ERoEI

ERoEI = How much Energy is Returned on Energy Invested 

Cātă energie obţii din energia investită?

Nouă īntrebări cruciale pe care trebuie sa le pui alternativelor energetice

"Nu poţi mānca poza unui hamburger."

De fapt nu e vorba decāt de o variantă a vestitului raport ROI (return of investment) cu care orice manager ar trebuii să fie obişnuit.
Pentru a extrage un baril de petrol, al prelucra şi al transporta acolo unde este nevoie de el se foloseşte īntre a şaizecea parte şi a zecea parte din energia acelui baril.
Cu alte cuvinte ca să extragi, să prelucrezi şi să transporţi 10 barili de petrol consumi īntre 0,17 si 1 baril de petrol. Estimările conservatoare ale ERoEI pentru energia cu care funcţionează economia noastră actuală sunt mult peste 10:1 cu o mare parte a economiei funcţionānd īn jurul lui 30:1.
Toate alternativele cu excepţia cātorva variante hidro au un raport ERoEI mai mic de 4:1.       Referinţă: Pag 48 "Energy and Resource Quality. The Ecology of the Economic Process" by Hall,     C.J.Cleveland, and R.K.Kaufmann 1986.      
  Da, sigur e un studiu vechi. Cele noi sunt chiar mai drastice. Sau şi mai rău, lipsesc.
Īnainte de a ne urca pe nava plină de speranţă a noilor combustibili alternativi care o să ne menţină actualul standard de viaţă, nu credeţi că ar trebui să verificăm dacă barca pluteşte?
Iată cele nouă īntrebări esenţiale pe care trebuie să vi le puneţi sau să le puneţi oricui afirmă ca a găsit alternativa energetică perfectă pentru petrol.
Īntrebările au fost aranjate īn ordinea importanţei pentru uşurinţa evaluării. Dacă nu puteţi răspunde corect la prima īntrebare nu are rost sa mergeţi mai departe.
După ce veţi răspunde la cele 9 īntrebări veţi descoperii că din punct de vedere ştiinţific nu există īnlocuitor efectiv la ceea ce ne oferă hidrocarburile astăzi.


1. ERoEI = How much Energy is Returned On Energy Invested
Cātă energie obţii din energia investită? Sau altfel spus care e raportul īntre energii. Energia netă.
Au fost luate īn calcul toate costurile energetice?
Aici cad cele mai multe alternative energetice după o simplă examinare.
Hidrogenul comercial e un bun exemplu despre cum să consumi mai multă energie decāt produci. Sursa cea mai comună pentru hidrogen este gazul natural. Gazul natural este tratat cu abur. Aburul este obţinut prin fierberea apei folosind şi mai mult gaz natural, petrol, cărbune. Bunul simţ spune că asta nu e o soluţie pentru că folosim hidrocarburi.
Īncercăm altfel: Convertim apa īn hidrogen prin electroliză. Calculele arată că e nevoie de 1.3 milioane de KWh ca să produci echivalentul unui milion de KWh hidrogen. (Bioscience vol 44 no8 sept 1994 ) Adică ERoEI negativ.   1/1,3     Chiar dacă am reuşii sa īmbunătăţim performanţa enorm am ajunge īn cel mai bun caz la un ERoEI uşor pozitiv.
La fel şi etanolul.
Chiar şi un mic procent de energie obţinută din energia investită nu e o soluţie pentru că combustibili fosili ne dau īnapoi de mai multe ori ( 10-60 ori ) energia investită.
Cei care vă propun să reciclaţi plasticul pentru a-l transforma īn petrol uită să vă spună că plasticul e petrol, şi că o cantitate enormă de energie a fost risipită ca să ajungă plastic.
Cei care va propun să folosiţi biocombustibili adică petrol vegetal uită să facă calculul energiei investite īn producerea plantelor şi mărimea suprafeţei ce trebuie cultivată. Practic dacă cultivaţi toată suprafaţa unei ţări industrializate cu plante din care se produce biocombustibil abia dacă puteţi īnlocuii petrolul pe care ţara respectivă īl consumă la ora actuală. Şi oricum asta nu include gazul natural. Ce suprafaţă credeţi că trebuie cultivată pentru un drum să zicem Bucureşti-Timişoara cu un TIR de 15 tone? Pentru 550 km la 25 litri/100 km īnseamnă 137,5 litri de motorină. Un singur drum, un singur TIR. A pomenit cineva aici de avioane? Câte hectare pentru un drum Bucureşti-Braşov?
Depolimerizarea termală nu intră īn calcul ca energie alternativă. Acest proces transformă gunoiul cu baza organică īnapoi īn combustibili din hidrocarburi. Este foarte folositor şi va atenua mult din şocul energetic, dar nu va īnlocuii combustibilii fosili. De ce? Pentru că gunoiul a fost produs iniţial din şi cu ajutorul combustibililor fosili. Acest proces nu va avea niciodată rata energetică pozitivă a combustibilului original. Pe măsură ce sursa scade (petrolul, gazul natural) şi materialul de baza necesar acestui proces se va diminua. Vezi Biomase
Orice alternativă cu pretenţii serioase trebuie sa aibă o documentaţie ERoEI validă. Daca nu o are, atunci ceva e īn neregulă.

2. Afirmaţiile au fost verificate de altcineva?
Adică de o a "treia parte", un martor independent. Īn cercurile ştiinţifice rezultatele cercetării īntr-un domeniu oarecare se publică īn reviste de specialitate. Este singura metodă de a expune la critici şi īn acelaşi timp la validare o teorie sau un rezultat ştiinţific.
Dacă autorul afirmă că este persecutat de lumea ştiinţifică sau de către stat, dacă afirmă că există o conspiraţie īmpotriva lui, nu e cazul să-i plāngeţi pe umăr.
Tot ceea ce se cere este un test al dovezilor. E primul semn de credibilitate.

3. Pot să văd energia alternativă la lucru?
Atenţie mare aici. A vedea nu īnseamnă īntotdeauna că trebuie să crezi. Există destui escroci iar īncercări de a patenta Perpetum Mobile au fost mii. Ba mai rău, există cāţiva inventatori care cred sincer că au reuşit un experiment perfect.
Oricum chiar dacă inventatorul are o maşină, un motor care pare sa meargă cu energie alternativa nu te grăbii prea tare pānă nu ai răspunsul clar la īntrebarea cu numărul 4.

4.Poţi să afli sursa originală a energiei?
Există doar 4 surse de energie exploatabile actualmente pe planetă:
Soarele, forţa gravitaţională, căldura din interiorul pămāntului şi forţa nucleara. Toate energiile derivate din surse organice pot fi urmărite īnapoi pānă la lumina soarelui. La fel şi energiile regenerabile cum ar fi cea eoliana sau solară. Biomasele sunt o amestecătură de energie solară cu combustibili fosili. Forţa gravitaţională generează energie pentru hidrocentrale şi centralele bazate pe flux-reflux şi valuri. Energia geotermala vine din interiorul pămāntului. Energia nucleară este generată prin spargerea elementelor instabile (fisiune) sau prin fuziunea a două elemente īntr-unul (fuziune)
Dacă un inventator pretinde că motorul sau instalaţia lui foloseşte o altă sursă de energie īn afară de aceste patru sau dacă sursa iniţială de energie nu este evidentă, fiţi foarte sceptici. Poate că inventatorul este un nou Galileo care ne va da energie infinită gratis călcānd īn picioare legile universului cunoscut, dar invenţia trebuie dovedită, īncercată şi cel mai important pusă īn practică.
Nu poţi mānca poza unui hamburger.

5. Cumva invenţia sfidează legile termodinamicii?
Daca răspunsul e da, atunci ceva e greşit. Foarte greşit.

Legea a 1 a termodinamicii:
Energia poate să-şi schimbe forma dar nu poate fi creată şi nici distrusă. Cantitatea de energie din univers rămāne constantă.
Legea a 2 a termodinamicii:
Īn toate schimburile energetice, dacă īn sistem nu intră şi nu iese energie, energia potenţială a sistemului va fi īntotdeauna mai mică decāt energia iniţială. Aceasta este cunoscută şi ca legea entropiei.
Legea a 3 a termodinamicii:
E imposibil sa răceşti un corp la zero absolut printr-un proces finit. Acesta este mai mult un postulat decāt o lege, şi īn cazul de faţă nu ne interesează.

 Există o metodă mai simplă de a ţine minte aceste legi, metodă dezvoltata de C.P.Snow:
  - Nu poţi cāştiga ( adică nu poţi produce ceva din nimic pentru că materia şi energia se conservă)
  - Nu poţi să faci egal ( nu poţi să te īntorci la aceiaşi stare energetică pentru că īntotdeauna există o creştere a dezordinii; entropia creşte īntotdeauna)

6.
Inventatorul face afirmaţii extravagante?
De genul că invenţia lui va genera mai multă energie dintr-un litru (de ceva) decāt există īntr-un baril de petrol?
Invenţia lui va merge cu ceva?
Extratereştrii i-au dăruit cumva planurile?
Invenţia lui va īnlocuii toate sursele de energie utilizate de om īn prezent?
Probabil că nu trebuiesc comentarii la acest punct. Pare absurd să īntrebăm aşa ceva, dar din păcate există şi această categorie.

7.
Inventatorul pretinde poluare zero?
Nu există nici o metodă de a crea energie dintr-o sursă fără a produce o formă oarecare de gunoi - poluare. Pānă şi energia solară şi eoliană creează gunoi-poluare ca rezultat al construcţiei. Despre maşinile pe hidrogen se spune că produc doar apă, dar cineva uită să vă spună că la fabrica de hidrogen poluarea există, şi este foarte mare. Gunoiul e mutat pur şi simplu de la vedere. Pānă şi calul produce reziduuri. Īntrebaţi pe oricine are un grajd. E adevărat că nu poluează.

8.
Pot să văd planurile, schemele sau analizele chimice?
Doar faptul că cineva ar prezenta vre-un fel de material despre invenţie ar fi un semn că e ok.

9.
Infrastructură
Sursa de energie are nevoie de o corporaţie ca să o producă?
Cum va fi transportată energia şi utilizată?
Va necesita noi motoare, conducte, staţii de alimentare?
Care vor fi costurile? Cine le va suporta?
Cāt va dura construirea lor?

....................................................................................

Valoarea adevărată a energiei pentru societate este energia netă, cea care rămāne după ce costurile pentru a produce şi concentra aceea energie au fost scăzute.

.................................................................................

Īn final problema se pune simplu: Cunoaşteţi vreo tehnologie viabilă, īn funcţie, care să nu aibă nevoie de 20-30 ani pentru cercetare, dezvoltare şi aplicare, tehnologie care sa nu fie SPECULATIVĂ?

Ceea ce este teoretic viabil nu neapărat va ajunge şi practic. Sau dacă ajunge vreodată practic atunci trebuie sa ajungă practic īn 10 ani. Dacă e sa ne jucăm dea science fiction atunci nu văd nici un motiv pentru care StarTrek ar fi o variantă mai viabila decāt MadMax. Răspunsul e că noi ne dorim asta. Dar mai nou am īnceput să-mi pun īntrebări īncuietoare referitoare la vestita axiomă "Daca vrei, poţi". Mai trebuie să vrea şi mama Natură şi mătuşa numită Fizică. Unde-l mai pui şi pe unchiul Geologică.
 



I just heard of an inventor who has a device/new resource he claims will replace oil. It sounded pretty promising.

Before you stake your survival on a life raft that you've never even seen, you should ask yourself some questions:
 
If there is one factor that makes a ghastly crash virtually inevitable, it is that ratio.  99.999 percent of the people concerned about this issue aren't "getting it."  In fact, many are making it worse as they don't realize some of the alternatives consume more energy than they produce - thus wasting precious resources - and time. I know people who claim to be knowledgeable about both physics and economics, but for some reason they can't seem to integrate the two disciplines when it comes to understanding EROEI versus misleading economic analysis.
 
   In the 1950s, oil producers discovered about fifty barrels of oil for every barrel invested in drilling and pumping. Today, the figure is only about five for one. Sometime around 2005, that figure will become one for one. Under that latter scenario, even if the price of oil reaches $500 a barrel, it wouldn't be logical to look for new oil in the US because it would consume more energy than it would recover.

Decreasing net energy sets up a positive feedback loop: since oil is used directly or indirectly in everything, as the energy costs of oil increase, the energy costs of everything else increase too - including other forms of energy. For example, oil provides about 50% of the fuel used in coal extraction.
 
http://www.motherearthnews.com/menarch/archive/issues/027/027-006-01.htm
http://www.fromthewilderness.com/free/ww3/052703_9_questions.html
http://www.uvm.edu/giee/GUMBO/GUMBOEcolEcon.pdf
netentop.html
http://www.mnforsustain.org/energy_ecology_economics_odum_ht_1973.htm
Gever et al, BEYOND OIL is the best single energy book_
Hall, Cleveland, and Kaufmann, ENERGY AND RESOURCE QUALITY
 
(Lovering, 1969; Brobst and Pratt, 1974; Page and Creasy, 1975; Cook, 1976; Cleveland et al., 1984; Gever et al., 1986; Hall et al., 1986; Ruth, 1993; Peet, 1993). From this perspective, the availability of an energy resource such as petroleum could be viewed in terms of the quantity of energy used to explore for, develop, extract, refine, and transport a unit of petroleum energy to society. One way to quantify such energy costs is the energy return on investment (EROI)

How much of this obtuseness about thermodynamic reality comes from
the possibly faulty way physics is taught? Is it because dowdy
Victorian thermodynamics isn't as "sexy" as the 20th Century's
general relativity and quantum mechanics?
Am I wrong to believe that the second law of thermodynamics absolutely
rules out the existence of any truly sustainable source of renewable
energy? Surely, as far as the Renewables are concerned, energy input
will ALWAYS outweigh energy output if the accounting is thorough--and
by that I mean it should take into account not just the immediate
production input, but the social and educational input as well as the
land loss and the environmental cost, etc etc? We get fossil-fuel
energy at 'bargain basement' prices only because the Sun, the planet,
and time have done most of the work already.