|
|
| (84 tussenliggende versies door dezelfde gebruiker niet weergegeven) |
| Regel 1: |
Regel 1: |
| '''Wereldenergievoorziening en -verbruik''' is de wereldwijde productie en bereiding van [[brandstof]], opwekking van elektriciteit, energietransport en energieverbruik. Het is een fundamenteel onderdeel van de economische activiteit. Het omvat warmte,<ref>{{cite web |title=Heating – Analyse |url=https://www.iea.org/reports/heating |access-date=2022-05-25 |website=IEA |language= nl-NL}}</ref> maar geen energie uit voedsel.Veel landen publiceren statistieken over de energievoorziening en het energieverbruik van hun eigen land, van andere interessante landen of van alle landen samen in één grafiek. Een van de grootste organisaties op dit gebied, het [[Internationaal Energieagentschap]] (IEA), verkoopt jaarlijks uitgebreide energiegegevens.<ref name="balances">[https://www.iea.org/data-and-statistics/data-tables?country=WORLD&energy=Balances&year=2018 Data and Statistics.] 2018. International Energy Agency. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20210806060631/https://www.iea.org/data-and-statistics/data-tables?country=WORLD&energy=Balances&year=2018|date=6 August 2021}}</ref> Enerdata publiceert een gratis Jaarboek.<ref name="Enerdata"> {{cite web|url=https://yearbook.enerdata.net/ |title=World Energy Statistics | Enerdata |publisher=Yearbook.enerdata.net |date= |accessdate=2022-08-26}}</ref>
| |
| Dit artikel geeft een korte beschrijving van het aanbod en het verbruik van energie, aan de hand van in tabellen samengevatte statistieken, van de landen en regio's die het meest produceren en verbruiken.
| |
|
| |
|
| De energieproductie is voor 80% fossiel.<ref name="Enerdata" /> De helft daarvan wordt geproduceerd door China, de Verenigde Staten en de Arabische staten van de Perzische Golf. De Golfstaten en Rusland exporteren het grootste deel van hun productie, grotendeels naar de Europese Unie en China, waar niet genoeg energie wordt geproduceerd om aan de vraag te voldoen. De energieproductie stijgt met ongeveer 2% per jaar, behalve voor zonne- en windenergie die 12 tot 30% per jaar groeit, zie tabel.
| |
|
| |
|
| {| class="wikitable sortable" style="float:right;"
| | Wolfgang Pauli beschreef in 1927 de spin met 2x2 matrices |
| |+ Wereld wind- en zonne-energie (GW) <ref>https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2022/Apr/IRENA_RE_Capacity_Statistics_2022.pdf p.25 en 32</ref >
| |
| ! Jaar || Wind || Zon
| |
| |-
| |
| | 2012 || 267 || 104
| |
| |-
| |
| | 2015 || 416 || 228
| |
| |-
| |
| | 2018 || 563 || 489
| |
| |-
| |
| | 2021 || 825 || 849
| |
| |}
| |
| | |
| Geproduceerde energie, bijvoorbeeld ruwe olie, wordt verwerkt om deze geschikt te maken voor consumptie door eindgebruikers. De toeleveringsketen tussen productie en eindverbruik omvat veel conversieactiviteiten en veel handel en transport tussen landen, waardoor een kwart van de energie verloren gaat voordat deze wordt verbruikt.
| |
| | |
| Het energieverbruik per persoon in Noord-Amerika is erg hoog, terwijl het in ontwikkelingslanden laag is en meer hernieuwbaar.<ref name="balances" /> Er was wereldwijd een aanzienlijke daling van het energieverbruik als gevolg van de COVID-19-pandemie , met name in de ijzer- en staalindustrie, aangezien de vraag naar nieuwbouw afnam. Om een niveau te bereiken dat vergelijkbaar is met dat in 2019, zou de wereldwijde vraag naar gefabriceerde goederen door de IJzer- en staalindustrie in de Verenigde Staten|ijzer- en staalindustrie moeten toenemen.<ref>{{cite web |last=Alvik |first=Sverre |date=2020 |title=De impact van COVID op de energietransitie |url=https://www.dnv.com/energy-transition/impact-of-covid19-on-the- energy-transition.html |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/202111108202843/https://www.dnv.com/energy-transition/impact-of-covid19- on-the-energy-transition.html |archive-date=8 november 2021 |access-date=8 november 2021 |website=[[Det Norske Veritas]]}}</ref>
| |
| | |
| Wereldwijd kooldioxide-emissies van [[fossiele brandstof]]s was 38 gigaton in 2019.<ref>{{cite web|title=EDGAR - The Emissions Database for Global Atmospheric Research|url=https://edgar. jrc.ec.europa.eu/report_2020|access-date=2021-06-09|website=edgar.jrc.ec.europa.eu|language=en|archive-date=31 mei 2021|archive-url=https: //web.archive.org/web/20210531025125/https://edgar.jrc.ec.europa.eu/report_2020|url-status=live}}</ref> Het doel, gesteld in de Akkoord van Parijs ter beperking van de klimaatverandering, zal lang niet worden bereikt.<ref>https ://feu-us.org/our-work/behind-the-climate-pledges/</ref> Er worden verschillende scenario's ontwikkeld om het doel te bereiken.
| |
| | |
| == Primaire energieproductie ==
| |
| | |
| Dit is de wereldwijde productie van energie, direct gewonnen of gewonnen uit natuurlijke bronnen. In energiestatistieken verwijst primaire energie (PE) naar de eerste fase waarin energie de toeleveringsketen binnenkomt vóór een verder conversie- of transformatieproces.
| |
|
| |
|
| Energieproductie wordt meestal geclassificeerd als:
| | {| |
| | | |rowspan=2|<big>'''σ ='''</big> <span style="font-size:320%;">(</span> |
| * fossiel, gebruikmakend van [[steenkool]], ruwe olie (aardolie) en [[aardgas]];
| | |style="vertical-align: bottom;"| 0 |
| * nucleair, gebruikmakend van uranium;
| | |style="vertical-align: bottom;"| 1 |
| * hernieuwbaar, gebruikmakend van [[biomassa]], geothermie, [[waterkracht]], zonne-energie, getijdenenergie, golfkracht, windkracht, onder andere.
| | |rowspan=2|<span style="font-size:320%;">)</span> |
| | |
| Beoordeling van primaire energie door IEA volgt bepaalde regels:<ref>[https://iea.blob.core.windows.net/assets/dbc69ca6-bbbe-4fde-8cfa-81e4abe02b8b/statistics_manual.pdf], hoofdstuk 7</ref>
| |
| | |
| * Fossiel: gebaseerd op [[lagere stookwaarde]].
| |
| * Nucleair: warmte geproduceerd door kernreacties, 3 keer de elektrische energie, gebaseerd op 33% efficiëntie van [[kerncentrale]]s.
| |
| * Hernieuwbaar:
| |
| ** Biomassa op basis van lagere stookwaarde.
| |
| ** Elektrische energie geproduceerd door [[waterkracht]], [[windturbine]]s en [[zonnepaneel]]s.
| |
| ** [[Geothermische energie]] is ingesteld op meer dan 10 keer de elektrische energie vanwege het zeer lage rendement van deze centrales.
| |
| | |
| Deze regels zijn controversieel. Water- en luchtstroomenergie die waterkracht- en windturbines aandrijft, en zonlicht dat zonnepanelen aandrijft, worden niet als PE genomen, wat is ingesteld op de geproduceerde elektrische energie. Maar fossiele en nucleaire energie zijn ingesteld op de reactiewarmte die ongeveer 3 keer de elektrische energie is. Dit meetverschil kan ertoe leiden dat de economische bijdrage van hernieuwbare energie wordt onderschat.<ref>{{cite web|last1=Sauar|first1=Erik|title=IEA onderrapporteert bijdrage zon en wind met een factor drie in vergelijking met fossiele brandstoffen|url= http://energypost.eu/iea-underreports-contribution-solar-wind-factor-three-compared-fossil-fuels/|website=energypost.eu|date=31 augustus 2017|publisher=Energy Post|access-date= 22 april 2018|archive-date=22 april 2018|archive-url=https://web.archive.org/web/20180422202221/http://energypost.eu/iea-underreports-contribution-solar-wind-factor-three-compared-fossil-fuels/|url-status=live}}</ref>
| |
| | |
| Enerdata<ref name="Enerdata" /> toont:
| |
| * TOTALE ENERGIE / PRODUCTIE: Kolen, Olie, Gas, Biomassa, Warmte en Elektriciteit.
| |
| * HERNIEUWBAAR / % IN ELEKTRICITEITSPRODUCTIE: Hernieuwbaar, niet-hernieuwbaar.
| |
| | |
| De tabel geeft een overzicht van de wereldwijde PE en de landen die in 2021 het meeste (76%) produceren. De bedragen zijn afgerond en weergegeven in miljoen ton olie-equivalent per jaar (1 Mtoe = 11,63 TWh, 1 TWh = 10<sup>9</sup> kWh) en % van het totaal. Hernieuwbaar is biomassa plus warmte plus hernieuwbaar percentage van elektriciteitsproductie (waterkracht, wind, zon). Nucleair is een niet-hernieuwbaar percentage van de elektriciteitsproductie. De bovengenoemde onderschatting van waterkracht-, wind- en zonne-energie ten opzichte van kern- en fossiele energie geldt ook voor Enerdata.
| |
| | |
| {| class="wikitable sortable" style="text-align:right"
| |
| |+ Grootste PE-producenten (76%)
| |
| ! !! Totaal!! Steenkool !! Olie gas !! Hernieuwbaar !! Nucleair
| |
| |-
| |
| | '''China'''|| 2950 || 71% || 13% || 10% || 6%
| |
| |-
| |
| | '''Verenigde Staten'''|| 2210 || 13% || 69% || 8% || 10%
| |
| |-
| |
| | '''Rusland'''|| 1516 || 16% || 78% || 2% || 4%
| |
| |-
| |
| | '''Saoedi-Arabië'''|| 610 || 0 || 100% || 0 || 0
| |
| |- | |
| | '''Iran'''|| 354 || 0 || 99% || 0 || 1%
| |
| |- | |
| | '''Verenigde Arabische Emiraten'''|| 218 || 0 || 99% || 0 || 1%
| |
| |- | |
| | '''India'''|| 615 || 50% || 11% || 33% || 6%
| |
| |-
| |
| | '''Canada'''|| 536 || 5% || 81% || 10% || 4%
| |
| |-
| |
| | '''Indonesië'''|| 451 || 69% || 17% || 14% || 0
| |
| |-
| |
| | '''Australië'''|| 423 || 64% || 33% || 3% || 0
| |
| |-
| |
| | '''Brazilië'''|| 325 || 1% || 55% || 42% || 2%
| |
| |- | | |- |
| | '''Nigeria'''|| 249 || 0 || 47% || 53% || 0 | | |style="vertical-align: top;"| 1 |
| |-
| | |style="vertical-align: top;"| 0 |
| | '''Algerije'''|| 150 || 0 || 100% || 0 || 0
| |
| |-
| |
| | '''Zuid-Afrika'''|| 151 || 91% || 1% || 8% || 0
| |
| |- | |
| | '''Noorwegen'''|| 214 || 0 || 93% || 7% || 0
| |
| |-
| |
| | '''Frankrijk'''|| 128 || 0 || 1% || 34% || 65%
| |
| |-
| |
| | '''Duitsland'''|| 102 || 27% || 3% || 47% || 23%
| |
| |-
| |
| ! Wereld || 14800 || 27% || 53% || 13% || 7%
| |
| |} | | |} |
|
| |
|
| Van 's werelds hernieuwbare energievoorziening wordt 68% opgewekt met biobrandstof en afval, voornamelijk in ontwikkelingslanden, 18% wordt opgewekt met waterkracht en 14% met andere hernieuwbare energiebronnen.<ref>{{cite web | url=https://webstore.iea.org/renewables-information-2019-overview | title=Informatie over hernieuwbare energie 2019: Overzicht | access-date=8 juni 2021 | archive-date=4 februari 2020 | archive-url=https://web.archive.org/web/20200204085123/https://webstore.iea.org/renewables-information-2019-overview | url-status=live }}</ref>
| |
|
| |
| == Energieconversie en handel ==
| |
|
| |
|
| [[File:Different energy forms (PES).png|thumb|Primaire energiebronnen worden door de energiesector getransformeerd om energiedragers te genereren.]]
| | <span style="font-size:200%;">(</span>...<span style="font-size:200%;">)</span> |
|
| |
|
| Primaire energie wordt op vele manieren omgezet in energiedragers, ook wel secundaire energie genoemd.<ref>Encyclopaedia Britannica, vol.18, Energy Conversion, 15th ed., 1992</ref>
| | <span style="font-size:200%;">(...)</span> |
| * Kolen gaan voornamelijk naar elektriciteitscentrales. Cokes wordt verkregen door destructieve destillatie van bitumineuze steenkool.
| |
| * Ruwe olie gaat voornamelijk naar olieraffinaderijen
| |
| * Aardgas gaat naar aardgasverwerking installaties om verontreinigingen zoals water, kooldioxide en waterstofsulfide te verwijderen en de stookwaarde aan te passen. Het wordt gebruikt als stookgas, ook in thermische centrales.
| |
| * Kernreactiewarmte wordt gebruikt in thermische centrales.
| |
| * [[Biomassa]] wordt direct gebruikt of omgezet in [[biobrandstof]].
| |
|
| |
|
| {| class="wikitable sortable" style="width:20%; float:right;" | | {| |
| ! || Export minus Importeren in 2021<ref name=":1">{{cite web | url=https://yearbook.enerdata.net/total-energy/world-import-export-statistics.html | title=Saldo van de wereldhandel in energie | Wereldwijde energiehandel | Enerdata }}</ref>
| |
| |-
| |
| | Rusland ||align="right"| 682
| |
| |-
| |
| | Saoedi-Arabië ||align="right"| 388
| |
| |-
| |
| | Australië || align="right"| 296
| |
| |-
| |
| | Canada ||align="right"| 245
| |
| |-
| |
| | Indonesië ||align="right"| 226
| |
| |-
| |
| | Noorwegen ||align="right"| 185
| |
| |-
| |
| | Italië ||align="right"| -114
| |
| |-
| |
| | Turkije ||align="right"| -118
| |
| |-
| |
| | Duitsland ||align="right"| -187
| |
| |-
| |
| | Zuid-Korea ||align="right"| -239
| |
| |-
| |
| | India ||align="right"| -323
| |
| |-
| |
| | Japan ||align="right"| -357
| |
| |-
| |
| | China ||align="right"| -803
| |
| |}
| |
| | |
| Elektriciteit wordt opgewekt met
| |
| | |
| * stoom- of gasturbines in een thermische centrale,
| |
| * of water[[turbine]]s in een [[waterkracht]] centrale,
| |
| * of [[windturbine]]s, meestal in een windpark.
| |
| | |
| De uitvinding van de zonnecel in 1954 startte de opwekking van elektriciteit door zonnepanelen, aangesloten op een DC/AC omvormer. Rond 2000 maakte massaproductie van panelen dit economisch.
| |
| | |
| Veel primaire en geconverteerde energie wordt tussen landen verhandeld.
| |
| In de tabel staan landen met een groot verschil in export en import in 2021, uitgedrukt in Mtoe.
| |
| Een negatieve waarde geeft aan dat er veel energie-import nodig is voor de economie.<ref name=":1" /> De Russische gasexport is in 2022 sterk verminderd,<ref>{{Cite journal |last=Attinasi |first=Maria Grazia |last2=Doleschel |first2=Julia |last3=Gerinovics |first3=Rinalds |last4=Gunnella |first4=Vanessa |last5=Mancini |first5=Michele |date=2022-08-04 |title=Handelsstromen met Rusland sinds de start van de invasie van Oekraïne |url=https://www.ecb.europa.eu/pub/economic-bulletin/focus/2022/html/ecb.ebbox202205_01~9a64e27f6f.en.html |language=en}}</ref > aangezien pijpleidingen naar Azië plus LNG-exportcapaciteit veel minder is dan het gas dat niet langer naar Europa wordt gestuurd.<ref>{{Cite web |title=Kan Rusland een gasdraaipunt uitvoeren naar Azië? |url=https://www.csis.org/analysis/can-russia-execute-gas-pivot-asia |access-date=2022-08-29 |website=www.csis.org |language=en}} </ref>
| |
| | |
| Groot transport gaat door tankerschip, tankwagen, LNG-tanker, spoorgoederenvervoer, pijpleiding en door elektriiteitsnetten.
| |
| {{clear}}
| |
| | |
| == Totale energie voorziening (TES) ==
| |
| | |
| {| class="wikitable sortable" style="float:right;"
| |
| |+ Totale energie voorziening en primaire energie
| |
| ! || TES || PE
| |
| |-
| |
| | China || 3650 || 2950
| |
| |-
| |
| | Indië || 927 || 615
| |
| |-
| |
| | Rusland || 811 || 1516
| |
| |-
| |
| | Japan || 400 || 52
| |
| |-
| |
| | Z-Korea || 298 || 151
| |
| |-
| |
| | Canada || 289 || 536
| |
| |-
| |
| | Duitsland || 286 || 102
| |
| |-
| |
| | Saoedi-Arabië || 219 || 610
| |
| |}
| |
| | |
| '''Totale energie voorziening''' (Total Energy Supply TES) geeft de som van productie en import, onder aftrek van export en opslagveranderingen.<ref>{{cite web |date=2018 |title=Internationale aanbevelingen voor energiestatistieken (IRES) |url= https://unstats.un.org/unsd/energystats/methodology/documents/IRES-web.pdf |access-date=2022-03-17 |website=UN Department of Economic and Social Affairs |page=105}}</ref> Voor de hele wereld is TES bijna gelijk aan primaire energie PE omdat import en export elkaar opheffen, maar voor landen verschillen TES en PE in kwantiteit en ook in kwaliteit als het secundaire energie betreft, bijvoorbeeld import van een olieraffinaderijproduct. TES is alle energie die nodig is om energie te leveren aan eindgebruikers.
| |
| | |
| {| class="wikitable sortable" style="float:right;"
| |
| |+ Wereld TES geschiedenis
| |
| ! Jaar || TES
| |
| |-
| |
| | 1990 || 8700
| |
| |-
| |
| | 2000 || 9900
| |
| |-
| |
| | 2010 || 12600
| |
| |-
| |
| | 2019 || 14400
| |
| |- | | |- |
| | 2020 || 13800 | | | 0 || 1 |
| |- | | |- |
| | 2021 || 14500 | | | 1 || 0 |
| |} | | |} |
|
| |
|
| De tabellen geven een overzicht van TES en PE voor sommige landen waar deze veel verschillen, in 2021, en de geschiedenis van TES. De meeste groei van TES sinds 1990 vond plaats in Azië. De bedragen zijn afgerond en weergegeven in Mtoe. Enerdata noemt TES Total energy consumption.<ref>https://yearbook.enerdata.net/total-energy/world-consumption-statistics.html</ref>
| |
|
| |
|
| 25% van de wereldwijde primaire productie wordt gebruikt voor conversie en transport, en 6% voor niet-energetische producten zoals smeermiddelen, asfalt en [[petrochemicaliën]]. 69% blijft 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.
| | Spin (kwantummechanica) |
|
| |
|
| | '''Spin''' is het intrinsieke impulsmoment van deeltjes in de quantummechanica. Het is, zoals massa, een onveranderlijke innerlijke deeltjeseigenschap. Elektronen hebben een spin h/4π, voor fotonen is de spin h/2π, de gereduceerde Planck-constante. Deze constante wordt meestal als eenheid gebruikt voor spin, dus elektronspin is dan 1/2 en fotonspin 1. Zie [[Standaard Model]] voor spin van andere elementaire deeltjes. |
|
| |
|
| | De fotonspin correspondeert met circulaire polarisatie van licht. De elektronspin is klassiek onvoorstelbaar en pas wiskundig verklaard in de relativistische Dirac theorie, zie [[Waterstofatoom]]. In een [[atoom]] kan een elektron spin +1/2 of -1/2 hebben. Een elektronbaan kan hoogstens 2 elektronen bevatten, met verschillend teken van de spin (Wolfgang Pauli 1925). |
|
| |
|
|
| |
|
| {{Appendix}}
| | [[Bestand:RWBest88.jpg|100px|thumb|88 jaar]] |
