一次能源

一次能源 (PE) 是自然界中发现的一种能量形式，未经过任何人为工程转换过程。 它是原始燃料中包含的能量，以及作为系统输入接收的其他形式的能量，包括废物。 一次能源可以是不可再生的或可再生的。

在使用一次能源来描述化石燃料的情况下，燃料的隐含能量可作为热能使用，并且通常会在转换为电能或机械能时损失约 70%。 将太阳能和风能转换为电能时，也有类似的 60-80% 的转换损失，但今天的联合国能源统计公约将风能和太阳能产生的电能本身视为这些来源的主要能源。 这种计算方法的一个结果是，与化石能源相比，风能和太阳能的贡献被低估了，因此国际上就如何计算风能和太阳能的一次能源存在争论。

一次能源用于编制能源平衡表的能源统计以及能源学领域。 在能量学中，一次能源（PES）是指能源部门产生人类社会使用的能源载体供应所需的能源形式。

二次能源是能量的载体，例如电能。 这些是通过一次能源的转化产生的。

一次能源供应总量 (TPES) 是生产和进口的总和，加上或减去库存变化，减去出口和国际燃料储存量。国际能源统计建议 (IRES) 倾向于用能源供应总量 (TES) 来指代该指标。 这些表达方式通常用于描述一个国家领土的总能源供应。

不应将一次能源与能源系统组件（或转换过程）相混淆，通过这些组件将它们转化为能量载体。

一次能源在能源转换过程中转化为更方便的能源形式，可以直接被社会使用，例如电能、精炼燃料或合成燃料，如氢燃料。 在能量学领域，这些形式被称为能量载体，对应于能源统计中二次能源的概念。

能量载体是由一次能源转化而来的能量形式。 电力是最常见的能源载体之一，由煤炭、石油、天然气和风能等各种一次能源转化而成。 电特别有用，因为它具有低熵（高度有序），因此可以非常有效地转化为其他形式的能量。 区域供热是二次能源的另一个例子。

根据热力学定律，不能生产一次能源。 它们必须可供社会使用，以实现能源载体的生产。

转换效率因人而异。 对于热能、电能和机械能的生产受卡诺定理限制，并产生大量废热。 其他非热转换可能更有效。 例如，虽然风力涡轮机不会捕获所有的风能，但它们具有很高的转换效率并且产生的废热很少，因为风能是低熵的。 原则上，太阳能光伏转换可能非常有效，但电流转换只能在窄波长范围内完成，而太阳能热能也受到卡诺效率限制。 水力发电也非常有序，转换效率很高。 可用能量的量是系统的火用。

场地能源是北美使用的术语，指的是在指定地点消耗的所有形式的终端能源。 这可以是一次能源（例如现场燃烧的天然气）和二次能源（例如电力）的混合。 场地能源是在校园、建筑物或子建筑物级别测量的，是水电费能源费用的基础。

相比之下，源能是北美使用的术语，指为提供设施场地能源而消耗的一次能源量。 它总是大于站点能量，因为它包括所有站点能量，并增加了传输、传递和转换过程中损失的能量。 虽然来源或一次能源提供了更完整的能源消耗情况，但它不能直接测量，必须使用现场能源测量的转换系数进行计算。 对于电力，一个典型值是三个单位的源能源对应一个单位的场地能源。 然而，这可能会因主要能源或燃料类型、发电厂类型和输电基础设施等因素而有很大差异。 Energy STAR 提供了一整套转换系数作为技术参考。