L’énergie primaire est toute énergie qui existe naturellement et n’a pas été modifiée sous une autre forme par les êtres humains. Des exemples de ressources énergétiques primaires comprennent à la fois les ressources renouvelables, telles que l’énergie éolienne et solaire, et les ressources non renouvelables, telles que les combustibles fossiles. Lorsque les ressources énergétiques primaires sont traitées dans une centrale électrique ou une autre installation, elles sont transformées en vecteurs ou sources d’énergie secondaires. Il s’agit notamment du carburant et de l’énergie électrique. L’énergie primaire est un sujet pertinent pour l’analyse statistique de l’utilisation de l’énergie car elle détermine l’approvisionnement en énergie disponible pour les activités humaines.
En 2011, les sources d’énergie primaire les plus utilisées dans le monde étaient les combustibles fossiles tels que le pétrole, le charbon et le gaz naturel. Les combustibles fossiles produisent une grande quantité d’énergie proportionnelle à leur poids unitaire, ce qui en fait actuellement le choix le plus efficace pour la production d’énergie. Les problèmes avec les combustibles fossiles incluent leur impact environnemental – la combustion de ces matériaux libère une grande quantité de dioxyde de carbone dans l’atmosphère, qui ne peut pas être facilement absorbée – et le fait qu’ils ne sont pas renouvelables. Des substances comme le charbon et le pétrole sont produites sur des millions d’années à partir de la décomposition d’organismes biologiques. La société humaine consomme beaucoup plus de combustibles fossiles qu’ils ne peuvent être renouvelés, ce qui rend inévitables d’éventuelles pénuries.
Les sources d’énergie alternatives sont de plus en plus explorées en tant qu’options à mesure que l’approvisionnement en combustibles fossiles diminue. Les réacteurs nucléaires produisent de l’électricité à partir de l’uranium, une ressource énergétique primaire naturellement présente dans la terre. Bien que les centrales nucléaires puissent générer de grandes quantités d’électricité à partir de petites quantités d’uranium, l’énergie nucléaire ne représente toujours qu’un faible pourcentage de la production mondiale d’énergie en raison des risques environnementaux et de sécurité ainsi que de facteurs politiques. L’uranium constitue également techniquement une ressource non renouvelable, car il n’est pas reconstitué dans la terre à un rythme suffisamment élevé pour contrecarrer l’utilisation humaine.
L’énergie solaire, éolienne et hydroélectrique sont des exemples de technologies qui s’appuient sur des sources d’énergie primaire renouvelables – des sources d’énergie qui sont constamment reconstituées par des processus naturels. La biomasse est un autre exemple. L’énergie du soleil est séquestrée dans les plantes par photosynthèse, le processus biochimique par lequel les plantes convertissent la lumière du soleil en énergie. Lorsqu’elles sont brûlées, les plantes libèrent cette énergie. Les biocarburants, combustibles solides ou liquides raffinés à partir de végétaux, sont des produits énergétiques secondaires qui mettent en œuvre ce principe.
Alors que les sources d’énergie primaires telles que les combustibles fossiles deviennent plus difficiles à exploiter en raison de la diminution de l’offre, un ratio connu sous le nom de retour énergétique sur investissement (EROI) entre en jeu. L’EROI est le rapport entre la quantité d’énergie obtenue à partir d’une source d’énergie primaire et la quantité d’énergie dépensée pour l’obtenir. S’il faut plus d’énergie pour obtenir une ressource qu’il n’en est possible d’en tirer, alors il n’est plus économiquement viable de poursuivre cette ressource, car de l’énergie sera perdue dans le processus. Bien que l’EROI ait été critiqué pour sa simplification excessive du processus complexe de récupération d’énergie, il reste un facteur pour les industries et les gouvernements lorsqu’il s’agit de déterminer comment économiser la consommation d’énergie et investir dans diverses sources d’énergie primaire.