Wereldenergievoorziening

Wereldenergievoorziening bestaat uit het winnen en gebruiksklaar maken van brand- en splijtstoffen, het opwekken van elektriciteit, en het energietransport in de hele wereld. De huidige energievoorziening maakt ca 10% uit van alle bestedingen in de wereld en is van groot belang voor economie en leefbaarheid.

Energieproductie is 80% fossiel. De helft daarvan wordt geproduceerd door China, de Verenigde Staten en de Arabische staten van de Perzische Golf. Deze Golfstaten en Noorwegen exporteren het grootste deel van hun productie, grotendeels naar de Europese Unie en Japan, waar niet genoeg energie wordt geproduceerd om hun gebruikers tevreden te stellen. Het energieverbruik per persoon in N-Amerika is zeer hoog, terwijl het in ontwikkelingslanden laag en meer hernieuwbaar is. De energieproductie neemt langzaam toe, behalve voor zonne- en windenergie die meer dan 20% per jaar groeit.

Betrekkelijk weinig van de meer dan 190 landen in de wereld produceren het overgrote deel van de energie. Veel landen moeten energie importeren. De geproduceerde energie, bijv. aardolie, moet nog geconverteerd worden voor het geschikt is voor eindgebruik. Tussen productie en eindgebruik vindt dus veel conversie en handel plaats. Conversie en transport kost veel energie zodat uiteindelijk maar ca 60% beschikbaar komt voor de eindgebruikers.

Wereldwijd was de uitstoot van kooldioxide door brandstofverbranding 32 gigaton in 2015. Gezien het hedendaagse energiebeleid van de landen verwacht het IEA dat het wereldwijde energieverbruik in 2040 meer dan een kwart zal zijn gestegen en dat het doel, vastgelegd in de Overeenkomst van Parijs over klimaatverandering, helemaal niet zal worden bereikt. Er zijn verschillende scenario's ontwikkeld om het doel wel te bereiken.

Energieproductie

Wereldwijd wordt primaire energie gewonnen uit fossiele, nucleaire en duurzame bronnen. Primair betekent: direct gewonnen uit natuurlijke bronnen, niet geraffineerd of geconverteerd. Vooral in China is de energieproductie sterk toegenomen.

• Fossiel: steen- en bruinkool, aardolie en aardgas
• Nucleair: uranium
• Duurzaam: onder andere waterkracht, biomassa, wind- en zonne-energie

De statistiek van primaire energie volgt bepaalde regels die gericht zijn op eenvoudige meetbaarheid en vergelijkbaarheid van energie soorten.

In de tabel staat de wereld-energieproductie en de landen/regio's die het grootste deel (92%) daarvan winnen.

De hoeveelheden zijn uitgedrukt in miljoen ton olie equivalent per jaar (1 Mtoe/a = 11,63 terawattuur per jaar = 1,327 gigawatt). De data zijn van 2015.

Klik op een kolomkop om landen/regio's te rangschikken naar dat soort energie.

	Total	Coal	Oil & Gas	Nuclear	Renewable
WERELD	14000	3770	7650	677	1932
China	2450	1786	316	65	283
Verenigde Staten	1993	373	1233	219	169
Midden-Oosten	2030	1	2026	1	2
Rusland	1430	222	1130	53	24
Afrika	1135	157	590	4	385
Europa	1070	159	400	244	266
India	554	270	68	10	206
Canada	510	31	402	26	51
Indonesië	448	263	105	0	80
Australië	405	293	103	0	8
Brazilië	293	2	163	4	123
Noorwegen	206	0	193	0	13
Kazakhstan	180	49	130	0	1
Mexico	165	7	140	3	16

In het Midden-Oosten produceren de Perzische Golfstaten Iran, Irak, Koeweit, Oman, Qatar, Saoedi-Arabië en de Verenigde Arabische Emiraten het meest. In mindere mate ook Bahrein, Jordanië, Libanon, Syrië en Jemen in deze regio.

De grootste producenten in Afrika zijn Nigeria (249), Z-Afrika (158), Algerije (153) en Angola (92).

In de Europese Unie produceren Frankrijk (130, vooral nucleair), Duitsland (115), Ver. Koninkrijk (120), Polen (64, vooral kolen) en Nederland (42, vooral aardgas) het meest.

Van de duurzame productie in de wereld is 68% biobrandstof en afval, grotendeels in ontwikkelingslanden, 18% is gegenereerd met waterkracht en 14% met de overige duurzame bronnen.

Trend

Van 2015 tot 2017 nam de wereldwijde productie 2% toe, vooral in Rusland 7%, het Midden-Oosten 8% en India 5%, terwijl China 3% minder en de EU 2% minder produceerden. In 2018 steeg de wereld energie 3%, vooral in de VS, +8%. Van 2015 tot 2017 groeide windenergie 37% en zonne-energie 73%.

Tussen productie en eindgebruik

	Export minus Import
Midden-Oosten	1216
Rusland	610
Afrika	317
Australië	250
Indonesië	200
Canada	200
Noorwegen	177
Z-Korea	-237
Verenigde Staten	-258
India	-307
Japan	-410
China	-489
Europese Unie	-706

De primaire energie wordt op vele manieren geconverteerd voor het geschikt is voor eindgebruik.

• Bruin- en steenkool gaat grotendeels naar elektriciteitscentrales. Kolen gaan ook naar een cokesfabriek.
• Aardolie wordt geraffineerd, zie Aardoliedestillaat.
• Nucleaire reactie hitte wordt gebruikt in kerncentrales.
• Biomassa wordt verwerkt tot biobrandstof, zoals biodiesel.

Elektriciteit wordt opgewekt met een wisselstroomgenerator die mechanisch gekoppeld is aan

• een stoom- of gasturbine in een thermische centrale,
• of een hydraulische turbine in een waterkrachtcentrale,
• of een windturbine, alleenstaand of in een windpark.

Na de uitvinding van de silicium PV cel in 1954 begon de elektriciteitsopwekking met zonnepanelen, verbonden met een DC/AC convertor. Pas rond 2000 werd door massaproductie van panelen zonnestroom economisch.

Van de primaire en geconverteerde energie wordt ca 5350 Mtoe wereldwijd verhandeld tussen landen, vooral olie en gas. In de tabel staat van enkele landen en regio's de export verminderd met de import. Een negatieve waarde betekent dat daar veel energie geïmporteerd wordt voor de economie. De hoeveelheden zijn uitgedrukt in Mtoe/a en de data zijn van 2015.

Groot energietransport wordt gedaan met olie- en gastankers, tankauto's, gasnetwerken, elektriciteitsnetten, zie Hoogspanning (elektriciteit).

Van de primaire energieproductie wordt 32% gebruikt bij conversie en transport en 6% voor niet-energetische producten zoals smeermiddelen, asfalt en petrochemicaliën. Voor energie eindgebruikers resteert 62%.

Eindgebruik

Het bestaat uit brandstof (80%) en elektriciteit (20%). De tabellen bevatten hoeveelheden, uitgedrukt in miljoen ton olie equivalent per jaar (1 Mtoe = 11,63 TWh), hoeveel daarvan duurzaam is, en het gebruik per persoon per jaar. De data zijn van 2015.

Brandstof:

• fossiel: aardgas, brandstof geproduceerd uit aardolie (LPG, benzine, kerosine, diesel, stookolie), uit kolen (antraciet, cokes).
• duurzaam: biobrandstof en brandstof geproduceerd uit afval.
• voor warmtedistributie.

De hoeveelheden zijn gebaseerd op netto calorische waarde.

Elektriciteit: Zie Wereldelektriciteitsgebruik voor meer details.

In de eerste tabel staat het wereldwijd eindgebruik en landen/regio's die het meest (83%) gebruiken. In ontwikkelingslanden is het gebruik per persoon laag en het brandstofgebruik relatief duurzaam. Canada, Venezuela en Brazilië wekken elektriciteit grotendeels duurzaam op met waterkracht.

	Brandstof Mtoe/a	waarvan duurzaam	Elektriciteit Mtoe/a	waarvan duurzaam	Energie pp toe/a
WERELD	6810	16%	1737	21%	1,2
China	1330	9%	419	24%	1,3
Ver. Staten	1072	7%	325	14%	4,4
Europese Unie	801	10%	236	30%	2,0
Afrika	502	62%	53	18%	0,5
India	444	40%	88	15%	0,4
Rusland	316	1%	62	16%	2,6
Japan	191	2%	82	17%	1,9
Brazilië	170	36%	42	74%	1,0
Indonesië	139	40%	17	11%	0,6
Canada	129	9%	43	63%	4,8
Iran	130	0%	18	5%	1,9
Mexico	93	8%	22	14%	1,0
Z-Korea	84	6%	43	3%	2,5
Australië	59	8%	18	13%	3,2
Oekraïne	38	3%	10	5%	1,1
Argentinië	46	2%	11	29%	1,3
Venezuela	30	2%	6	64%	1,2

De volgende tabel toont een aantal van de 28 landen van de Europese Unie die het grootste deel (83%) gebruiken, en Noorwegen. In de laatste vier landen wordt elektriciteit grotendeels duurzaam opgewekt.

	Brandstof Mtoe/a	waarvan duurzaam	Elektriciteit Mtoe/a	waarvan duurzaam	Energie pp toe/a
Duitsland	155	10%	44	31%	2,4
Frankrijk	98	12%	37	17%	2,0
Ver. Koninkrijk	91	4%	26	27%	1,8
Italië	87	9%	25	40%	1,8
Spanje	56	9%	20	34%	1,7
Polen	49	12%	11	14%	1,6
Nederland	35	3%	9	15%	2,6
België	26	7%	7	24%	3,1
Zweden	19	35%	11	64%	3.1
Portugal	11	20%	4	52%	1,5
Denemarken	10	14%	3	69%	2,3
Noorwegen	9	10%	10	98%	3,8

De grootste eindgebruikers in Afrika zijn Nigeria 119, Z-Afrika 70 en Egypte 50. Van de 48 Afrikaanse landen zijn er 32 in een energie crisis volgens de Wereld Bank.

Energie voor energie

Brandstof en elektriciteit wordt deels gebruikt voor constructie, onderhoud en sloop/hergebruik van installaties die brandstof en elektriciteit produceren, zoals olieboortorens, uranium isotoopscheiding en windturbines. Voor het nuttig effect van deze producenten moet de verhouding van de energieopbrengst tot de energiekosten groot genoeg zijn (Engels: EROEI energy returned on energy invested of EROI energy return on investment). Er is weinig overeenstemming in de technische literatuur over methoden en resultaten van berekening van deze verhoudingen.

Voor fossiele en nucleaire energie en waterkracht zijn de verhoudingen volgens James Conca meer dan 25. Voor windturbines 16, maar slechts 4 als energieopslag in aanmerking wordt genomen. Zonne-energie heeft zelfs lagere waarden.

Maar Paul Brockway et al. vinden dat dergelijke verhoudingen worden gemeten voor primaire energie bij de bron (bv. ruwe olie) en in plaats daarvan moeten worden geschat voor het eindgebruik (bv. benzine). Zij berekenen reeksen EROI waarden in de jaren 1995-2011 voor fossiele brandstoffen in de wereld, zowel bij de bron als bij eindgebruik. Voor primaire EROI vinden ze ongeveer 30 maar voor eindgebruik vinden ze zeer lage EROI, elk jaar minder en gemiddeld 6. Ze concluderen dat lage en dalende EROI-waarden kunnen leiden tot beperkingen van de beschikbare energie voor de samenleving. En dat EROI op basis van hernieuwbare energie mogelijk hoger is dan EROI van fossiele brandstoffen wanneer ze worden gemeten voor eindgebruik.

Als voor eindgebruik de energie E is en de EROI waarde R, dan is de netto energie beschikbaar voor de samenleving E-E/R. Het beschikbare percentage is 100-100/R. Voor R>10 is meer dan 90% beschikbaar maar voor R=2 maar 50% en voor R=1 niets. Deze steile daling staat bekend als de netto energie klif.

Marco Raugei et al. vinden EROI 9-10 voor PV systems in Zwitserland als de verhouding van de elektrische opbrengst tot de ‘equivalente elektrische’ investering. Zij bekritiseren het inbrengen van energieopslag bij de berekening van EROI voor PV-panelen of windmolens, omdat dit het resultaat onvergelijkbaar zou maken met de conventionele EROI berekening van andere elektriciteit opwekkende installaties. Het meten van de prestaties van energietechnologieën zou moeten gebeuren in een uitgebreide analyse van het energiesysteem van een land.

Zie ook

• Milieu-effect: Opwarming van de Aarde, Fossiele brandstof
• Energietransitie
• Energiebeleid: Energiesubsidie
• Mark Jacobson
• Wereldenergievoorziening met wind, water en zon
• Energie-unie

Bronvermelding

Bronnen, noten en/of referenties:

De data in dit artikel zijn afkomstig van experts van het Internationaal Energieagentschap e.a. grote organisaties die deze periodiek verzamelen, analyseren en publiceren.