Světová spotřeba energie se týká celkového množství energie spotřebované lidskou civilizací . Zpravidla zahrnuje veškerou energii vytěženou ze všech energetických zdrojů a spotřebovanou lidstvem ve všech průmyslových a spotřebitelských sektorech ekonomiky v každé zemi. Světová spotřeba energie jako energetické měřítko civilizace má velký význam pro socioekonomickou a politickou sféru lidské civilizace.
Instituce jako Mezinárodní energetická agentura (IEA), US Energy Information Administration (EIA) a Evropská agentura pro životní prostředí (EEA) uchovávají záznamy a pravidelně zveřejňují energetická data . Vytříbená data a porozumění globální spotřebě energie nám umožňují identifikovat systémové trendy a vzorce, utvářet aktuální energetické problémy a přijímat optimální rozhodnutí pro všechny.
Neustále se pracuje na zlepšování energetické účinnosti a úspor energie . Role obnovitelných zdrojů energie roste . V roce 2018 byl podíl obnovitelných zdrojů energie na výrobě elektřiny 26 %, spolu s jadernou energií – 36,1 %. [3]
| Spotřeba energie podle zdrojů, PWh [4] | ||||
|---|---|---|---|---|
| Fosilní | Nukleární | Obnovitelný | Celkový | |
| 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 |
| Změna 2000-2008 | 22,583 | 0,426 | 3,155 | 26,164 |
Růst spotřeby energie G20 se v roce 2011 zpomalil na 2 % v důsledku hospodářské krize . Během několika posledních let byla globální poptávka po energii poháněna rostoucími čínskými a indickými trhy, zatímco rozvinuté země se potýkaly s ekonomickým zpomalením, vysokými cenami ropy a trvalou nebo dokonce sníženou spotřebou energie. [5]
Podle IEA (International Energy Agency) vzrostla od roku 1990 do roku 2008 průměrná spotřeba energie na hlavu o 10 %, zatímco světová populace vzrostla o 27 %. Regionální spotřeba energie se od roku 1990 do roku 2008 také zvýšila: na Středním východě - o 170 %, v Číně - o 146 %, v Indii - o 91 %, v Africe - o 70 %, v Latinské Americe - o 66 %, v USA - o 20 %, v EU-27 o 7 % a celosvětově o 39 %.
V roce 2008 byla celková světová spotřeba energie 474 EJ ( 474⋅10 18 J = 132 000 TWh), což odpovídá průměrné spotřebě energie 15 TW. [6] Potenciál roční spotřeby energie z obnovitelných zdrojů: solární 1 575 EJ (438 000 TWh), větrná 640 EJ (178 000 TWh), geotermální 5 000 EJ (1 390 000 TWh) h), biomasa - 276 EJ (77 000 EJ, vodní elektrárna 77 000 TWh) TWh) a energie oceánu - 1 EJ (280 TWh). [7] [8] [9]
Spotřeba energie v zemích G20 vzrostla v roce 2010 o více než 5 % po mírném poklesu v roce 2009. V roce 2009 klesla celosvětová spotřeba energie o -1,1 % (odpovídá 130 Mt ropy) poprvé za 30 let v důsledku hospodářské krize, která v roce 2009 snížila globální HDP o 0,6 %. [deset]
Pokles spotřeby energie byl důsledkem dvou opačných trendů: výrazného nárůstu spotřeby energie v několika rozvojových zemích, zejména v Asii (+4 %), a poklesu spotřeby v zemích OECD o 4,7 % v letech 2009 až 2000. V Severní Americe, Evropě a SNS spotřeba energie klesla o 4,5 %, 5 % a 8,5 % v důsledku zpomalení ekonomické aktivity. Čína se stala jedním z největších světových spotřebitelů energie (18 % z celkového počtu), přičemž v roce 2009 vzrostla o 8 % (4 % v roce 2008). Ropa zůstala nejvýznamnějším energetickým zdrojem s podílem 33 %, a to i přesto, že její podíl neustále klesá. Uhlí hraje ve světové spotřebě energie stále důležitější roli: v roce 2009 představovalo 27 % celkové spotřeby.
Většina energie se spotřebovává v zemích vyrábějících, protože je levnější přepravovat konečné produkty než suroviny. V roce 2008 se podíl exportu na celkové výrobě energie podle druhu paliva: ropa - 50 % (1 952/3 941 Mt), plyn - 25 % (800/3 149 miliard m³), uhlí - 14 % (793/5 845 Mt) a elektřiny - 1 % (269/20 181 TWh). [jedenáct]
Po černobylské katastrofě (1986) byly investice do jaderné energie malé.
Spotřeba fosilní energie v letech 2000–2008 výrazně vzrostla. [12]
V roce 2013 bylo investováno více než 1 600 miliard USD do napájení světových spotřebitelů, což je více než dvojnásobek toho, co v roce 2000; Do zlepšení energetické účinnosti bylo investováno 130 miliard dolarů .
Role obnovitelné energie roste : investice byly v roce 2000 60 miliard USD, v roce 2011 dosáhly vrcholu 300 miliard USD a v roce 2013 činily 250 miliard USD. 1 100 miliard USD bylo investováno do těžby a přepravy fosilních paliv , rafinace ropy a výstavby tepelných elektráren využívajících fosilní paliva (2013) [13] .
IEA na základě přezkumu závazků Pařížské dohody, zahrnující asi 190 zemí, očekává, že celosvětová spotřeba energie vzroste do roku 2040 o 30 % v důsledku industrializace Indie, jihovýchodní Asie a Číny. Spotřeba obnovitelné energie přitom roste nejrychlejším tempem, spotřeba zemního plynu se zvyšuje o 50 %, poptávka po ropě dosáhne vrcholu do roku 2040 a spotřeba uhlí neporoste [14] .
| Regionální spotřeba energie (kWh/obyvatele a PWh) a růst v letech 1990–2008 (%) [15] [16] | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| kWh/obyv | Populace (miliony) | Spotřeba energie (PWh) | |||||||
| 1990 | 2008 | Růst | 1990 | 2008 | Růst | 1990 | 2008 | Růst | |
| USA | 89 021 | 87 216 | – 2 % | 250 | 305 | 22 % | 22.3 | 26.6 | dvacet% |
| EU-27 | 40 240 | 40 821 | jeden% | 473 | 499 | 5 % | 19.0 | 20.4 | 7 % |
| Blízký východ | 19 422 | 34 774 | 79 % | 132 | 199 | 51 % | 2.6 | 6.9 | 170 % |
| Čína | 8 839 | 18 608 | 111 % | 1 141 | 1 333 | 17 % | 10.1 | 24.8 | 146 % |
| Latinská Amerika | 11 281 | 14 421 | 28 % | 355 | 462 | třicet% | 4,0 | 6.7 | 66 % |
| Afrika | 7,094 | 7 792 | deset% | 634 | 984 | 55 % | 4.5 | 7.7 | 70 % |
| Indie | 4419 | 6 280 | 42 % | 850 | 1 140 | 34 % | 3.8 | 7.2 | 91 % |
| Jiný* | 25 217 | 23 871 | -5 % | 1430 | 1766 | 23 % | 36.1 | 42.2 | 17 % |
| Celý svět | 19 422 | 21 283 | deset% | 5 265 | 6 688 | 27 % | 102,3 | 142,3 | 39 % |
Zdroj: IEA /OECD, Obyvatelstvo OECD/Světová banka
| |||||||||
Většina světových energetických zdrojů pochází z přeměny sluneční energie na povrchu planety do jiných forem. Část této energie se zachovala ve formě fosilních energetických zdrojů, část lze přímo či nepřímo využít např. pomocí větrných, solárních, vodních nebo vlnových elektráren. Množství energie měřené satelity je přibližně rovné 1368 W/m² [17] a kolísá během roku o 6,9 % v důsledku různé vzdálenosti Země od Slunce. Celkové množství sluneční energie přijaté planetou se přibližně rovná 89 PW.
Odhady zbývajících světových neobnovitelných zdrojů energie se liší, zatímco zbývající zdroje fosilní energie se odhadují na 0,4 IJ (1 IJ = 10 24 J ) a dostupné zdroje jaderné energie, jako je uran, přesahují 2,5 IJ. Fosilní zdroje energie lze odhadnout na 0,6-3,0 IJ, pokud jsou do odhadu zahrnuty zásoby hydrátu metanu , za předpokladu, že jsou technicky dostupné.
Tok sluneční energie na Zemi je 3,8 IJ / rok, což zastiňuje zásoby všech neobnovitelných zdrojů energie.
Emise oxidu uhličitého z celosvětové energetiky byly v roce 2018 33 gigatun, což je o 1,7 % více než v předchozím roce [18] .
Omezení oteplování klimatu na 2 °C každý rok je podle IEA v roce 2012 stále obtížnější a nákladnější – pokud nebudou do roku 2017 přijata žádná opatření, všechny povolené emise CO2 budou vyčerpány energetickou infrastrukturou již v roce 2017. [ aktualizovat údaje ]
Pokusy o sníženíPodle scénáře 450 ppm by asi 60 % elektřiny vyrobené v roce 2040 mělo pocházet z obnovitelných zdrojů energie [19] ; průměrné emise z výroby elektřiny by měly klesnout na 80 gramů CO 2 na kWh (zatímco v roce 2018 jsou to 475 gramů CO 2 na kWh) [20] .
Globální výroba energie, stejně jako konečná spotřeba, se liší od světové spotřeby energie v důsledku různých ztrát. Například v roce 2008 byla světová produkce energie 143 PWh, zatímco spotřeba jen 98 PWh. Energetické ztráty závisí na zdroji energie a použitých technologiích. Efektivita tepelných elektráren má zásadní omezení, např. jaderné elektrárny ztrácejí na ohřev prostředí asi 70 % a na elektřinu se přeměňuje jen asi 30 % (např. v roce 2008 vyrobily všechny jaderné elektrárny na světě 8 PWh (cca 5,8 % celkové produkce), zatímco ke spotřebitelům se dostalo pouze 2,7 PWh).
Energie může existovat v různých formách s různými kvalitami . Tepelná energie , zejména při nízkých teplotách nosiče, je nekvalitní (jen její malý zlomek může být tepelným motorem přeměněn na užitečnou práci ), zatímco elektřina je vysoce kvalitní forma energie. K výrobě 1 kWh elektřiny jsou potřeba asi 3 kWh energie uložené jako teplo při dostatečně vysoké teplotě.
Zohledněno je také pohodlí při skladování a přepravě energie. Pro rok 2018 jsou lídrem ropné a palivové deriváty. Předpokládá se, že i při poklesu EROEI pod jednu bude produkce / syntéza ropy pokračovat díky snadnému použití.
Spotřeba energie slabě koreluje s HDP a klimatem, ale velký rozdíl je i mezi nejvyspělejšími zeměmi jako Japonsko a Německo, které spotřebují 6 kW energie na hlavu, a Spojenými státy s 11,4 kW na hlavu. V rozvojových zemích, zejména v těch, které se nacházejí v subtropických a tropických šířkách, jako je Indie, je spotřeba energie na hlavu asi 0,7 kW; Bangladéš má minimální spotřebu energie 0,2 kWh na hlavu.
USA spotřebovávají 25 % světové energie, 22 % světového HDP a 4,59 % světové populace. [21] . Nejvýraznější nárůst spotřeby energie je v současnosti v Číně , která za posledních 25 let roste o 5,5 % ročně; jeho populace (1,3 miliardy lidí, 19,6 % světové populace [21] ) spotřebuje 1,6 kW energie na hlavu.
Jedním z měřítek energetické účinnosti země je energetická náročnost , která měří, kolik energie země potřebuje k výrobě jednoho dolaru HDP.
V roce 2013 představovaly Saúdská Arábie , Rusko a Spojené státy 36,6 % světové produkce ropy [22] .
Saúdská Arábie, Rusko a Nigérie představovaly (v roce 2012) 37 % exportu ropy [22] .
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
V letech 2002-2012 byla zhruba polovina nárůstu spotřeby energie z uhlí, což překonalo nárůst kapacity všech obnovitelných zdrojů energie [24] . V roce 2013 dosáhla celosvětová produkce vrcholu 9 miliard tun ročně [25]
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
| Světová spotřeba energie podle sektorů hospodářství [29] | ||||
|---|---|---|---|---|
| 2000 | 2008 | 2000 | 2008 | |
| TWh | %* | |||
| Průmysl | 21 733 | 27 273 | 26.5 | 27.8 |
| Doprava | 22 563 | 26 742 | 27.5 | 27.3 |
| Osobní spotřeba a služby | 30 555 | 35 319 | 37.3 | 36,0 |
| jiný | 7 119 | 8 688 | 8.7 | 8.9 |
| Celkový* | 81 970 | 98 022 | 100 | 100 |
| Zdroj: IEA 2010 | ||||
Průmysloví spotřebitelé (zemědělství, těžba, zpracovatelský průmysl, stavebnictví) spotřebují asi 37 % z celkové vyrobené energie 15 miliard MWh. Osobní a užitková vozidla spotřebují asi 20 %; osobní vytápění, osvětlení a elektrické spotřebiče využívá 11 %; komerční spotřeba (osvětlení, vytápění a chlazení komerčních budov, zásobování vodou a kanalizace) tvoří asi 5 % celkové spotřeby energie. [třicet]
Zbývajících 27 % světové spotřeby energie se ztrácí při výrobě a přenosu elektřiny. V roce 2005 byla světová spotřeba elektřiny cca 2 mld. MWh, na jejíž výrobu bylo použito cca 5 mld. MWh energie, neboť účinnost stávajících elektráren je cca 38 %. [31] Nová generace plynových kogeneračních jednotek dosahuje výrazně vyšší účinnosti 55 %. Nejčastějším palivem pro tepelné elektrárny na světě je ale stále uhlí. [32]
Evropská agentura pro životní prostředí (EEA) bere v úvahu pouze konečnou spotřebu energie (tj. nezahrnuje energii ztracenou při výrobě a přenosu elektřiny) a má za to, že doprava využívá 31,5 % konečné spotřeby energie, průmysl 27,6 %, domácnosti - 25,9 %, sektor služeb – 11,4 % a zemědělství – 3,7 %. [33] Spotřeba energie je zodpovědná za většinu emisí skleníkových plynů (79 %), přičemž energetický sektor odpovídá za 31 %, doprava 19 %, průmysl 13 %, domácnosti 9 % a ostatní 7 %. [34]
Zatímco energetická účinnost je pro veřejnou politiku stále důležitější, více než 70 % uhelných elektráren v Evropské unii je starších 20 let a pracuje s účinností 32–40 %. [35] Technologický vývoj v 90. letech 20. století zvýšil účinnost na 40–45 % v nových kogeneračních jednotkách. [35] To je však podle Evropské komise stále pod úrovní nejlepších dostupných technologií (BAT), které mají účinnost 46–49 %. [35] Kogenerační jednotky spalující plyn mají průměrnou účinnost 52 % ve srovnání s 58–59 % BAT. Plynové a olejové kotle pracují s průměrnou účinností 36 % (NST poskytuje 47 %). [35] Podle stejného hodnocení Evropské komise výstavba nových účinných KVET a zvýšení účinnosti většiny stávajících KVET na průměrnou účinnost 51,5 % v roce 2020 sníží roční spotřebu o 15 miliard m³ zemního plynu a 25 milionů tun uhlí. [35]