Wikisage is op 1 na de grootste internet-encyclopedie in het Nederlands. Iedereen kan de hier verzamelde kennis gratis gebruiken, zonder storende advertenties. De Koninklijke Bibliotheek van Nederland heeft Wikisage in 2018 aangemerkt als digitaal erfgoed.
- Wilt u meehelpen om Wikisage te laten groeien? Maak dan een account aan. U bent van harte welkom. Zie: Portaal:Gebruikers.
- Bent u blij met Wikisage, of wilt u juist meer? Dan stellen we een bescheiden donatie om de kosten te bestrijden zeer op prijs. Zie: Portaal:Donaties.
Wereldenergievoorziening
Wereldenergievoorziening bestaat uit het wereldwijd winnen en gebruiksklaar maken van brand- en splijtstoffen, het opwekken van elektriciteit, en het energietransport.
Inleiding
De mensheid heeft altijd al brandstof gebruikt. Het begon al met het gebruik van vuur. Steenkool- en oliewinning zijn ook heel oud. Ook wind en water hebben al duizenden jaren mensen aan meer energie geholpen dan hun eigen spierkracht opbrengt. Te denken valt aan windmolens, zeilschepen en het gebruik van waterkracht. Ongeveer aan het begin van de 19e eeuw is met het grootschalig delven van bruin- en steenkool veel meer brandstof beschikbaar gekomen, zodat de industrialisatie kon beginnen. Elektriciteit wordt in centrales opgewekt sinds 1882 en het gebruik groeit sindsdien sterk.
Pas sinds het einde van de negentiende eeuw is er sprake van een wereldwijde energiemarkt, met het vervoer van steenkool over langere afstanden. Tot dan toe werd brandstof, hoofdzakelijk brandhout voor keukengebruik, lokaal verzameld. Voor de steden werd vanuit het platteland brandhout en indien lokaal aanwezig, steenkool of bruinkool aangevoerd. Veel brandhout werd eerst omgevormd tot houtskool voor gemakkelijker transport. De steenkool die nodig was voor metaalproductie werd lokaal gewonnen. Alleen op de plaatsen waar zowel ertsen als steenkool redelijk dichtbij waren was sprake van metaalproductie, mogelijk in verband met de hoge transportkosten. Petroleum werd verhandeld als brandstof voor koken en verlichting. Met de introductie van elektriciteit ontstond een energiemarkt op industriële schaal. Eerst alleen lokale centrale, maar later op internationale elektriciteitsnetwerken, waarbij elektriciteit ook over lange afstanden vervoerd kan worden.
De huidige energievoorziening maakt ca 10% uit van alle bestedingen in de wereld[1] en is van groot belang voor economie en leefbaarheid. Zoals blijkt uit de volgende paragrafen produceren betrekkelijk weinig van de meer dan 190 landen in de wereld 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.
De armste miljard mensen in de wereld overleven nog steeds zonder elektriciteit en door brandstof te verzamelen. Hun energiegebruik komt niet voor in de statistische data.
Voor de armste ongeveer een miljard mensen in de wereld is er geen energievoorziening: geen distributie van elektriciteit en brandstof. Zij overleven door zelf brandstof te verzamelen. Hun energiegebruik telt niet in de statistische data.
Tenslotte wordt de verwachting van het IEA van het energiegebruik tot 2040 samengevat en de mogelijke aanpassing van het energiebeleid.
Energieproductie
| Wereldwijde primaire 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
Duurzaam betekent niet alleen: gewonnen uit onuitputtelijke natuurlijke bronnen, maar ook met verantwoord natuurbeheer.
De statistiek van primaire energie volgt bepaalde regels[3] 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.
De Perzische Golfstaten zijn Saoedi-Arabië, Iran, Qatar, Verenigde Arabische Emiraten, Koewait, Irak en Oman, in volgorde van productie.
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 2013.[4][5]
| Total Mtoe/a |
Kolen | Olie & Gas | Nucleair | Duurzaam | |
|---|---|---|---|---|---|
| WERELD | 13600 | 29% | 52% | 5% | 14% |
| China | 2570 | 74% | 12% | 1% | 13% |
| Verenigde Staten | 1880 | 25% | 55% | 11% | 8% |
| Perzische Golfstaten | 1742 | 0% | 100% | 0% | 0% |
| Rusland | 1316 | 14% | 81% | 3% | 2% |
| Afrika | 1129 | 13% | 53% | 0% | 33% |
| Europese Unie | 793 | 20% | 26% | 29% | 26% |
| India | 523 | 46% | 13% | 2% | 39% |
| Indonesië | 460 | 61% | 23% | 0% | 16% |
| Canada | 435 | 8% | 75% | 6% | 11% |
| Australië | 344 | 77% | 21% | 0% | 2% |
| Brazilië | 253 | 1% | 50% | 2% | 47% |
| Mexico | 217 | 3% | 89% | 1% | 7% |
| Venezuela | 192 | 0% | 96% | 0% | 4% |
| Noorwegen | 192 | 1% | 92% | 0% | 7% |
| Kazakhstan | 169 | 31% | 69% | 0% | 0% |
De grootste producenten in Afrika zijn Nigeria (256), Z-Afrika (166) en Algerije (138).
In de Europese Unie produceren Frankrijk (136, vooral nucleair), Duitsland (120), Ver. Koninkrijk (110), Polen (71, vooral kolen) en Nederland (69, vooral aardgas) het meest.
Tussen productie en eindgebruik
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.
Elektriciteit wordt opgewekt met een wisselstroomgenerator die mechanisch gekoppeld is aan
| Export | Import | |
|---|---|---|
| Perzische Golfstaten | 1170 | 21 |
| Rusland | 620 | 27 |
| Indonesië | 301 | 56 |
| Canada | 263 | 78 |
| Noorwegen | 166 | 8 |
| Europese Unie | 539 | 1451 |
| Japan | 18 | 455 |
| India | 72 | 327 |
| Z-Korea | 57 | 291 |
- 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.
Primaire en geconverteerde energie wordt ook wereldwijd verhandeld tussen landen. In de tabel staan landen en regio's die hun energie grotendeels exporteren, gevolgd door landen die veel energie moeten importeren voor hun economie. De hoeveelheden zijn uitgedrukt in Mtoe/a en de data zijn van 2013.[4]
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, asphalt 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 2013.[4]
Brandstof:
- Fossiel: aardgas, brandstof geproduceerd uit aardolie (LPG, benzine, kerosine, diesel, stookolie), uit kolen (anthraciet, cokes).
- Duurzaam: biobrandstof en brandstof geproduceerd uit afval, voor zover commercieel.
- Warmte verkregen uit warmtedistributie.[6]
De hoeveelheden zijn gebaseeerd 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 | 6800 | 17% | 1680 | 21% | 1,2 |
| China | 1390 | 16% | 387 | 20% | 1,3 |
| Ver. Staten | 1050 | 7% | 325 | 13% | 4,4 |
| Europese Unie | 801 | 10% | 238 | 13% | 2,1 |
| Afrika | 485 | 62% | 51 | 13% | 0,5 |
| India | 415 | 41% | 77 | 16% | 0,4 |
| Rusland | 300 | 1% | 64 | 21% | 2,6 |
| Japan | 191 | 2% | 82 | 12% | 2,2 |
| Brazilië | 170 | 34% | 42 | 82% | 1,1 |
| Indonesië | 135 | 40% | 16 | 11% | 0,6 |
| Canada | 133 | 9% | 42 | 59% | 5,0 |
| Iran | 130 | 0% | 18 | 5% | 1,9 |
| Mexico | 91 | 9% | 21 | 23% | 1,0 |
| Z-Korea | 82 | 4% | 42 | 2% | 2,5 |
| Australië | 58 | 8% | 18 | 9% | 3,0 |
| Oekraine | 53 | 2% | 12 | 8% | 1,4 |
| Argentinië | 45 | 1% | 10 | 41% | 1,3 |
| Venezuela | 36 | 2% | 8 | 65% | 1,5 |
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 | 158 | 9% | 45 | 25% | 2,5 |
| Frankrijk | 106 | 12% | 38 | 16% | 2,2 |
| Ver. Koninkrijk | 96 | 2% | 27 | 13% | 1,9 |
| Italië | 90 | 10% | 25 | 32% | 1,9 |
| Spanje | 56 | 9% | 20 | 31% | 1,6 |
| Polen | 51 | 12% | 11 | 11% | 1,6 |
| Nederland | 38 | 3% | 9 | 14% | 2,8 |
| België | 26 | 8% | 7 | 14% | 3,0 |
| Zweden | 19 | 32% | 11 | 55% | 3.1 |
| Portugal | 11 | 20% | 4 | 60% | 1,5 |
| Denemarken | 11 | 13% | 3 | 48% | 2,3 |
| Noorwegen | 9 | 11% | 9 | 98% | 3,6 |
Verwachting tot 2040
Het IEA heeft de beleidsvoornemens van veel landen doorgerekend en verwacht (Outlook[7]) dat wereldwijd het energiegebruik in 2040 nog met 30% toegenomen zal zijn door sterke groei in vooral India, China en Afrika, terwijl de EU en Japan juist minder zullen gebruiken en de VS ongeveer hetzelfde.
Het elektriciteitsgebruik zal met 60% toenemen door
- groeiende economie van ontwikkelingslanden waar nu nog 1/6 van de wereldbevolking geen elektriciteit heeft, en
- elektrificering van transport en verwarming die nu nog grotendeels fossiele brandstof gebruiken.
Deze 60% meer elektriciteit zal voor meer dan de helft duurzaam opgewekt worden met wind en zon. Het aandeel van kolen in de elektriciteitsopwekking zal dalen van 40% tot 30%.
Met dit beleid zal het op de Klimaatconferentie van Parijs 2015 vastgestelde doel, minder dan 2 graden opwarming, volgens de IEA niet bereikt worden. In een speciaal rapport (Energy and Climate Change[8]) heeft het IEA daarom ook berekend (het Bridge scenario) welke extra maatregelen nodig en mogelijk zijn zonder netto economische kosten (zie p.7 in IEA Outlook of p.13 en 67 in IEA special report):
- Verhogen van de energie-efficiëntie in industrie, bouw en vervoer.
- Geleidelijk verminderen van het gebruik van de minst efficiënte kolen centrales en een verbod op nieuwe kolen centrales.
- Verhogen van investeringen in duurzame energietechnologieën van $ 270 miljard in 2014 tot $ 400 miljard in 2030.
- Uitfasering van de resterende subsidies op fossiele brandstoffen aan eindgebruikers in 2030.
- Verminderen van de uitstoot van methaan in olie en gas productie.
In het Bridge scenario (zie Annex B op p.154 in het special report) stijgt het duurzame deel van de primaire energie van 14% in 2013 tot 20% in 2030, vooral omdat het aandeel van zon en wind van 1% naar 5% gaat in deze periode.
Zie ook
- Milieu-effect: Opwarming van de Aarde, Fossiele brandstof
- Energiebeleid: Energiesubsidie
- Mark Jacobson
- Energie-unie
Bronvermelding
Bronnen, noten en/of referenties:
- º http://www.leonardo-energy.org/blog/world-energy-expenditures
- º quad = 1015 Btu = 293 TWh, eia.gov–U.S. Energy Information Administration International Energy Statistics
- º IEA Statistics manual, chapter 7
- Fossiel: gebaseerd op netto calorische waarde.
- Nucleair: warmte geproduceerd door kernreacties, 3 maal de elektrische energie, gebaseerd op 33% rendement van kerncentrales. Deze productie wordt toegerekend aan het land waar de kerncentrales staan - dat is vaak niet het land waar het uraniumerts gedolven is.
- Duurzaam: biomassa gebaseerd op netto calorische waarde. Elektriciteit geproduceerd met waterkracht, windturbines en zonnepanelen. Geothermische warmte die in centrales gebruikt wordt, 10 maal de opgewekte elektriciteit, gebaseerd op 10% rendement.
- ↑ 4,0 4,1 4,2 IEA Statistics search, Balances
- º Het Internationaal Energieagentschap gebruikt de energie eenheid Mtoe. Praktisch dezelfde data zijn te vinden bij de Energy Information Administration van de VS http://www.eia.doe.gov/ uitgedrukt in quads. 1 quad = 1015 Btu = 25,2 Mtoe.
- º In de energiestatistiek is dit geen onderdeel van brandstof maar een apart deel van eindgebruik, naast elektriciteit, zie IEA Statistics search, Electricity and Heat.
- º IEA Outlook
- º IEA special report
