Weltenergieversorgung und -verbrauch - World energy supply and consumption

Weltenergieversorgung und -verbrauch sind die globale Produktion und Aufbereitung von Brennstoffen , die Stromerzeugung, der Energietransport und der Energieverbrauch . Es ist ein grundlegender Bestandteil der wirtschaftlichen Tätigkeit. Es enthält keine Energie aus der Nahrung.

Kohle, Öl und Erdgas bleiben die wichtigsten globalen Energiequellen, auch wenn die erneuerbaren Energien rapide zugenommen haben.

Viele Länder veröffentlichen Statistiken über Energieversorgung und -verbrauch ihres eigenen Landes oder anderer Länder oder der Welt. Eine der größten Organisationen auf diesem Gebiet, die Internationale Energieagentur (IEA), veröffentlicht jährlich umfassende Energiedaten. Diese Sammlung von Energiebilanzen ist sehr groß. Dieser Artikel bietet eine kurze Beschreibung der Energieversorgung und des Energieverbrauchs anhand von in Tabellen zusammengefassten Statistiken der Länder und Regionen, die am meisten produzieren und verbrauchen.

Die Energieproduktion ist zu 80 % fossil. Die Hälfte davon wird von China, den USA und den arabischen Staaten am Persischen Golf produziert . Die Golfstaaten und Russland exportieren den größten Teil ihrer Produktion, hauptsächlich in die Europäische Union und nach China, wo nicht genug Energie produziert wird, um die Nachfrage zu decken. Die Energieproduktion nimmt langsam zu, mit Ausnahme der Solar- und Windenergie, die jährlich um mehr als 20 % wächst.

Primärenergieträger werden vom Energiesektor in Energieträger umgewandelt.

Produzierte Energie, zum Beispiel Rohöl, wird aufbereitet, um sie für den Verbrauch durch Endverbraucher geeignet zu machen. Die Lieferkette zwischen Produktion und Endverbrauch beinhaltet viele Umwandlungsaktivitäten und viel Handel und Transport zwischen den Ländern, wodurch ein Viertel der Energie verloren geht, bevor sie verbraucht wird.

Der Energieverbrauch pro Person in Nordamerika ist sehr hoch, während er in Entwicklungsländern niedrig und erneuerbarer ist.

Die weltweiten Kohlendioxidemissionen aus fossilen Brennstoffen betrugen im Jahr 2019 38 Gigatonnen. Angesichts der aktuellen Energiepolitik der Länder erwartet die IEA, dass der weltweite Energieverbrauch im Jahr 2040 um mehr als ein Viertel gestiegen sein wird und dass das im Pariser Abkommen festgelegte Ziel der Begrenzung des Klimas ändern , wird nicht annähernd erreicht. Es werden mehrere Szenarien entwickelt, um das Ziel zu erreichen.

Primärenergieerzeugung

Dies ist die weltweite Produktion von Energie, die direkt aus natürlichen Quellen gewonnen oder gewonnen wird. In der Energiestatistik bezeichnet Primärenergie (PE) die erste Stufe, in der Energie in die Lieferkette eintritt, bevor ein weiterer Umwandlungs- oder Umwandlungsprozess stattfindet.

Die Energieerzeugung wird normalerweise wie folgt klassifiziert:

• fossil, mit Kohle , Rohöl und Erdgas ;
• nuklear, unter Verwendung von Uran ;
• erneuerbar , unter Verwendung von Biomasse , Geothermie , Wasserkraft , Sonne , Gezeiten , Wellen , Wind und unter anderem.

Die Bewertung der Primärenergie folgt bestimmten Regeln, um die Messung verschiedener Energiearten zu erleichtern. Diese Regeln sind umstritten. Wasser- und Luftstrom, der Wasser- und Windturbinen antreibt, und Sonnenlicht, das Sonnenkollektoren antreibt, werden nicht als PE betrachtet, das auf die erzeugte elektrische Energie eingestellt wird. Aber fossile und nukleare Energie werden auf die Reaktionswärme gesetzt, die etwa das 3-fache der elektrischen Energie beträgt. Dieser Messunterschied kann dazu führen, dass der wirtschaftliche Beitrag erneuerbarer Energien unterschätzt wird.

Die Tabelle listet die weltweiten PE und die Länder/Regionen auf, die die meisten (90 %) davon produzieren. Die Beträge sind gerundet und in Millionen Tonnen Öläquivalent pro Jahr (1 Mtoe = 11,63 TWh, 1 TWh = 10 ⁹ kWh) angegeben. Die Daten sind von 2018.

Im Nahen Osten produzierten die Persischen Golfstaaten Iran, Irak, Kuwait, Oman, Katar, Saudi-Arabien und die Vereinigten Arabischen Emirate am meisten. Ein kleiner Teil kam aus Bahrain, Jordanien, dem Libanon, Syrien und dem Jemen.

Die Top-Produzenten in Afrika waren Nigeria (256), Südafrika (158), Algerien (156) und Angola (85).

In Europa, Norwegen (207, Öl und Gas), Frankreich (135, hauptsächlich Kernenergie), Großbritannien (123), Deutschland (112), Polen (62, hauptsächlich Kohle) und den Niederlanden (36, hauptsächlich Erdgas) am meisten produziert.

Von der weltweiten erneuerbaren Energieversorgung werden 68 % mit Biokraftstoffen und Abfällen erzeugt, hauptsächlich in Entwicklungsländern, 18 % mit Wasserkraft und 14 % mit anderen erneuerbaren Energien.

Weitere Informationen zur Energieerzeugung finden Sie unter:

• Liste der Länder nach Stromerzeugung
• Atomkraft nach Ländern

Energieumwandlung und -handel

Primärenergie wird auf vielfältige Weise in Energieträger, auch Sekundärenergie genannt, umgewandelt.

• Kohle geht hauptsächlich an Wärmekraftwerke . Koks wird durch destruktive Destillation von Steinkohle gewonnen.
• Rohöl geht hauptsächlich an Ölraffinerien
• Erdgas geht in Erdgasaufbereitungsanlagen , um Schadstoffe wie Wasser, Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff zu entfernen und den Heizwert anzupassen. Es wird als Brenngas auch in Wärmekraftwerken verwendet.
• In Wärmekraftwerken wird nukleare Reaktionswärme genutzt.
• Biomasse wird direkt genutzt oder in Biokraftstoff umgewandelt .

Stromgeneratoren angetrieben durch

• Dampf- oder Gasturbinen in einem Wärmekraftwerk ,
• oder Wasserturbinen in einem Wasserkraftwerk ,
• oder Windturbinen , normalerweise in einem Windpark .

Die Erfindung der Solarzelle im Jahr 1954 begann mit der Stromerzeugung durch Sonnenkollektoren, die an einen Wechselrichter angeschlossen waren . Rund 2000 Massenproduktion von Paneelen machte dies wirtschaftlich.

Ein Großteil der primären und umgewandelten Energie wird zwischen den Ländern gehandelt, etwa 5800 Mtoe weltweit, hauptsächlich Öl und Gas. Die Tabelle listet Länder/Regionen mit großen Export- und Importunterschieden auf. Ein negativer Wert bedeutet, dass für die Wirtschaft viel Energieimport benötigt wird. Die Mengen sind in Mtoe/a angegeben und die Daten stammen aus 2018. Großtransporte erfolgen per Tankschiff , Tankwagen , LNG-Carrier , Schienengüterverkehr , Pipeline und Stromübertragung .

Gesamtenergieversorgung

Die Gesamtenergieversorgung (TES) gibt die Summe der Produktion und der Importe an, abzüglich der Exporte und Speicheränderungen. Für die ganze Welt ist TES fast gleich Primärenergie-PE, da sich Im- und Exporte aufheben, aber für Länder/Regionen unterscheiden sich TES und PE in der Menge und auch in der Qualität, da es sich um Sekundärenergie handelt, zB der Import eines Ölraffinerieprodukts. TES ist die gesamte Energie, die benötigt wird, um Endverbraucher mit Energie zu versorgen. Die Tabelle listet TES und PE für einige Länder/Regionen auf, in denen sich diese stark unterscheiden, und weltweit. Die Beträge sind gerundet und in Mtoe angegeben. Die Daten sind von 2018.

25 % der weltweiten Primärproduktion werden für Umwandlung und Transport verwendet, und 6 % für Nichtenergieprodukte wie Schmierstoffe, Asphalt und Petrochemikalien . 69 % bleiben für Endverbraucher. Der größte Teil der durch Umwandlung verlorenen Energie entsteht in thermischen Kraftwerken und der Eigennutzung der Energiewirtschaft.

Man muss bedenken, dass es unterschiedliche Qualitäten von Energie gibt . Wärme, insbesondere bei relativ niedriger Temperatur, ist Energie von geringer Qualität, während Strom eine qualitativ hochwertige Energie ist. Um 1 kWh Strom zu erzeugen, werden etwa 3 kWh Wärme benötigt. Aber auch mit einer Kilowattstunde dieses hochwertigen Stroms können mit einer Wärmepumpe mehrere Kilowattstunden Wärme in ein Gebäude gepumpt werden. Und Strom kann auf viele Arten genutzt werden, die Wärme nicht kann. Der "Verlust" an Energie, der bei der Stromerzeugung entsteht, ist also nicht gleichzusetzen mit einem Verlust beispielsweise durch Widerstände in Stromleitungen.

Endverbrauch

Der Gesamtendverbrauch (TFC) ist der weltweite Energieverbrauch der Endverbraucher (während der Primärenergieverbrauch (Eurostat) bzw ). Diese Energie besteht aus Treibstoff (78%) und Strom (22%). Die Tabellen listen die Beträge auf, ausgedrückt in Millionen Tonnen Öläquivalent pro Jahr (1 Mtoe = 11,63 TWh) und wie viel davon erneuerbare Energien sind. Nicht-energetische Produkte werden hier nicht berücksichtigt. Die Daten sind von 2018.

Kraftstoff :

• fossil: Erdgas, Brennstoff aus Erdöl (LPG, Benzin, Kerosin, Gas/Diesel, Heizöl), aus Kohle (Anthrazit, Steinkohle, Koks, Hochofengas).
• Erneuerbar: Biokraftstoff und Kraftstoff aus Abfall.
• für Fernwärme .

Die Mengen beziehen sich auf den unteren Heizwert .

Die erste Tabelle listet den Endverbrauch in den Ländern/Regionen mit dem meisten Konsum (85%) und pro Person auf. In Entwicklungsländern ist der Kraftstoffverbrauch pro Person gering und eher erneuerbar. Kanada, Venezuela und Brasilien erzeugen den größten Teil des Stroms mit Wasserkraft.

In Afrika werden 32 der 48 Nationen von der Weltbank zu einer Energiekrise erklärt. Siehe Energie in Afrika .

Die nächste Tabelle zeigt die Länder mit dem höchsten Konsum (85%) in Europa.

Trend

Im Zeitraum 2005–2017 weltweiter Endverbrauch von

• Kohle stieg um 23%,
• Öl und Gas stiegen um 18%,
• Strom stieg um 41 %.

Energie für Energie

Einiger Kraftstoff und Strom wird zu Konstrukt verwendet, pflegen und demolieren / Recycling - Anlagen , die Produkte Treibstoff und Elektrizität, wie Ölplattformen , Uran - Isotopentrenn und Windkraftanlagen. Damit diese Erzeuger wirtschaftlich sind, sollte das Verhältnis von Energierendite auf investierte Energie (EROEI) oder Energierendite auf Investition (EROI) groß genug sein.

Wenn die zum Verbrauch gelieferte Endenergie E ist und der EROI gleich R ist, dann ist die verfügbare Nettoenergie EE/R. Der Prozentsatz der verfügbaren Energie beträgt 100-100/R. Für R>10 sind mehr als 90% verfügbar, für R=2 jedoch nur 50% und für R=1 keine. Dieser steile Rückgang wird als Nettoenergieklippe bezeichnet .

Ausblick

IEA-Szenarien

Im World Energy Outlook 2021 (WEO) präsentiert die IEA vier Szenarien ^S.27 basierend auf dem Computer Model for the Assessment of Greenhouse Gas Induced Climate Change (MAGICC). Net Zero bis 2050 (NZE) ist ein integraler Bestandteil des WEO.

Im Stated Policies Scenario (STEPS) bewertet die IEA die wahrscheinlichen Auswirkungen der politischen Rahmenbedingungen für 2021. Dies würde dazu führen, dass die globalen Durchschnittstemperaturen im Jahr 2100 noch 2,6 °C über dem vorindustriellen Niveau erreichen würden. ^S.16

Das Announced Pledges Scenario (APS) geht davon aus, dass alle Klimaverpflichtungen vollständig und fristgerecht erfüllt werden. Die Durchschnittstemperatur wird bis 2100 auf etwa 2,1 °C ansteigen und weiter steigen. ^Abb.1.5

Das Szenario für nachhaltige Entwicklung (SDS) geht zusätzlich zu APS von einem Anstieg der Politik und Investitionen für saubere Energie aus. Fortgeschrittene Volkswirtschaften erreichen bis 2050 Netto-Null-Emissionen, China um 2060 und alle anderen Länder bis spätestens 2070. Dann erreicht die Temperatur bis 2050 einen Spitzenwert von 1,7 °C und könnte bis 2100 auf 1,5 °C sinken. ^{S.95, Abb.1.5} Der globale Energiemix ist im SDB nicht spezifiziert.

Die Netto - Null - Emissionen bis zum Jahr 2050 Szenario (NZE) erreichen globale Netto - Null - CO ₂ -Emissionen bis 2050 Die Temperatur wird bis zum Jahr 2050 und Rückgang auf 1,4 ° C bis zum Jahr 2100 bei 1,7 ° C Spitze ^Fig.1.4,1.5 Im Jahr 2050 die Hälfte des Energieverbrauches wird Strom sein, der zu fast 70 % durch Wind- und Solarenergie erzeugt wird, zu etwa 20 % aus anderen erneuerbaren Quellen und der Rest größtenteils aus Kernkraft. Die andere Hälfte sind Biomasse, Gas und Öl mit CCS (Carbon Capture and Storage) oder nicht-energetisch (Asphalt, Petrochemie). Der Verbrauch von Kohle sinkt um 90 %, Öl um 75 % und Gas um 55 %. Die Emissionen des Verkehrssektors sinken um 90 %, der Rest wird hauptsächlich durch schwere Lkw, Schifffahrt und Luftfahrt verursacht.

Investitionen in neue fossile Brennstoffe sind jetzt (2021) nicht mehr notwendig. Die jährlichen Energieinvestitionen sollen von weltweit durchschnittlich knapp über 2 Billionen US-Dollar in den letzten fünf Jahren auf fast 5 Billionen US-Dollar bis 2030 und auf 4,5 Billionen US-Dollar bis 2050 steigen. Der Großteil wird für die Erzeugung, Speicherung und Verteilung von Strom aufgewendet. und elektrische Endverbrauchergeräte (Wärmepumpen, Fahrzeuge).

Alternative Szenarien

Alternative Szenarien zur Erreichung der Ziele des Pariser Klimaabkommens werden von einem Team von 20 Wissenschaftlern der University of Technology of Sydney, des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt und der University of Melbourne entwickelt , zusammen mit Maßnahmen wie Wiederaufforstung. Kernkraft und CO2-Abscheidung sind in diesen Szenarien ausgeschlossen. Die Forscher sagen, dass die Kosten weit unter den 5 Billionen US-Dollar pro Jahr liegen werden, die Regierungen derzeit für die Subventionierung der für den Klimawandel verantwortlichen fossilen Brennstoffindustrie ausgeben (Seite ix).

Im Szenario +2,0 C (globale Erwärmung) kann der Gesamtprimärenergiebedarf im Jahr 2040 450 EJ = 10755 Mtoe bzw. 400 EJ = 9560 Mtoe im +1,5 Szenario deutlich unter der aktuellen Produktion liegen. Erneuerbare Energien können ihren Anteil im Jahr 2040 auf 300 EJ im +2,0 C-Szenario bzw. 330 PJ im +1,5-Szenario im Jahr 2040 steigern. Im Jahr 2050 können erneuerbare Energien nahezu den gesamten Energiebedarf decken. Der Nichtenergieverbrauch umfasst weiterhin fossile Brennstoffe. Siehe Abb.5 auf S.xxvii.

Die weltweite Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen wird in den alternativen Szenarien bis 2040 88 % und bis 2050 100 % erreichen. „Neue“ erneuerbare Energien – hauptsächlich Wind-, Solar- und Geothermie – werden 83 % der gesamten Stromerzeugung beitragen (S. xxiv). Die durchschnittlichen jährlichen Investitionen, die zwischen 2015 und 2050 erforderlich sind, einschließlich der Kosten für zusätzliche Kraftwerke zur Herstellung von Wasserstoff und synthetischen Kraftstoffen sowie für den Ersatz von Anlagen, werden rund 1,4 Billionen US-Dollar betragen (S.182).

Verlagerungen vom inländischen Luftverkehr auf die Schiene und von der Straße auf die Schiene sind erforderlich. Die Pkw-Nutzung muss in den OECD- Ländern nach 2020 zurückgehen (aber in den Entwicklungsländern zunehmen). Siehe Abb.4 auf S.xxii.

Die CO ₂ -Emissionen können von 32 Gt im Jahr 2015 auf 7 Gt (+2,0 Szenario) oder 2,7 Gt (+1,5 Szenario) im Jahr 2040 und auf null im Jahr 2050 sinken (S.xxviii).

Siehe auch

• Klimawandel
• Energiewirtschaft
  • Umweltauswirkungen der Energiewirtschaft
• Zur Geschichte siehe Artikel über Feuerbekämpfung , Kohle- und Ölförderung , Nutzung von Wind- und Wassermühlen und Segelschiffen .

Anmerkungen

Verweise

Weiterlesen

• Jacobson, Mark Z; Delucchi, Mark A; Cameron, Mary A; Mathiesen, Brian V. (2018). "Anpassung der Nachfrage an das Angebot zu niedrigen Kosten in 139 Ländern unter 20 Weltregionen mit 100 % intermittierendem Wind, Wasser und Sonnenlicht (WWS) für alle Zwecke". Erneuerbare Energie . 123 : 236–248. doi : 10.1016/j.renene.2018.02.009 .

Externe Links

• Weltenergieausblick der IEA
• Energie.gov
• International Energy Outlook , von der US Energy Information Administration