一次エネルギー
エネルギーキャリアとは、一次エネルギー源から変換されたエネルギー形態のことである。電気は最も一般的なエネルギーキャリアの一つで、石炭、石油、天然ガス、風力などの様々な一次エネルギー源から変換されている。電気はエントロピーが低く(秩序が高く)、他のエネルギーに効率よく変換できるため、とくに有用である。地域熱供給も二次エネルギーの一例である。
熱力学の法則によれば、一次エネルギー源は生産できない。エネルギーキャリアの生産を可能にするために、社会で利用できるようにしなければならない。
変換効率は様々である。熱エネルギーの場合、電気や力学エネルギーの生産はカルノーの定理によって制限され、多くの廃熱が発生する。他の非熱的な変換は、より効率的になる可能性がある。例えば、風力タービンは風力エネルギーをすべて取り込むわけではないが、風力エネルギーは低エントロピーであるため、変換効率が高く、廃熱をほとんど発生させない。原理的には太陽光発電の変換は非常に効率が良いかもしれないが、電流変換は狭い範囲の波長のみでうまくいくのに対し、太陽熱はカルノー効率の限界もある。水力発電も非常に秩序立っており、非常に効率的に変換されている。使用可能エネルギー量とは、システムのエクセルギーのことである。