Energiebalans (economie)
In de economie is de energiebalans de statistische boekhouding van alle energie gewonnen uit natuurlijke bronnen, verhandeld en geconverteerd voor eindgebruikers. Energiebalans is het startpunt om de energiesector te bestuderen.[1] Het betreft gegevens over de hele energievoorziening: het winnen en gebruiksklaar maken van brandstof, het opwekken van elektriciteit en het energietransport in de wereld.
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[2] van het Nederlandse Centraal Bureau voor de Statistiek (CBS)[3] komt overeen met World Energy Balances van een van de grootste organisaties op dit gebied, het Internationaal Energieagentschap (IEA).[4][5]
Vereenvoudigd is de energiebalans van elk land een tabel met kolommen voor de verschillende energiesoorten:
- Fossiel | Nucleair | Waterkracht | Zon & Wind | Biomassa | Elektriciteit | Totaal
- Op de 1ste rij staat wat het land zelf produceert. Op de 2e en 3e rij staan import en export.
- Een rij met per energiesoort de sommen van productie en import onder aftrek van export (TPES).
- Rijen met energie omzettingen, bv. hoeveel fossiele en nucleaire energie (met mintekens) wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken en hoeveel dat oplevert. De Totaalkolom geeft het conversieverlies (minteken).
- Een rij met wat per energiesoort na de omzettingen resteert voor eindgebruik (TFC).
- Rijen met het gebruik in verschillende sectoren o.a. industrie, transport, woningen, landbouw en tenslotte niet-energie (bv. asfalt).
De energiebalansen van alle landen zijn een omvangrijke database.
Dit artikel biedt met een selectie van deze data een beeld van de energiesituatie 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 voor hun gebruikers. 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.
Energieproductie[bewerken]
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[6], biomassa[7], wind- en zonne-energie[8][9]
De statistiek van primaire energie volgt bepaalde regels die gericht zijn op eenvoudige meetbaarheid en vergelijkbaarheid van energie soorten.[10]
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[11] per jaar = 1,327 gigawatt). De data zijn van 2017.[4][12]
Klik op een kolomkop om landen/regio's te rangschikken naar dat soort energie.
| Totaal | 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 hernieuwbare productie in de wereld is 68% biobrandstof en afval, grotendeels in ontwikkelingslanden, 18% is gegenereerd met waterkracht en 14% met de overige duurzame bronnen.[13]
Trend[bewerken]
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%.[14] Van 2015 tot 2017 groeide windenergie 37% en zonne-energie 73%.[15]
Energie conversie en handel[bewerken]
| 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.[16]
- Bruin- en steenkool gaat grotendeels naar elektriciteitscentrales. Kolen gaan ook naar een cokesfabriek.
- Aardolie wordt geraffineerd[17].
- 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[18] in een thermische centrale[19],
- of een hydraulische turbine[18] in een waterkrachtcentrale,
- of een windturbine[20], alleenstaand of in een windpark.
Na de uitvinding van de silicium PV-cel in 1954 begon de elektriciteitsopwekking met zonnepanelen[21], verbonden met een DC/AC omvormer[22]. 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.[4]
Groot energietransport wordt gedaan met olie- en gastankers, tankauto's, gasnetwerken en hoogspannings-elektriciteitsnetten.
Totaal energie aanbod (TPES)[bewerken]
| Land/Regio | 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 |
Totaal energie aanbod (TPES) is de som van productie en import onder aftrek van export- en opslagveranderingen. Bekend onder de engelse term Total Primary Energy Supply.[23] 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 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.[4]
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 (TFC)[bewerken]
De engelse term is Total Final Consumption. 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.[4]
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[24].
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[bewerken]
Wereldwijd eindverbruik van brandstof en elektriciteit in de periode 2005-2017:[4]
- steenkool steeg met 23%,
- olie en gas steeg met 18%,
- elektriciteit steeg met 41%.
Energie voor energie[bewerken]
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 de berekening van deze verhoudingen uit de energiebalansen.
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.[25]
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.[26]
Zie ook[bewerken]
Dit artikel "Energiebalans (economie)" is uit Wikipedia. De lijst van zijn auteurs is te zien in zijn historische en/of op de pagina Edithistory:Energiebalans (economie).
