locuințe către energie încorporată, ceea ce reprezintă 25-50 de ani de consum al acestor clădiri .
Asociația negaWatt afirmă, de asemenea, că casa unifamilială nu mai este un model durabil. Proiectul Shift , în „planul său de transformare a economiei franceze”, propune, de asemenea, reducerea construcției de case unifamiliale.
Metalele și materialele plastice încorporează multă energie întruchipată. Produse care vin și de departe. Cele mai puțin procesate și consumate materiale apropiate de locul lor de producție conțin puțină energie întruchipată.
În clădire, pentru a minimiza energia cenușie, ne uităm în jurul locului de construcție pentru materiale vegetale (cânepă, lemn, paie, in, plută), animale (lână de oaie, pene de rață) sau minerale (pământ brut, pietre, pietricele).
Următoarele materiale au fost clasificate în ordine de la cea mai mică la cea mai lacomă în energia întruchipată:
Cu toate acestea, aceste materiale diferite nu sunt comparabile, deoarece utilizările și performanțele lor sunt diferite.
Date conform site-ului ecoconso.be.
Metale ConducteRata de returnare a energiei (ERR) este o măsură a energiei încorporate utilizate pentru a extrage energia dintr-o sursă primară. Energia finală consumată trebuie crescută cu un factor de pentru a obține energia întruchipată. Un ERR de opt înseamnă că o șapte din cantitatea de energie utilizabilă finală este cheltuită pentru a extrage energia respectivă.
Pentru a calcula corect energia încorporată, ar trebui luată în considerare energia necesară pentru construcția și întreținerea centralelor electrice, dar datele nu sunt întotdeauna disponibile pentru efectuarea acestui calcul.
Au fost efectuate bilanțuri energetice detaliate pentru a calcula energia încorporată a diferitelor surse de energie: de exemplu, energia încorporată a unei turbine eoliene de 1,5 MW în Danemarca a fost estimată la 32 575 GJ în larg și 14 091 GJ pe uscat, ceea ce oferă rentabilitate energetică ori de 3 luni, respectiv 2,6 luni.
În Franța, raportul dintre energia primară și electricitate (coeficientul de energie primară sau CEP) este de 2,58 (cifră stabilită printr-un decret în 2006), în timp ce în Germania , este doar 1, 8, datorită dezvoltării energiei regenerabile. Aceasta corespunde unei eficiențe termice de 38,8% în Franța, față de 55,5% în Germania. Ca orice coeficient stabilit pe baze parțial subiective, acest coeficient de 2,58 face obiectul criticilor, în special de Brice Lalonde . Eco-calculatorul Uniunii Internaționale a Căilor Ferate EcoPassenger anunță o eficiență de 29% pentru Franța și 36% pentru Germania pentru energia electrică utilizată în transportul feroviar, ceea ce duce la coeficienți de 3, 45 în Franța și 2,78 în Germania, inclusiv toate pierderile . În ceea ce privește energia electrică utilizată pentru încălzire , „guvernul a decis factorul de transformare a energiei electrice în energie primară [...]. Acest factor de conversie va fi stabilit la 2,3 ” . Deși este mai mare decât valoarea 2.1 recomandată de directiva europeană 2018/2002, asociația negaWatt consideră că acest nou coeficient va promova utilizarea energiei electrice pentru încălzirea clădirilor și va reduce eforturile de izolare a clădirilor. Dimpotrivă, asociația „echilibrul energetic” o consideră un pas înainte, deoarece această măsură ar trebui să reducă utilizarea combustibililor fosili .
Aici, conceptul este străin de TRE. Noțiunea cea mai apropiată este cea a randamentului , deoarece există o transformare a energiei, cu pierderi. Astfel, în Franța, CEP de la 2.3 arată că pentru o unitate de energie electrică vor fi necesare 1,3 unități suplimentare de energie.
De altfel, pierderile din rețeaua electrică franceză sunt în medie de 2,5%, ceea ce corespunde la 11,5 TWh / a ; în 2019, erau 11 TWh , sau 2,22%.
Energia încorporată reprezintă energia mobilizată pentru extragerea materialelor utilizate la fabricarea vehiculelor, pentru asamblarea lor, transportarea acestora, asigurarea întreținerii acestora, pentru transformarea și transportul energiei (în principal benzină și motorină) și, în fine , pentru reciclarea acestor vehicule. De asemenea, trebuie să ținem cont de energia necesară pentru studiile, construcția, exploatarea și întreținerea rețelelor de transport, fie că sunt rutiere, feroviare sau aeriene.
Potrivit IDDRI, în ceea ce privește transportul,
„Este frapant să observăm că consumăm mai multă energie întruchipată în cheltuielile noastre de transport decât energia directă [...]. Cu alte cuvinte, consumăm mai puțină energie pentru a ne deplasa în vehiculele noastre individuale decât consumăm energia necesară pentru a produce, vinde și transporta mașinile, trenurile sau autobuzele pe care le folosim. "
Jean-Marc Jancovici pledează în favoarea amprentei de carbon a oricărui proiect de infrastructură de transport, înainte de construirea acestuia.
Avem doar cifre care se bazează pe o bază incompletă și care sunt susceptibile de a fi subestimate. În cazul unei benzine Golf de la Volkswagen , se poate estima energia gri cu 18.000 kWh (adică 12% din 545 GJ menționate în raport). În cazul unui Golf A4 ( cu motor TDI ), obținem 22.000 kWh (sau 15% din cei 545 GJ indicați în raport). Potrivit Global Chance , în cazul vehiculelor electrice, energia încorporată datorată bateriei este deosebit de mare. Un studiu ADEME publicat în 2012 a estimat energia încorporată a unui vehicul termic la 20.800 kWh și cea a unui vehicul electric la 34.700 kWh . Un studiu publicat în 2017 în Franța evaluează emisiile de CO 2pe parcursul ciclului de viață al unei mașini electrice urbane la 10,2 tCO2-eq pentru producție și reciclare (energie gri) plus 2,1 tCO2-eq în faza de utilizare comparativ cu 6,7 tCO2-eq plus 26, 5 tCO2-eq pentru o mașină termică de oraș: în ciuda energiei sale încorporate mai mult de jumătate, mașina electrică emite un total de trei ori mai puțin CO 2.
O cifră de 45.900 kWh este prezentată pentru Prius. Deși această cifră ar trebui luată cu prudență, nu este nerealistă.
Un vehicul electric are o energie încorporată mai mare decât cea a unui vehicul termic, din cauza bateriei și a componentelor electronice. Potrivit Science et Vie , energia încorporată a bateriilor este atât de mare încât vehiculele hibride plug-in sunt în ochii lor cea mai relevantă soluție, cu bateria mai mică decât cea a unui vehicul complet electric.
Energie întruchipată legată de fabricarea combustibililorÎn ceea ce privește partea energetică, rata de returnare a energiei (EROEI în engleză) a combustibilului este în prezent de ordinul a opt. Acest lucru înseamnă că energia consumată legată de fabricarea de combustibil (extracție, transport, rafinare, distribuție) este în valoare de aproximativ 1 / 7 din energia consumată. Cu alte cuvinte, trebuie să adăugăm 14,3% la consumul unui vehicul termic, doar pentru energia încorporată legată de fabricarea combustibililor.
Potrivit unor autori, este nevoie chiar de 42 kWh de energie încorporată (aproximativ echivalentul energetic al a 4,2 litri de benzină) pentru a produce șase litri de motorină.
În ceea ce privește energia electrică, am văzut mai sus că raportul dintre energia primară și electricitate a fost de 2,58.
Energie întruchipată legată de construcția de drumuriCifrele sunt și mai greu de găsit. Energia gri ar reprezenta doar 1 ⁄ 18 din energia consumată de vehicul, adică consumul va fi crescut cu 6%.
Consumul mondial de energie electrică datorat tehnologiilor informației și comunicațiilor (TIC) a fost estimat în 2007 la 868 TWh / a , energie gri neincluse sau 5,3% din total. În 2013, potrivit Greenpeace , IT a reprezentat deja 7% din consumul global de energie electrică, inclusiv energia gri, iar estimările pentru 2017 au fost de 12%, cu o creștere anuală preconizată de + 7% până în 2030. sau dublul creșterii producției de energie electrică în sine.
În aceste cantități, ponderea relativă a energiei încorporate pentru echipamentele de fabricație ar fi scăzut de la 18% în 2012 la 16% în 2017. Ponderea consumului direct de energie electrică de către dispozitive ar fi scăzut de la 47 la 34%, din cauza schimbării utilizatorilor către terminale mai puțin consumatoare (tablete și smartphone-uri în loc de computere), centrele de date combinate și rețeaua scăzând de la 35 la 50% în același timp. Consumul din centrul de date corespunde cu 1% din cererea globală de energie electrică din 2018.
Date actuale pe țăriÎn Germania, consumul centrelor de date este de aproximativ 10 TWh / a , ceea ce corespunde 1,8% din consumul de energie electrică din Germania. În timp ce consumul centrelor de date germane a crescut brusc, din 2008 și până astăzi, consumul pare să rămână stabil în Germania, în principal datorită măsurilor de economisire a energiei.
În Statele Unite, în 2007 consumul de TIC , cu excepția energiei încorporate, a fost de 350 TWh / a în 2007, sau 9,4% din producția națională totală.
În Franța, conform asociației negaWatt , energia gri (de natură electrică) legată de tehnologia digitală s-a ridicat în 2015 la 3,5 TWh / a pentru rețele și 10,0 TWh / a pentru centrele de date (jumătate consumate de serverele în sine, cealaltă jumătate prin aerul condiționat al localurilor care le găzduiesc). Construcția centrelor de date și așezarea cablurilor nu sunt luate în considerare.
Consumul francez în viitorAsociația prognozează o creștere de + 25% a consumului francez între 2017 și 2030, sau + 1,5% / an, moderată datorită „creșterii miniaturizării mediilor digitale” către care se îndreaptă utilizatorii și progresului tehnologic. Care ar trebui să îmbunătățească eficiența energetică a dispozitive și servere. Proiectul Shift , prezidat de Jean-Marc Jancovici , prevede o amprentă energetică digitală mult mai mare, în creștere cu 9% pe an.
Construirea unui computer ar putea necesita de patru ori mai multă energie decât sursa de alimentare pe o perioadă de trei ani, potrivit revistei germane Der Spiegel . Revista subliniază că, la o rată de trei ore de utilizare pe zi timp de 300 de zile, pe o perioadă de patru ani, pentru o putere de 150 W , consumul direct de energie se va ridica la aproximativ 400 kWh ; fabricarea unui PC necesită 3.000 kWh .
În 2009, Google a susținut că o căutare pe motorul său a consumat 0,3 Wh .
Pe Wikipedia , se ridică voci pentru a cere o reducere a impactului său asupra mediului, voci cărora li se pare împrumutată o ureche atentă.
IPTV (pentru Internet ) necesită utilizarea centrelor de date , care consumă cel puțin 1% din totalul energiei electrice consumate în lume. Transmisia radio este mult mai eficient decât tehnologiile actuale de streaming pentru programele mari de audiență.