Энергоснабжение по всему миру - Worldwide energy supply

Эта статья возможно содержит синтез материала что не достоверно упомянуть или же иметь отношение к основной теме. Соответствующее обсуждение можно найти на страница обсуждения. (Апрель 2018 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Энергоснабжение по всему миру это мировое производство и подготовка топливо, производство электроэнергии и транспорт энергии. Энергоснабжение - огромная отрасль.

Многие страны публикуют статистические данные об энергоснабжении своей страны, других стран или мира. Мировые энергетические балансы издается одной из крупнейших организаций в этой области, Международное энергетическое агентство МЭА.^[1]Этот набор энергетических балансов очень велик. В этой статье приводится краткое описание энергоснабжения стран и регионов, которые производят и потребляют больше всего, с использованием статистических данных, обобщенных в таблицах.

Производство энергии на 80% состоит из ископаемых. Половина из них производится в Китае, США и США. Арабские государства Персидского залива. Страны Персидского залива и Норвегия экспортируют большую часть своей продукции, в основном в Европейский Союз и Японию, где вырабатывается недостаточно энергии для удовлетворения спроса. Производство энергии растет медленно, за исключением солнечной и ветровой энергии, рост которой составляет более 20% в год.

Первичные источники энергии трансформируются в энергетическом секторе для производства энергоносителей.

Произведенная энергия, например сырая нефть, обрабатывается, чтобы сделать ее пригодной для потребления конечными пользователями. Цепочка поставок между производством и конечным потреблением включает в себя множество операций по конверсии, а также торговлю и перевозки между странами, вызывая потерю одной трети энергии до того, как она будет потреблена.

Потребление энергии на человека в Северной Америке очень велико, в то время как в развивающихся странах оно низкое и более возобновляемое.^[1]

Мировой углекислый газ выбросы от ископаемого топлива составили 37 гигатонн в 2017 году.^[2] С учетом современной энергетической политики стран МЭА ожидает, что мировое потребление энергии в 2040 году увеличится более чем на четверть, и что цель, поставленная в Парижское соглашение об изменении климата почти не будет. Разработано несколько сценариев достижения цели.

Производство первичной энергии

Это мировое производство энергии, добытой или полученной непосредственно из природных источников. В статистика энергетики Первичная энергия (PE) относится к первому этапу, на котором энергия входит в цепочку поставок до любого дальнейшего процесса преобразования или преобразования.

Производство энергии обычно классифицируется как

• ископаемое, используя каменный уголь, сырая нефть и натуральный газ,
• ядерный, используя уран,
• возобновляемый, с помощью гидроэнергетика, биомасса, ветер и солнечная энергия, среди прочего.

Оценка первичной энергии проводится по определенным правилам^{[примечание 1]} для облегчения измерения и сравнения различных видов энергии. По этим правилам уран считается не ПЭ, а естественным источником ядерного ПЭ. Точно так же энергия потока воды и воздуха, приводящая в движение гидро- и ветряные турбины, а также солнечный свет, питающий солнечные панели, рассматриваются не как PE, а как источники PE.

В таблице указано мировое производство полиэтилена и страны / регионы, производящие его больше всего (90%). В этой статье Европа не включает Россию.

Суммы указаны в миллионах тонн нефтяного эквивалента в год (1 Мтнэ / год = 11,63 ТВтч / год = 1,327 ГВт). Данные^[1] 2017 года.^{[заметка 2]}

Щелкните заголовок столбца, чтобы расположить страны / регионы по этому виду первичной энергии.

Ведущими производителями США являются Техас 20%, Вайоминг 9%, Пенсильвания 9%, Западная Вирджиния 5% и Оклахома 5%.^[3]

На Среднем Востоке страны Персидского залива производят больше всего, Иран, Ирак, Кувейт, Оман, Катар, Саудовская Аравия и Арабские Эмираты. Небольшая часть поступает из Бахрейна, Иордании, Ливана, Сирии и Йемена.

Крупнейшие производители в Африке - Нигерия (249), ЮАР (158), Алжир (153) и Ангола (92).

В Европе больше всего производят Норвегия (206, нефть и газ), Франция (130, в основном атомная), Германия (115), Великобритания (120), Польша (64, в основном уголь) и Нидерланды (42, в основном природный газ).

Из возобновляемых источников энергии в мире 68% составляют биотопливо и отходы, в основном в развивающихся странах, 18% генерируется гидроэнергетикой и 14% - другими возобновляемыми источниками энергии.^[4]

Более подробную информацию о производстве энергии см.

• Список стран по производству электроэнергии
• Список стран по производству электроэнергии из возобновляемых источников
• Атомная энергетика по странам

Тренд

С 2015 по 2017 год мировое производство увеличилось на 2%, в основном в России (7%), Среднем Востоке (8%) и Индии (5%), в то время как Китай произвел на 3% меньше, а ЕС - на 2%. С 2017 по 2019 год мировая энергия выросла на 5%, в основном в США (15%) и Китае (9%).^[5]С 2015 по 2018 год энергия ветра увеличилась на 52%, а солнечная энергия - на 123%.^[6]

Преобразование энергии и торговля

Первичная энергия многими способами преобразуется в энергоносители, также известные как вторичная энергия.^[7]

• Уголь в основном идет на тепловые электростанции. Кокс получают путем деструктивной перегонки битуминозного угля.
• Сырая нефть в основном идет на нефтеперерабатывающие заводы
• Природный газ идет в переработка природного газа установки для удаления загрязняющих веществ, таких как вода, двуокись углерода и сероводород, а также для регулирования теплотворной способности. Используется как топливный газ, в том числе на тепловых электростанциях.
• Тепло ядерных реакций используется на тепловых электростанциях.
• Биомасса используется напрямую или конвертируется в биотопливо.

Электричество генераторы движимы

• пар или же газовые турбины в тепловая установка,
• или же водяные турбины в гидроэнергетика станция
• или же Ветряные турбины, обычно в ветряная электростанция.

Изобретение солнечная батарея в 1954 г. начал производство электроэнергии с помощью солнечных батарей, подключенных к инвертор мощности. Около 2000 года массовое производство панелей сделало это экономичным.

Большая часть первичной и преобразованной энергии продается между странами, около 5350 Мтнэ / год во всем мире, в основном нефть и газ. В таблице перечислены страны / регионы с большой разницей в экспорте и импорте. Отрицательное значение указывает, что для экономики необходим большой импорт энергии. Количества выражены в Mtoe / a, данные за 2017 год.^[1]

Проходит большой транспорт танкер, автоцистерна, Танкер СПГ, железнодорожный грузовой транспорт, трубопровод и по передача электроэнергии.

Общее предложение первичной энергии

Общее предложение первичной энергии (ОППЭ) указывает сумму производства и импорта за вычетом изменений экспорта и хранения.^[8] Для всего мира TPES почти равняется PE первичной энергии, но для стран TPES и PE различаются по количеству и качеству. Обычно речь идет о вторичной энергии, например, при импорте продукта нефтепереработки, поэтому TPES часто не является ПЭ. P в TPES не имеет того же значения, что и в PE. Это относится к необходимой энергии как Вход для производства части или всей энергии для конечных пользователей.

В таблице перечислены ОППЭ по всему миру, а также страны / регионы, использовавшие большую часть (83%) из них в 2017 году, а также ОППЭ на человека.^[1]

31% мирового первичного производства используется для переработки и транспортировки, а 6% - для неэнергетических продуктов, таких как смазочные материалы, асфальт и др. нефтехимия. 63% остается для конечных пользователей. Большая часть энергии, теряемой при преобразовании, происходит на тепловых электростанциях и в собственной энергетической промышленности.

Конечное потребление

Общее конечное потребление (TFC) это мировое потребление энергии конечными пользователями. Эта энергия состоит из топлива (79%) и электроэнергии (21%). В таблицах указаны суммы, выраженные в миллионах тонн нефтяного эквивалента в год (1 Мтнэ = 11,63 ТВт-ч), и сколько из них приходится на возобновляемые источники энергии. Неэнергетические продукты здесь не рассматриваются. Данные за 2017 год.^[1]

Топливо:

• ископаемое: природный газ, топливо, полученное из нефти (СНГ, бензин, керосин, газ / дизельное топливо, мазут), из угля (антрацит, битуминозный уголь, кокс, доменный газ).
• возобновляемые: биотопливо и топливо, полученное из отходов.
• за Районное отопление.

Суммы основаны на низкая теплотворная способность.

В первой таблице указано конечное потребление в мире и страны / регионы, которые потребляют больше всего (83%). В развивающихся странах потребление топлива на человека низкое и более возобновляемое. Канада, Венесуэла и Бразилия вырабатывают большую часть электроэнергии с помощью гидроэнергии.

Всемирный банк объявил, что в Африке 32 из 48 стран находятся в состоянии энергетического кризиса. Видеть Энергия в Африке.

В следующей таблице показаны страны, потребляющие больше всего (85%) в Европе.

Подробнее в Европе см. Энергия в Германии, Энергия во Франции, так далее.

Тренд

В период 2005-2017 гг. Мировое конечное потребление^[1] из

• уголь увеличился на 23%,
• нефть и газ выросли на 18%,
• электричество увеличилось на 41%.

Энергия для энергии

Некоторое количество топлива и электроэнергии используется для строительства, обслуживания и сноса / утилизации установок, производящих топливо и электричество, таких как нефтяные платформы, уран сепараторы изотопов и ветряные турбины. Чтобы эти производители были экономичными, соотношение энергия возвращается на вложенную энергию (EROEI) или окупаемость инвестиций (EROI) должен быть достаточно большим. В технической литературе нет единого мнения о методах и результатах расчета этих отношений.

Пол Броквей и др. пришли к выводу, что такие отношения, измеренные на стадии первичной энергии в скважине, вместо этого следует оценивать на заключительной стадии, когда энергия доставляется конечным пользователям, включая энергию, необходимую для преобразования и транспортировки. Они рассчитывают глобальные временные ряды EROI за 1995–2011 годы для ископаемого топлива как на первичной, так и на конечной стадиях выработки энергии и согласуются с общими оценками первичной стадии ~ 30, но находят очень низкие коэффициенты на последней стадии: около 6 и снижается. Они приходят к выводу, что низкие и падающие значения EROI могут привести к ограничению энергии, доступной для общества. И что EROI на основе возобновляемых источников энергии может быть выше EROI ископаемого топлива при измерении на той же конечной стадии энергетики.^[9]

Если на заключительном этапе поставленная энергия равна E, а EROI равен R, тогда чистая энергия, доступная обществу, равна E-E / R. Процент доступной энергии составляет 100-100 / р. Для R> 10 доступно более 90%, для R = 2 только 50%, а для R = 1 - нет. Этот крутой спад известен как обрыв чистой энергии.

Марко Раугей с 20 соавторами находят EROI 9-10 для фотоэлектрических систем в Швейцарии как отношение общей выработки электроэнергии к «эквивалентным инвестициям в электроэнергию». Они критикуют включение накопления энергии в расчет EROI для фотоэлектрических панелей или ветряных турбин, поскольку это сделало бы результат несовместимым с обычными расчетами EROI для других электростанций. Измерение эффективности энергетических технологий должно проводиться при всестороннем анализе энергетической системы страны.^[10]

Outlook

Сценарий МЭА

МЭА представляет четыре сценария в своем отчете «Перспективы развития мировой энергетики до 2020 года».^[11]

в Заявленные политики Сценарий (ШАГИ) и Отсроченное восстановление Сценарий (DRS) IEA оценивает вероятные последствия настроек политики 2020 года. Мировой спрос на энергию восстановится до уровня, существовавшего до пандемии COVID, примерно к 2024 году (стр. 27,28). Связанный с энергией CO₂ Выбросы после падения на 7% в 2020 году восстановятся примерно к 2022 году и вырастут примерно до 35 гигатонн (Гт) в 2030 году (рисунок 1.3), что далеко от немедленного пика и снижения выбросов, которые необходимы для выполнения Парижского соглашения (стр. 87). В 2030 году загрязнение воздуха станет причиной почти 6 миллионов преждевременных смертей, что примерно на 10% больше, чем сегодня (стр.32).

В Устойчивое развитие Сценарий (SDS) оценивает, что необходимо для выполнения Парижского соглашения. Инвестиции в чистую энергию и электрические сети вырастут с 0,9 триллиона долларов в 2019 году до 2,7 триллиона долларов в 2030 году (стр. 88). Тогда доля солнечной энергии и ветра в мировой генерации возрастет до 30% (стр. 34). Вместе с другими низкоуглеродными источниками (в основном гидро и атомная энергия) они производят почти две трети всей электроэнергии (стр. 54). Доля угля снижается до 15% (с.19). Выбросы метана сокращены на 75% по сравнению с уровнями 2019 года (с.106). Доля ископаемого топлива в структуре первичной энергии снижается, но остается высокой и составит около 70% в 2030 году (стр.104).

Тем не менее, SDS утверждает, что чистый нулевой CO₂ выбросы во всем мире могут быть достигнуты к 2070 году. SDS обеспечит 50% -ную вероятность ограничения повышения температуры до уровня ниже 1,65 ° C (стр. 54), но подробностей о том, как это сделать, не приводится.

в Чистый ноль выбросов к 2050 году (NZE2050) Сценарий (Глава 4) CO₂ выбросы в энергетическом секторе снизятся примерно на 60% в период с 2019 по 2030 год. Ежегодное добавление солнечных фотоэлектрических систем во всем мире увеличится со 110 ГВт в 2019 году до почти 500 ГВт в 2030 году. Новозеландская неделя 2050 потребует беспрецедентной мобилизации ресурсов во всем мире. Этого явно не происходит.^[12]

Альтернативный сценарий

Возможны многие сценарии. Действия, предпринятые правительствами, будут иметь решающее значение для определения пути, по которому им следует идти. По состоянию на 2019 год все еще есть шанс удержать глобальное потепление ниже 1,5 ° C, если больше не будут строиться электростанции, работающие на ископаемом топливе, а некоторые существующие электростанции, работающие на ископаемом топливе, будут досрочно закрыты вместе с другими мерами, например восстановление лесов.^[13]

Альтернатива Достижение целей Парижского соглашения по климату Сценарии разрабатываются группой из 20 ученых из Технологического университета Сиднея, Немецкого аэрокосмического центра и Мельбурнского университета с использованием данных МЭА, но с предложением перехода к почти 100% возобновляемым источникам энергии к середине века, наряду с такими шагами, как лесовосстановление. . Ядерная энергия и улавливание углерода исключаются в этих сценариях.^[14] Исследователи говорят, что затраты будут намного меньше, чем 5 триллионов долларов в год, которые в настоящее время правительства тратят на субсидирование предприятий, занимающихся ископаемым топливом, ответственных за изменение климата (стр. Ix).

В сценарии +2,0 C (глобальное потепление) общий спрос на первичную энергию в 2040 году может составить 450 ЭДж = 10755 Мтнэ или 400 ЭДж = 9560 Мтнэ в Сценарии +1,5, что значительно ниже текущего уровня производства. Возобновляемые источники могут увеличить свою долю до 300 ЭДж в сценарии +2,0 C или 330 ПДж в сценарии +1,5 в 2040 году. В 2050 году возобновляемые источники энергии могут покрыть почти все потребности в энергии. Неэнергетическое потребление по-прежнему будет включать ископаемое топливо. См. Рис. 5 на стр. Xxxvii.

В соответствии с альтернативными сценариями, мировое производство электроэнергии из возобновляемых источников энергии достигнет 88% к 2040 году и 100% к 2050 году. «Новые» возобновляемые источники энергии - в основном ветровая, солнечная и геотермальная энергия - составят 83% от общего объема произведенной электроэнергии (стр. Xxxiv). Среднегодовые инвестиции, необходимые в период с 2015 по 2050 год, включая затраты на дополнительные электростанции для производства водорода и синтетического топлива, а также на замену электростанций, составят около 1,4 триллиона долларов (стр. 182).

Необходим переход с внутренней авиации на железнодорожный и с автомобильного на железнодорожный. Использование легковых автомобилей должно уменьшиться в ОЭСР страны (но рост в регионах развивающегося мира) после 2020 года. Снижение использования легковых автомобилей будет частично компенсировано значительным увеличением железнодорожных и автобусных систем общественного транспорта. См. Рис. 4 на стр. Xxxii.

CO₂ выбросы могут снизиться с 32 Гт в 2015 году до 7 Гт (сценарий +2,0) или 2,7 Гт (сценарий +1,5) в 2040 году и до нуля в 2050 году (стр. xxxviii).

Смотрите также

• Управление спросом на энергию
• Энергетика
  • Воздействие энергетики на окружающую среду
• Глобальное потепление
• Мировое потребление энергии
  • Список стран по общему потреблению и производству первичной энергии
• Историю см. В статьях о контроле над Огонь, добыча каменный уголь и масло, использование ветер - и водяные мельницы и парусники.

Примечания

Рекомендации

дальнейшее чтение

• Стратегии умной энергетики: решение проблемы изменения климата. Wirtschaft, Energie, Umwelt. vdf Hochschulverlag AG. 2008. С. 79–80. ISBN  978-3-7281-3218-5. Получено 31 мая, 2017.
• Якобсон, Марк З; Делукки, Марк А; Bauer, Zack A.F; Гудман, Саванна C; Чепмен, Уильям Э; Кэмерон, Мэри А; Бозоннат, Седрик; Чобади, Лиат; Клонтс, Хейли А; Эневольдсен, Питер; Эрвин, Дженни Р.; Фоби, Симона Н; Голдстром, Оуэн К.; Хеннесси, Элеонора М; Лю, Цзинъи; Ло, Джонатан; Мейер, Клейтон Б; Моррис, Шон Б.; Мой, Кевин Р.; О'Нил, Патрик Л; Петков, Ивалин; Редферн, Стефани; Шукер, Робин; Зонтаг, Майкл А; Ван, Цзинфань; Вайнер, Эрик; Ячанин, Александр С (2017). «Дорожные карты 100% чистой и возобновляемой энергии ветра, воды и солнечного света для 139 стран мира». Джоуль. 1: 108–121. Дои:10.1016 / j.joule.2017.07.005.
• Якобсон, Марк З; Делукки, Марк А; Кэмерон, Мэри А; Мэтизен, Брайан V (2018). «Обеспечение соответствия спроса и предложения по низкой цене в 139 странах из 20 регионов мира со 100% непостоянным ветром, водой и солнечным светом (WWS) для всех целей». Возобновляемая энергия. 123: 236–248. Дои:10.1016 / j.renene.2018.02.009.