Wereldenergievoorziening

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, 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. Enerdata publiceert een gratis Jaarboek. 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. 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.

Wereld wind- en zonne-energie (GW)

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. 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.

Wereldwijd kooldioxide-emissies van fossiele brandstofs was 38 gigaton in 2019. Het doel, gesteld in de Akkoord van Parijs ter beperking van de klimaatverandering, zal lang niet worden bereikt. 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:

• fossiel, gebruikmakend van steenkool, ruwe olie (aardolie) en aardgas;
• nucleair, gebruikmakend van uranium;
• hernieuwbaar, gebruikmakend van biomassa, geothermie, waterkracht, zonne-energie, getijdenenergie, golfkracht, windkracht, onder andere.

Beoordeling van primaire energie door IEA volgt bepaalde regels om het meten van verschillende soorten energie te vergemakkelijken. 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.

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 = 10⁹ 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.

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
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.

Energie conversie en handel

	Export minus Import
Midden-Oosten	1245
Rusland	701
Afrika	319
Australië	280
Canada	228
Indonesië	220
Noorwegen	177
Verenigde Staten	-80
Z-Korea	-252
India	-347
Japan	-387
China	-733
Europa	-985

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 2018.

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

Total Energy Supply

Total Energy Supply en Primaire Energie

	TES	PE
China	3210	2560
Europa	1984	1111
India	919	574
Midden-Oosten	760	2040
Rusland	760	1484
Japan	426	50
Z-Korea	282	45
Canada	298	529
Wereld	14280	14420

Total Primary Supply (TES) is een term voor productie en import onder aftrek van export- en opslagveranderingen. Voor de hele wereld is TES bijna gelijk aan primaire energie PE, maar voor landen verschillen TES en PE in kwantiteit, en ook in kwaliteit als secundaire energie, bijvoorbeeld een olieraffinaderijproduct geïmporteerd wordt, dus TES is vaak geen PE. TES is alle energie nodig om te voorzien in de energie voor eindgebruikers.

In de tabel staan TES en PE voor sommige landen / regio's waar deze sterk verschillen, en wereldwijd.

25% van de wereldwijde primaire productie wordt gebruikt voor conversie en transport, en 6% voor niet-energieproducten zoals smeermiddelen, asfalt en petrochemicaliën. Er blijft 69% over voor eindgebruikers.

Eindgebruik

Het bestaat uit brandstof (78%) en elektriciteit (22%). 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 2018.

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 eindgebruik van landen/regio's die het meest (85%) gebruiken, en het eindgebruik per persoon. In ontwikkelingslanden is het gebruik per persoon laag en het brandstofgebruik relatief duurzaam. Canada, Venezuela en Brazilië wekken elektriciteit grotendeels duurzaam op met waterkracht.

Grootste eindgebruikers (85%) en gebruik per persoon.

	Brandstof Mtoe	waarvan hernieuwbaar	Elektriciteit Mtoe	waarvan hernieuwbaar	Gebruik pp toe
China	1436	6%	555	30%	1.4
Verenigde Staten	1106	8%	339	19%	4.4
Europa	982	11%	309	39%	2.5
Afrika	531	58%	57	23%	0.5
India	487	32%	104	25%	0.4
Rusland	369	1%	65	26%	3.0
Japan	201	3%	81	19%	2.2
Brazilië	166	38%	45	78%	1.0
Indonesië	126	21%	22	14%	0.6
Canada	139	8%	45	83%	5.0
Iran	147	0%	22	6%	2.1
Mexico	95	7%	25	18%	1.0
Z-Korea	85	5%	46	5%	2.6
Australië	60	7%	18	21%	3.2
Argentinië	42	7%	11	27%	1.2
Venezuela	20	3%	6	88%	0.9
Wereld	7050	14%	1970	30%	1.2

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

Grootste eindgebruikers (85%) in Europe.

Land	Brandstof Mtoe	waarvan hernieuwbaar	Elektriciteit Mtoe	waarvan hernieuwbaar
Duitsland	156	10%	45	46%
Frankrijk	100	12%	38	21%
Verenigd Koninkrijk	95	5%	26	40%
Italië	87	9%	25	39%
Spamje	60	10%	21	43%
Polen	58	12%	12	16%
Oekraine	38	5%	10	12%
Nederland	36	4%	9	16%
België	26	8%	7	23%
Zweden	20	35%	11	72%
Oostenrijk	20	19%	5	86%
Romenië	19	20%	4	57%
Finland	18	34%	7	39%
Portugal	11	20%	4	67%
Denemarken	11	15%	3	71%
Noorwegen	8	16%	10	100%

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.