Energie-eindverbruik
Energiediensten
De mensheid gebruikt energie om de economie te versterken en de welvaart te vergroten. Energie wordt verbruikt om in bepaalde menselijke behoeften te voorzien. Anders gezegd, energie is nodig om een bepaalde dienst te leveren, een energiedienst, bijvoorbeeld: een aangename leeftemperatuur, productie van goederen, mobiliteit, communicatie en amusement. De afhankelijkheid van energie wordt vooral veroorzaakt doordat energie tot nu toe relatief goedkoop is. Dit heeft geleid tot een sterke toename van het energieverbruik en tegelijkertijd tot een sterke toename van de welvaart.
Om aan de verschillende menselijke behoeften te voldoen wordt primaire energie, uit verschillende energiebronnen, omgezet in een geschikte energievorm voor het leveren van een energiedienst. Fossiele brandstoffen worden in elektrische centrales omgezet in elektriciteit, elektriciteit wordt ook verkregen uit hernieuwbare bronnen met behulp van bijvoorbeeld windturbines en zonnepanelen. De elektriciteit wordt gebruikt voor industriële processen, voor massatransport met (goederen)treinen en trams en voor huishoudelijk gebruik. Ruwe aardolie wordt via raffinage omgezet in brandstoffen als benzine, dieselolie en kerosine voor transport met auto's, vrachtwagens en vliegtuigen. De omzetting kan meerdere stappen omvatten. Mensen verblijven graag bij een aangename temperatuur in hun huis. Voor het verwarmen van een woning met een cv-installatie wordt energie aangevoerd in de vorm van aardgas. Het gas wordt in een cv-ketel verbrand en gebruikt om water te verwarmen. Dit warme water wordt gebruikt om de woning via radiatoren op temperatuur te houden. Wordt de woning verwarmd met een elektrische warmtepomp dan worden aardgas, aardolie of steenkool in een elektrische centrale omgezet in elektriciteit of er wordt gebruik gemaakt van elektriciteit uit hernieuwbare bronnen. Met de elektriciteit wordt een warmtepomp aangedreven. De warmtepomp verwarmt het water waarmee de woning weer via radiatoren wordt verwarmd. Mensen willen zich snel verplaatsen bijvoorbeeld met een personenauto. Deze werkt onder andere op benzine of diesel. In raffinaderijen wordt aardolie omgezet in benzine of diesel. In de motor van de auto wordt de benzine of de diesel omgezet in mechanische energie die de auto voortbeweegt. Communicatie en amusement hebben elektriciteit nodig. Elektriciteit wordt opgewekt uit diverse energiebronnen. Hiermee worden radio's, televisies, telefoons, tablets en computers gevoed.
Voor de energievorm die uiteindelijk voor het leveren van de energiedienst wordt gebruikt, wordt vaak de term eindenergie of finaal energieverbruik gebruikt. Om een woning warm te houden is eindenergie in de vorm van warme lucht nodig, voor stofzuigen is dat de kinetische energie van de luchtstroom, voor communicatie is dat geluid of licht. Het eindenergieverbruik, of het finale energieverbruik, dat in de landelijke statistieken voorkomt (CBS; finaal energieverbruik) is de energievorm waarvoor wordt betaald. Deze energievorm wordt goed gemeten en wordt daarom in de energiestatistieken gebruikt. Deze betaalde energievorm wordt direct voor de energiedienst ingezet of wordt eerst omgezet in een andere energievorm. Bijvoorbeeld voor het verwarmen van een woning is de energievorm waarvoor wordt betaald meestal gas, maar het kan ook warm water zijn van een stadsverwarming of elektriciteit voor een warmtepomp. Voor stofzuigen is de energievorm waarvoor wordt betaald elektriciteit. Voor warm water worden zowel elektriciteit (elektrische boiler), als gas (gasgeiser), als zonlicht (zonnecollectoren) gebruikt. In al deze voorbeelden wordt in de woning, met de juiste apparatuur, de aangeleverde energie omgezet in een geschikte vorm voor de energiedienst.
Energievoorziening in Nederland
Onderstaande figuur geeft een schematisch beeld van de Nederlandse energievoorziening voor het jaar 2020 [CBS Statline]. Voor de energievoorziening in andere landen geldt hetzelfde beeld, alleen de getallen verschillen.
De energie die Nederland verbruikt wordt, wordt ingevoerd of hier gewonnen. In totaal wordt 1170 PJ energie gewonnen uit verschillende bronnen. De voornaamste bronnen zijn aardgas (723 PJ) en hernieuwbare energie (298 PJ). Daarnaast wordt er 9337 PJ aan energie ingevoerd, voornamelijk aardolie (7239 PJ) en aardgas (1794 PJ). Deze energiebronnen worden voor een deel uitgevoerd en voor een deel omgezet in andere energiedragers en ook uitgevoerd. In totaal wordt 6915 PJ aan energie uitgevoerd. Daarnaast wordt voor 665 PJ aan voorraden aangelegd en gebunkerd, dit is niet in de figuur aangegeven. Het verschil tussen winning, invoer, bunkering/voorraadmutatie en de uitvoer is het primaire energieverbruik van Nederland in 2020 van in totaal 2927 PJ [CBS Statline].
Een deel van de energiebronnen van het primaire energieverbruik worden omgezet in andere bronnen. Een belangrijke omzetting is het gebruik van bijvoorbeeld aardgas, steenkool (elektrische centrales) en hernieuwbare energie (windmolens, zonnepanelen, zonnecollectoren) voor de productie van elektriciteit en warmte. Daarnaast zijn er andere omzettingen, bijvoorbeeld; in raffinaderijen, aardolie naar benzine, diesel, LPG en kerosine; in de staalindustrie steenkool naar cokes, gas of steenkoolbriketten. Deze omzettingen gaan gepaard met verliezen, zoals uit de figuur blijkt uit het verschil tussen inzet en productie. Een ander deel van de energie wordt voor eigen gebruik van de omzettingsbedrijven ingezet of gaat verloren tijdens transport van energie. Deze energiestromen zijn niet in de figuur aangegeven. Een deel van de omgezette energie wordt uitgevoerd, een ander deel wordt in Nederland verbruikt voor de verschillende energiediensten. Dit is het zogenaamde finale energieverbruik of het eindenergieverbruik. Een deel van deze energie wordt voor niet-energetische doeleinden gebruik, bijvoorbeeld aardolie als grondstof voor kunststoffen en aardgas als grondstof voor kunstmest. Het andere deel wordt door de verschillende sectoren in Nederland verbruikt voor hun energiediensten. In de figuur zijn de afnemers verdeeld in vier sectoren, de industrie, het transport, de woningen ofwel huishoudens en overige afnemers. De overige afnemers zijn voornamelijk de landbouw en de dienstverlening.
Eindenergieverbruik in Nederland
Het energie-eindverbruik wordt onderscheiden in niet-energetisch en energetisch eindverbruik.
Niet-energetisch energieverbruik. In onderstaande figuur wordt geïllustreerd welke brandstof, door welke sectoren, niet-energetisch wordt verbruikt. Gegeven wordt het niet-energetische eindenergieverbruik voor de jaren 2000, 2010 en 2020.
In totaal wordt in 2020 538 PJ aan fossiele energie niet-energetisch verbruikt, voornamelijk door de industrie (533 PJ). Een klein deel wordt gebruikt in de transportsector (3 PJ) en bij overige afnemers (2 PJ). Het niet-energetische verbruik van de industrie is iets lager dan het energetische energieverbruik. Vergeleken met de jaren ervoor ligt het energieverbruik in 2020 tussen het verbruik van de jaren 2000 en 2010. De overige sectoren hebben nauwelijks niet-energetisch energieverbruik [CBS Statline].
Vooral de kunstmest-, de organische, de anorganische en de ijzer- en staalindustrie gebruiken een behoorlijk percentage energie niet-energetisch. In de kunstmestindustrie wordt een groot deel van het aardgas niet-energetisch, gebruikt, als grondstof om ammoniak te maken, voor de productie van kunstmest. In de organische basischemie (petrochemie en aardgaschemie) is een groot deel van het aardolieverbruik bestemd voor niet-energetische toepassingen. Uit aardolie worden basisgrondstoffen voor wasmiddelen, oplosmiddelen, kleurstoffen, kunststoffen, rubber, smeerolie en vetten geproduceerd. Vooral nafta, etheen, propeen, butadien en benzeen worden als basisgrondstof uit aardolie gemaakt. Ook aardgas wordt in de organische basischemie niet-energetisch gebruikt voor de productie van basisgrondstoffen, vooral van methanol. Een groot deel van de steenkool wordt in de ijzer- en staalindustrie niet-energetisch gebruikt in de vorm van steenkoolcokes bij de reductie van ijzererts tot ijzer.
Energetisch energieverbruik. In onderstaande figuur wordt geïllustreerd welke brandstof, door welke sectoren, energetisch wordt verbruikt. Gegeven wordt het niet-energetische eindenergieverbruik voor de jaren 2000, 2010 en 2020.
In alle sectoren neemt het energieverbruik de laatste jaren af onder invloed van de maatregelen om de CO2-uitstoot te beperken. Het totale aandeel hernieuwbare energie is hier niet duidelijk in te herkennen omdat een deel van de elektriciteit en de warmte uit hernieuwbare bronnen komt. De industrie verbruikt de meeste energie terwijl de andere sectoren ongeveer dezelfde hoeveelheid energie verbruiken. Wordt het niet-energetische deel meegerekend dan verbruikt de industrie ongeveer twee maal zoveel energie als de andere sectoren. De grafiek laat zien dat in de industrie vooral fossiele energie, elektriciteit en warmte wordt gebruikt voor de productie van de verschillende goederen. Het zal niet verbazen dat voor transport, aardolie de belangrijkste energiebron is. De aardolie wordt verbruikt in de vorm van benzine, dieselolie, stookolie, kerosine en LPG. Alhoewel nauwelijks zichtbaar in de grafiek wordt er ook een kleine hoeveelheid elektriciteit voor transport verbruikt. Dit is vooral het elektriciteitsverbruik voor vervoer via spoor- en tramwegen. Dat dit elektriciteitsverbruik relatief gering is, terwijl vervoer per spoor toch een aanzienlijk deel van het vervoer voor zijn rekening neemt, geeft aan dat de energie-efficiëntie van het openbaar vervoer groter is dan van het wegvervoer. In huishoudens worden voornamelijk aardgas en elektriciteit gebruikt. Aardgas voor verwarmen, warm water en koken, elektriciteit voor verlichting, koelen, diepvriezen, stofzuigen, het laden van elektrische auto's en dergelijke. Een klein deel van de huishoudens gebruikt ook warmte afkomstig van stadsverwarming voor het verwarmen van woningen. Daarnaast gebruiken huishoudens hernieuwbare energie voornamelijk in de vorm van biomassa en omgevingsenergie. Biomassa in de vorm van hout en omgevingsenergie via warmtepompen worden gebruikt voor verwarming. De overige afnemers, voornamelijk dienstverlening en landbouw, verbruiken voornamelijk aardgas en elektriciteit. Het verwarmen van kassen in de glastuinbouw heeft daar een belangrijk aandeel in het aardgasverbruik [CBS Statline].
In 2020 werd door huishoudens 265 PJ aan aardgas verbruikt. Het grootste deel daarvan wordt gebruikt voor het verwarmen van de woningen. De laatste jaren neemt dit verbruik af door het gebruik van hoogrendementsketels en door betere isolatie van woningen. Was het totale verbruik in 2010 nog 775 m3 aardgas per hoofd van de bevolking, in 2020 was dat gedaald tot 480 m3. Het verbruik voor koken en warm water bleef ongeveer hetzelfde. Neemt het verbruik aan aardgas dus af, het verbruik aan elektriciteit per hoofd van de bevolking blijft daarentegen ongeveer hetzelfde en ligt rond 1300 kWh per hoofd per jaar. De elektriciteit wordt voornamelijk toegepast voor vijf typen energiediensten: reiniging (vaatwasmachine, wasmachine, wasdroger, stofzuiger), koeling (koelkast, diepvriezer), verlichting, (elektrische) verwarming en warm water (cv-pomp, cv-regeling, cv-ventilator, elektrische kacheltjes en elektrische boilers) en voor elektronica (audio-apparatuur, TV, videoapparatuur, telefoon/fax, computer). Samen leggen deze diensten beslag op ongeveer driekwart van het elektriciteitsverbruik. De rest wordt verbruikt voor onder andere elektrisch koken (kookplaten, oven, magnetron, e.d.), voor keukenapparatuur, voor hobbygereedschap en voor persoonlijke verzorging [CBS Statline].
Eindenergieverbruik in Europa
Elk land heeft ook zijn eigen mix aan energiedragers die uiteindelijk worden verbruikt voor de verschillende energiediensten. De energiemix is onder andere afhankelijk van de lokaal beschikbare energiebronnen. Onderstaande figuur geeft het eindenergieverbruik van een aantal Europese landen in 2020 [Eurostat].
Het energieverbruik is sterk afhankelijk van de grootte van de bevolking en de mate van welvaart. De afnemers in Nederland verbruiken uiteindelijk rond de 1700 PJ aan energie. Voor een beter inzicht van het eindverbruik van de verschillende energiedragers, door de afnemers van energie, is in onderstaande grafiek de verdeling van de verschillende energiedrager in procent weergegeven.
Er zijn onderlinge verschillen tussen de verschillende landen in de energiedragers voor het eindverbruik. Polen en Turkije gebruiken veel steenkool omdat ze daar veel steenkool winnen. Nederland verbruikt veel aardgas vanwege de eigen gaswinning. In IJsland en Noorwegen wordt veel elektriciteit verbruikt, in IJsland afkomstig van geothermische energie, in Noorwegen afkomstig van waterkrachtcentrales.