Maailman energiankulutuksella tarkoitetaan ihmisen sivilisaation kuluttaman energian kokonaismäärää . Pääsääntöisesti se sisältää kaiken energian, joka on otettu kaikista energialähteistä ja jonka ihmiskunta kuluttaa kaikilla talouden teollisuus- ja kuluttajasektoreilla kussakin maassa. Sivilisaation energiamittarina maailman energiankulutuksella on suuri merkitys ihmissivilisaation sosioekonomiselle ja poliittiselle alueelle.
Sellaiset instituutiot kuin Kansainvälinen energiajärjestö (IEA), Yhdysvaltain energiatietohallinto (EIA) ja Euroopan ympäristövirasto (EEA) pitävät kirjaa ja julkaisevat säännöllisesti energiatietoja . Tarkennetun tiedon ja globaalin energiankulutuksen ymmärtämisen avulla voimme tunnistaa systeemiset trendit ja mallit, muokata ajankohtaisia energiakysymyksiä ja tehdä optimaalisia päätöksiä kaikille.
Energiatehokkuuden parantamiseksi ja energian säästämiseksi tehdään jatkuvaa työtä . Uusiutuvien energialähteiden rooli kasvaa . Vuonna 2018 uusiutuvien energialähteiden osuus sähköntuotannosta oli 26 % ja ydinvoiman osuus 36,1 %. [3]
| Energiankulutus lähteittäin, PWh [4] | ||||
|---|---|---|---|---|
| Fossiili | Ydin | Uusiutuva | Kaikki yhteensä | |
| 1990 | 83,374 | 6.113 | 13.082 | 102,569 |
| 2000 | 94,493 | 7,857 | 15.337 | 117,687 |
| 2008 | 117.076 | 8,283 | 18,492 | 143,851 |
| Muutos 2000-2008 | 22,583 | 0,426 | 3.155 | 26.164 |
G20 -maiden energiankulutuksen kasvu hidastui 2 prosenttiin vuonna 2011 talouskriisin vuoksi . Muutaman viime vuoden aikana maailmanlaajuista energian kysyntää ovat ohjanneet Kiinan ja Intian kasvavat markkinat, kun taas kehittyneet maat ovat kamppailleet talouden taantuman, korkean öljyn hinnan ja jatkuvan tai jopa pienentyneen energiankulutuksen kanssa. [5]
Kansainvälisen energiajärjestön IEA :n (International Energy Agency) mukaan keskimääräinen energiankulutus asukasta kohden kasvoi 10 % vuodesta 1990 vuoteen 2008, kun taas maailman väestö kasvoi 27 %. Myös alueellinen energiankulutus kasvoi vuodesta 1990 vuoteen 2008: Lähi-idässä - 170%, Kiinassa - 146%, Intiassa - 91%, Afrikassa - 70%, Latinalaisessa Amerikassa - 66%. USA - 20 %, EU-27 - 7 % ja maailmanlaajuisesti 39 %.
Vuonna 2008 maailman kokonaisenergiankulutus oli 474 EJ ( 474⋅10 18 J = 132 000 TWh), mikä vastaa 15 TW:n keskimääräistä energiankulutusta. [6] Vuotuinen uusiutuvan energian kulutuspotentiaali: aurinko 1 575 EJ (438 000 TWh), tuuli 640 EJ (178 000 TWh), geoterminen 5 000 EJ (1 390 000 TWh) h, biomassa - 276 EJ (77 000 TWh), vesivoima -15000 TWh TWh) ja merienergiaa - 1 EJ (280 TWh). [7] [8] [9]
Energiankulutus G20 -maissa kasvoi yli 5 % vuonna 2010 vuoden 2009 lievän laskun jälkeen. Vuonna 2009 maailmanlaajuinen energiankulutus laski -1,1 % (vastaa 130 Mt öljyä) ensimmäistä kertaa 30 vuoteen talouskriisin seurauksena, joka pienensi maailman BKT:tä 0,6 % vuonna 2009. [kymmenen]
Energiankulutuksen lasku johtui kahdesta vastakkaisesta suuntauksesta: energian kulutuksen merkittävästä kasvusta useissa kehitysmaissa, erityisesti Aasiassa (+4 %), ja kulutuksen 4,7 % laskusta OECD-maissa vuosina 2009-2000. Pohjois-Amerikassa energiankulutus laski 4,5 %, Euroopassa 5 % ja IVY-maissa 8,5 % taloudellisen toimeliaisuuden hidastumisesta johtuen. Kiinasta on tullut yksi maailman suurimmista energiankuluttajista (18 % kokonaiskulutuksesta), kasvua oli 8 % vuonna 2009 (4 % vuonna 2008). Öljy säilyi tärkeimpänä energialähteenä 33 prosentin osuudellaan huolimatta siitä, että sen osuus pienenee jatkuvasti. Hiilen merkitys maailman energiankulutuksessa kasvaa: vuonna 2009 sen osuus kokonaisenergiankulutuksesta oli 27 %.
Suurin osa energiasta kuluu tuotantomaissa, koska lopputuotteiden kuljettaminen on halvempaa kuin raaka-aineet. Vuonna 2008 viennin osuus energian kokonaistuotannosta polttoainetyypeittäin: öljy - 50 % (1 952/3 941 Mt), kaasu - 25 % (800/3 149 miljardia m³), kivihiili - 14 % (793/5 845 Mt) ja sähkö - 1 % (269/20 181 TWh). [yksitoista]
Tshernobylin katastrofin (1986) jälkeen investoinnit ydinvoimaan olivat pieniä.
Fossiilisen energian kulutus kasvoi voimakkaasti vuosina 2000–2008. [12]
Yli 1 600 miljardia dollaria investoitiin vuonna 2013 maailman kuluttajien energian saamiseen, mikä on yli kaksinkertainen määrä vuonna 2000; Energiatehokkuuden parantamiseen on investoitu 130 miljardia dollaria .
Uusiutuvan energian rooli kasvaa : investoinnit olivat 60 miljardia dollaria vuonna 2000, huippunsa 300 miljardissa dollarissa vuonna 2011 ja 250 miljardia dollaria vuonna 2013. 1 100 miljardia dollaria investoitiin fossiilisten polttoaineiden talteenottoon ja kuljetukseen , öljynjalostukseen ja fossiilisia polttoaineita käyttävien lämpövoimaloiden rakentamiseen (2013) [13] .
IEA arvioi noin 190 maata kattavan Pariisin sopimuksen sitoumusten tarkastelun perusteella maailmanlaajuisen energiankulutuksen kasvavan 30 % vuoteen 2040 mennessä Intian, Kaakkois-Aasian ja Kiinan teollistumisen vuoksi . Samaan aikaan uusiutuvan energian kulutus kasvaa nopeimmin, maakaasun kulutus kasvaa 50 %, öljyn kysyntä saavuttaa huippunsa vuoteen 2040 mennessä, eikä hiilen käyttö kasva [14] .
| Alueellinen energiankulutus (kWh/asukas ja PWh) ja kasvu vuosina 1990–2008 (%) [15] [16] | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| kWh / asukas | Väestö (milj.) | Energiankulutus (PWh) | |||||||
| 1990 | 2008 | Kasvu | 1990 | 2008 | Kasvu | 1990 | 2008 | Kasvu | |
| USA | 89 021 | 87 216 | – 2 % | 250 | 305 | 22 % | 22.3 | 26.6 | kaksikymmentä% |
| EU-27 | 40 240 | 40 821 | yksi% | 473 | 499 | 5 % | 19.0 | 20.4 | 7 % |
| Lähi-Itä | 19 422 | 34 774 | 79 % | 132 | 199 | 51 % | 2.6 | 6.9 | 170 % |
| Kiina | 8 839 | 18 608 | 111 % | 1 141 | 1 333 | 17 % | 10.1 | 24.8 | 146 % |
| Latinalainen Amerikka | 11 281 | 14 421 | 28 % | 355 | 462 | kolmekymmentä% | 4.0 | 6.7 | 66 % |
| Afrikka | 7.094 | 7 792 | kymmenen% | 634 | 984 | 55 % | 4.5 | 7.7 | 70 % |
| Intia | 4419 | 6 280 | 42 % | 850 | 1 140 | 34 % | 3.8 | 7.2 | 91 % |
| muu* | 25 217 | 23 871 | -5 % | 1430 | 1766 | 23 % | 36.1 | 42.2 | 17 % |
| Koko maailma | 19 422 | 21 283 | kymmenen% | 5 265 | 6 688 | 27 % | 102.3 | 142.3 | 39 % |
Lähde: IEA /OECD, Population OECD/World Bank
| |||||||||
Suurin osa maailman energiavaroista tulee aurinkoenergian muuntamisesta planeetan pinnalla muihin muotoihin. Osa tästä energiasta on säilynyt fossiilisten energiavarojen muodossa, osa voidaan käyttää suoraan tai välillisesti esimerkiksi tuuli-, aurinko-, vesi- tai aaltovoimaloiden avulla. Satelliittien mittaama energiamäärä on noin 1368 W/m² [17] ja vaihtelee 6,9 % vuoden aikana johtuen Maan erilaisesta etäisyydestä Auringosta. Planeetan vastaanottaman aurinkoenergian kokonaismäärä on noin 89 PW.
Arviot maailman jäljellä olevista uusiutumattomista energiavaroista vaihtelevat, kun taas jäljellä olevien fossiilisten energiavarojen arvioidaan olevan 0,4 IJ (1 IJ = 10 24 J ) ja käytettävissä olevien ydinenergiavarojen , kuten uraanin, määrä ylittää 2,5 IJ. Fossiilisten energiavarojen suuruudeksi voidaan arvioida 0,6-3,0 IJ, jos metaanihydraattivarat otetaan mukaan arvioon , mikäli ne ovat teknisesti saatavilla.
Aurinkoenergian virtaus Maahan on 3,8 IJ/vuosi, mikä varjostaa kaikkien uusiutumattomien energialähteiden varannot.
Maailman energian hiilidioksidipäästöt olivat 33 gigatonnia vuonna 2018, mikä on 1,7 % enemmän kuin edellisenä vuonna [18] .
Ilmaston lämpenemisen rajoittaminen kahteen asteeseen joka vuosi on IEA :n vuonna 2012 mukaan yhä vaikeampaa ja kalliimpaa – jos toimenpiteisiin ei tehdä ennen vuotta 2017, kaikki sallitut hiilidioksidipäästöt kuluvat energiainfrastruktuurissa jo vuonna 2017. [ päivitä tiedot ]
Yritetään pienentää450 ppm:n skenaarion mukaan noin 60 % vuonna 2040 tuotetusta sähköstä olisi peräisin uusiutuvista energialähteistä [19] . Sähköntuotannon keskimääräisten päästöjen pitäisi laskea 80 grammaan CO 2 / kWh (kun taas vuonna 2018 ne ovat 475 grammaa CO 2 / kWh) [20] .
Globaali energiantuotanto, kuten loppukulutus, eroaa maailman energiankäytöstä erilaisten hävikkien vuoksi. Esimerkiksi vuonna 2008 maailman energiantuotanto oli 143 PWh, kun taas kulutus oli vain 98 PWh. Energiahäviöt riippuvat käytetystä energialähteestä ja tekniikoista. Lämpövoimalaitosten hyötysuhteella on perustavanlaatuisia rajoituksia, esimerkiksi ydinvoimalaitokset menettävät noin 70 % ympäristön lämmittämiseen ja vain noin 30 % muunnetaan sähköksi (esim. vuonna 2008 kaikki maailman ydinvoimalaitokset tuottivat 8 PWh (noin 5,8 % kokonaistuotannosta), kun taas kuluttajat saavutti vain 2,7 PWh).
Energiaa voi esiintyä eri muodoissa ja eri ominaisuuksilla . Lämpöenergia on varsinkin matalissa kantoainelämpötiloissa huonolaatuista (vain pieni osa siitä voidaan muuttaa lämpökoneella hyödylliseksi työksi ), kun taas sähkö on korkealaatuinen energiamuoto. Se vaatii noin 3 kWh lämmöksi varastoitunutta energiaa riittävän korkeassa lämpötilassa tuottamaan 1 kWh sähköä.
Myös energian varastoinnin ja kuljetuksen mukavuus otetaan huomioon. Vuonna 2018 johtaja on öljy- ja polttoainejohdannaiset. Uskotaan, että vaikka EROEI laskisi alle yhden, öljyn tuotanto/synteesi jatkuu käytön helppouden vuoksi.
Energiankulutus korreloi heikosti BKT :n ja ilmaston kanssa, mutta ero on suuri jopa kehittyneimpien maiden, kuten Japanin ja Saksan, jotka kuluttavat 6 kW energiaa asukasta kohden, ja Yhdysvaltojen 11,4 kW:n välillä. Kehitysmaissa , erityisesti subtrooppisilla ja trooppisilla leveysasteilla sijaitsevissa maissa, kuten Intiassa, energiankulutus asukasta kohden on noin 0,7 kW ; Bangladeshin energiankulutus on vähintään 0,2 kWh henkeä kohti.
Yhdysvallat kuluttaa 25 prosenttia maailman energiasta, 22 prosenttia maailman BKT:sta ja 4,59 prosenttia maailman väestöstä. [21] . Merkittävin energiankulutuksen kasvu on tällä hetkellä Kiinassa , joka on kasvanut 5,5 % vuodessa viimeisen 25 vuoden aikana; sen väestö (1,3 miljardia ihmistä, 19,6 % maailman väestöstä [21] ) kuluttaa 1,6 kW energiaa asukasta kohden.
Yksi maan energiatehokkuuden mittari on energiaintensiteetti , joka mittaa, kuinka paljon energiaa maa tarvitsee tuottaakseen yhden dollarin bruttokansantuotteesta.
Vuonna 2013 Saudi-Arabian , Venäjän ja Yhdysvaltojen osuus maailman öljyntuotannosta oli 36,6 % [22] .
Saudi-Arabian, Venäjän ja Nigerian osuus öljyn viennistä oli (vuonna 2012) 37 prosenttia [22] .
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vuosina 2002-2012 noin puolet energiankulutuksen kasvusta tuli hiilestä, mikä ylittää kaikkien uusiutuvien energialähteiden kapasiteetin kasvun [24] . Vuonna 2013 maailmanlaajuinen tuotanto saavutti huippunsa 9 miljardiin tonniin vuodessa [25]
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
| Maailman energiankulutus talouden sektoreittain [29] | ||||
|---|---|---|---|---|
| 2000 | 2008 | 2000 | 2008 | |
| TWh | %* | |||
| Ala | 21 733 | 27 273 | 26.5 | 27.8 |
| Kuljetus | 22 563 | 26 742 | 27.5 | 27.3 |
| Henkilökohtainen kulutus ja palvelut | 30 555 | 35 319 | 37.3 | 36.0 |
| Muut | 7 119 | 8 688 | 8.7 | 8.9 |
| Kaikki yhteensä* | 81 970 | 98 022 | 100 | 100 |
| Lähde: IEA 2010 | ||||
Teolliset kuluttajat (maatalous, kaivostoiminta, valmistus, rakentaminen) kuluttavat noin 37 % 15 miljardin MWh:n kokonaistuotannosta. Henkilö- ja hyötyajoneuvot kuluttavat noin 20 %; henkilökohtaisia lämmitys-, valaistus- ja sähkölaitteita käyttää 11 %; kaupallisen kulutuksen (valaistus, liikerakennusten lämmitys ja jäähdytys, vesihuolto ja viemäröinti) osuus energian kokonaiskulutuksesta on noin 5 %. [kolmekymmentä]
Loput 27 % maailman energiankulutuksesta menetetään sähkön tuotannossa ja siirrossa. Vuonna 2005 maailman sähkönkulutus oli noin 2 miljardia MWh, jonka tuotantoon käytettiin noin 5 miljardia MWh energiaa, koska olemassa olevien voimalaitosten hyötysuhde on noin 38 %. [31] Uuden sukupolven kaasukäyttöisten CHP-laitosten hyötysuhde on huomattavasti korkeampi, 55 %. Mutta maailman yleisin lämpövoimaloiden polttoaine on edelleen kivihiili. [32]
Euroopan ympäristökeskus (EEA) ottaa huomioon vain energian loppukulutuksen (eli ei sisällä sähkön tuotannossa ja siirrossa menetettyä energiaa) ja katsoo, että liikenne kuluttaa 31,5 % energian loppukulutuksesta, teollisuus 27,6 %, kotitaloudet - 25,9 %. palvelusektori - 11,4 % ja maatalous - 3,7 %. [33] Energiankulutus aiheuttaa suurimman osan kasvihuonekaasupäästöistä (79 %). Energiasektori vastaa 31 %:sta, liikenne 19 %, teollisuus 13 %, kotitaloudet 9 % ja muut 7 %. [34]
Vaikka energiatehokkuudesta on tulossa yhä tärkeämpi julkisen politiikan kannalta, yli 70 prosenttia Euroopan unionin hiilivoimaloista on yli 20 vuotta vanhoja ja toimivat 32–40 prosentin hyötysuhteella. [35] Tekninen kehitys 1990-luvulla on lisännyt uusien CHP-laitosten tehokkuutta 40–45 prosenttiin. [35] Euroopan komission mukaan tämä on kuitenkin edelleen alle parhaiden käytettävissä olevien teknologioiden (BAT), joiden tehokkuus on 46–49 prosenttia. [35] Kaasukäyttöisten CHP-laitosten hyötysuhde on keskimäärin 52 prosenttia verrattuna 58–59 prosenttiin BAT:sta. Kaasu- ja öljykattilat toimivat keskimäärin 36 % hyötysuhteella (NST tarjoaa 47 %). [35] Euroopan komission saman arvion mukaan uusien tehokkaiden CHP-laitosten rakentaminen ja useimpien olemassa olevien CHP-laitosten tehokkuuden lisääminen 51,5 prosentin keskimääräiseen hyötysuhteeseen vuonna 2020 vähentävät 15 miljardin m³:n vuosittaista kulutusta. maakaasua ja 25 miljoonaa tonnia hiiltä. [35]