Wereldenergievoorziening

Wereldenergievoorziening bestaat uit het winnen en gebruiksklaar maken van brandstof, het opwekken van elektriciteit, en het energietransport in de hele wereld. De huidige energievoorziening is van groot belang voor economie en leefbaarheid.

Veel landen publiceren statistieken over de energievoorziening van eigen land of ook van andere landen of de wereld. De opzet van Energiebalans; aanbod, omzetting en verbruik van het nederlandse Centraal Bureau voor de Statistiek komt overeen met World Energy Balances van één van de grootste organisaties op dit gebied, het Internationaal Energieagentschap IEA. De energiebalans is het startpunt om de energiesector te bestuderen. Dit artikel biedt een korte beschrijving met statistische data in tabellen, van de energievoorziening van landen en regio's die het meest produceren en consumeren.

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 kooldioxide uitstoot van fossiele brandstof 32 gigaton in 2015. Gezien het hedendaagse energiebeleid van de landen verwacht het Internationaal Energieagentschap IEA dat het wereldwijde energieverbruik in 2040 meer dan een kwart zal zijn gestegen en dat het doel, vastgelegd in het Klimaatverdrag van Parijs, helemaal niet zal worden bereikt. Er zijn verschillende scenario's ontwikkeld om het doel wel te bereiken, zie Energietransitie.

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 in deze eeuw.

• 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 (90%) daarvan winnen. In dit artikel zijn in Europa aan de oostkant Rusland en Turkije niet inbegrepen.

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 2017.

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

	Total	Kolen	Olie & Gas	Nucleair	Hernieuwbaar
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
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 Europa produceren Noorwegen (206, vooral olie en gas), 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 2010 tot 2015 steeg de wereldwijde productie met 8%, met grote verschillen tussen regio's. De EU produceerde 9% minder, Afrika 5% minder, China 12% meer, de VS 17% meer. Een klein deel van de hernieuwbare energiebronnen, zonne- en windenergie, verdrievoudigde. In China namen niet alleen zonne-energie en wind vijf keer toe, maar ook de nucleaire productie met 130%.

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%.

Energie conversie en handel

	Export minus Import
Midden-Oosten	1243
Rusland	664
Afrika	309
Australië	269
Canada	217
Indonesië	201
Noorwegen	185
Verenigde Staten	-174
Zuid-Korea	-267
India	-330
Japan	-400
China	-632
Europa	-849

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 2017.

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

Total Primary Energy Supply

Country/Region	TPES Mtoe/a	TPES pp toe/a
WERELD	13970	1.9
China	3063	2.2
Verenigde Staten	2155	6.6
Europa	1826	3.2
India	882	0.6
Afrika	812	0.6
Midden-Oosten	750	3.2
Rusland	732	4.9
Japan	430	3.4
Brazilië	290	1.4
S-Korea	282	5.5
Canada	289	7.9

Total Primary Energy Supply (TPES) geeft de som aan van productie en import onder aftrek van export- en opslagveranderingen. Voor de hele wereld is TPES bijna gelijk aan primaire energie PE, maar voor landen verschillen TPES en PE in kwantiteit en kwaliteit. Meestal gaat het om secundaire energie, bijvoorbeeld import van een olieraffinaderijproduct, dus TPES is vaak geen PE. P in TPES heeft niet dezelfde betekenis als in PE. Het verwijst naar energie die nodig is als 'input' om sommige of alle energie voor eindgebruikers te produceren.

De tabel geeft een overzicht van de wereldwijde TPES en de landen / regio's die de meeste (83%) daarvan gebruiken in 2017, en de TPES per persoon.

31% van de wereldwijde primaire productie wordt gebruikt voor conversie en transport, en 6% voor niet-energieproducten zoals smeermiddelen, asfalt en petrochemicaliën. Er blijft 63% over voor eindgebruikers. Het grootste deel van de energie die verloren gaat door conversie vindt plaats in thermische elektriciteitscentrales en het eigen gebruik van de energie-industrie.

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 2017.

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.

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.

Land/Regio	Brandstof Mtoe/a	waarvan vernieuwbaar	Elektriciteit Mtoe/a	waarvan vernieuwbaar
WERELD	7000	15%	1838	25%
China	1357	6%	476	25%
Verenigde Staten	1054	8%	321	17%
Europa	900	10%	275	33%
Afrika	516	60%	56	18%
India	445	36%	100	17%
Rusland	354	1%	65	17%
Japan	175	3%	83	16%
Brazilië	170	36%	43	79%
Indonesië	148	38%	19	13%
Canada	131	9%	44	66%
Iran	141	0%	22	5%
Mexico	94	7%	23	16%
S-Korea	85	6%	45	3%
Australia	59	7%	18	16%
Argentina	45	7%	11	30%
Venezuela	23	26%	6	61%

De volgende tabel toont de landen in Europa die het grootste deel (85%) gebruiken.

Country	Brandstof Mtoe/a	waarvan vernieuwbaar	Elektriciteit Mtoe/a	waarvan vernieuwbaar
Duitsland	159	9%	45	33%
Frankrijk	102	12%	38	17%
Verenigd Koninkrijk	94	4%	26	30%
Italië	86	10%	25	35%
Spanje	59	9%	20	32%
Polen	57	11%	12	14%
Oekraine	37	5%	10	7%
Nederland	36	3%	9	15%
België	27	4%	7	19%
Zweden	21	33%	11	58%
Oostenrijk	21	19%	5	75%
Roemenië	19	20%	4	38%
Finland	17	34%	7	47%
Portugal	11	20%	4	39%
Denemarken	11	15%	3	71%
Noorwegen	8	17%	10	98%

Trend

Wereldwijd eindverbruik van brandstof en elektriciteit in de periode 2010-2017:

• steenkool daalde met 3%,
• olie en gas steeg met 11%,
• elektriciteit steeg met 19%.

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.

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

• Energiebalans (economie)
• Milieu-effect: Opwarming van de Aarde, Fossiele brandstof
• Energietransitie
• Energiebeleid: Energiesubsidie
• Mark Jacobson
• Wereldenergievoorziening met wind, water en zon
• Energie-unie
• Geschiedenis: Fire and civilization (Goudsblom 1995); Energy in World History (Yergin, 2011)

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.