Thermo-economie wordt gedefinieerd als de toepassing van thermodynamische principes op de economie, evenals de toepassing van economische principes op het efficiënte ontwerp van technische en industriële processen. Thermoeconomics analyseert de energieopwekkingseconomie vanuit exergetisch oogpunt, waarbij exergie beschikbare werkenergie is. Thermo-economie is gebaseerd op de aanname dat energie de enige rationele basis is voor het construeren van een kostenfunctie. Thermoeconomics past de procedures van Engineering Accounting toe op bedrijfsparameters en exergie-efficiëntie en prijsbepaling van de specifieke energie-inhoud van een stroom. Thermo-economie is daarom een waardevol hulpmiddel bij de beoordeling van industriële processen en productiecycli.
Geschiedenis van de Thermo-economie
Het idee om energie- en kostenstromen met elkaar te verbinden, werd voor het eerst verkend na de Tweede Wereldoorlog door Benedict en andere Amerikaanse docenten en economische theoretici, maar werd grotendeels afgewezen tot de vroege 1980s. In de 1960s stelden onafhankelijke onderzoekers de gezamenlijke toepassing van exergie-analyse en technische economie voor, die zich richtten op het formuleren van de interactie tussen kosten en efficiëntie. De termen 'exergo-economie' in Europa en 'thermo-economie' in de Verenigde Staten werden door elkaar gebruikt als met dezelfde betekenis. De term thermo-economie werd gebruikt door professor Myron Tribus in zijn lezingen en de relatie tussen kosten en energie werd ontwikkeld tijdens een onderzoek naar het ontzilveringsproces waarbij geldstroom, brandstofkosten en bedrijfskosten in verband werden gebracht met de exergie van elke stroom.
Krachtige toepassing van thermo-economie voor de analyse, optimalisatie en ontwerp van thermische systemen begon in de 1980s. Er is meer onderzoek uitgevoerd en er zijn materialen over thermo-economie gepubliceerd en er zijn theorieën geïntroduceerd. Een van deze theorieën omvat de Theory of Exergy-kosten. Er werden conferenties en vergaderingen gehouden over efficiëntie, kosten, optimalisatie en simulatie van exergiesystemen. Initiatieven zoals het CGAM-project in 1993 toonden aan hoe verschillende procedures konden worden toegepast om het vooraf gedefinieerde probleem van de gasturbine-cyclus op te lossen. Het TADEUS-project is gestart in 2001 met als doel de uiteenlopende processen van verschillende onderzoekers in de thermo-economische analyse toe te passen om de energiesysteemstoringen en inefficiënties op te sporen.
Praktische toepassingen van Thermoeconomics
Thermo-economie is gebruikt in de industriële ecologie met het doel om de lineaire industriële processen om te vormen tot gesloten systemen die op natuurlijke ecosystemen lijken. Deze applicatie is gericht op het ontwikkelen van duurzame industriële systemen waarbij afvalverwerking efficiënt en kosteneffectief wordt afgehandeld. Thermoeconomics is ook gebruikt voor het identificeren van inefficiënties en potentieel voor energiebesparing in afzonderlijke productie-installaties.
Relevantie van Thermoeconomics
Thermo-economie is een veelzijdig concept dat de implementatie ervan in complexe systemen mogelijk maakt door een systematische en algemene aanpak voor de analyse van ontwerpsystemen. Als een exergie-ondersteunde methode voor kostenreductie, geeft thermo-economie informatie voor het ontwerpen van kosteneffectieve energieconversie-installaties. Ontwerpevaluatie en -optimalisatie is ook mogelijk gemaakt en daarom kunnen verbeteringen worden aangebracht door middel van verschillende thermo-economische benaderingen. Thermoeconomics biedt de ontwerpers informatie over het kostenvormingsproces, evenals de interacties tussen thermodynamica en economie en tussen de verschillende plantcomponenten, die allemaal belangrijk zijn voor de verbetering van ontwerpen van energiesystemen.
Voorbeelden van het gebruik van Thermoeconomics in de markt
Thermo-economie is gebruikt in de analyse van brandstofdecarbonisatie en kooldioxide-afscheidingsinstallaties, en bijgevolg in de vermindering van de milieueffecten als gevolg van verhoogde concentraties van mondiale broeikasgasemissies die algemeen worden beschouwd als zijnde verantwoordelijk voor het broeikaseffect. Thermo-economie is daarom een praktisch proces dat, indien toegepast, positieve resultaten zou opleveren, variërend van duurzame en milieuvriendelijke industriële processen tot kosteneffectieve middelen voor energiegebruik.
