משק האנרגיה העולמי
משק האנרגיה העולמי או המקורות וצריכת האנרגיה העולמית עוסק בסך מקורות האנרגיה העולמיים, ובסך צריכת האנגיה השנתית העולמית של המין האנושי.
בשנת 2005 סך צריכת האנרגיה של המין האנושי, היתה 500 EJ או (20^10 גו'ל), או 138,900 TWh. הדבר הזה הוא שווה ערך להספק של 15 TW. מתוך כמות זו 86.5% זו באה מדלקים מחבציים, אם כי יש אי וודעות של לפחות 10% בנתון זה, אי הוודעות נובעת מכך שלא כל המדינות עוקבות בצורה מדוייקת אחר צריכת האנרגיה בתחומן, ובגלל שתכולת האנרגיה המדוייקת של חבית נפט או של טונה פחם משתנה בהתאם לאיכות.
רוב משאבי האנרגיה העולמיים מקורם בקרינת השמש שמגיעה לכדור הארץ. חלק מאנרגיה הפך במשך מיליוני שנים למרבצים של נפט, פחם וגז טבעי, ונשמר במרבצים תת קרקעיים, חלק ממנה ניתן לניצול ישיר או עקיף לדוגמה באמצעות אנרגייה מצמחים (ביו דלקים או מזון), אנרגיה הידרו-אלקטרית, אנרגיית רוח, או אנרגיית גלי ים. המין האנושי מנצל רק אחוז קטן מתוך אנרגיות המתחדשות הקיימות, אולם יש להבין שרתימת האנרגיות האלה אינו דבר מובן מאליו.
לפי סקר האנרגיה של חברת BP לשנת 2006, צריכת האנרגיה העולמית בשימוש האנושות מתחלקת כך: 37% נפט, 25% פחם, 23 גז טבעי, 6% גרעין. ביומסה 4%, הידרו אלקרטי 3%. מקורות מתחדשים אחרים עומדים על כ-1% חימום סולארי 0.5%, אנרגיית רוח 0.3%, גאו-תרמית 0.2%, ביו-דלק 0.2%, סולארי-פוטו-וולטאי 0.04%.
לפי סקר האנרגיה של סוכנות האנרגיה הבינלואמית לשנת 2008, בשנת 2006 צריכת האנרגיה העולמית היתה 34% נפט, 26% פחם, 20.5% גז, 6.2% גרעין, 2.2% הידרו אלקטרי, ביומסה ואחרים 10%, ואחרים 0.6% (כולל אנרגיה גאותרמית, רוח וסולארי).
תוכן |
צריכה לפי דלקים
דלקים מחצביים
ערך מורחב - דלק מחצבי
לפי הערכה משנת 2006 של המשרד למידע על אנרגיה בארצות הברית, הערכה של צריכת הספק היתה 15TW ודלק מחצבי סיפק 86% מהכמות זו, לפי החלוקה הבאה:
יש הבדלים ניכרים בין האופי של 3 הדקלים האלה בהיבטים רבים כמו הובלה, שימושיות, בטיחות, יעילות אנרגטית, דחיסות אנרגטית, זיהום וכו'. לדוגמה יש קושי להוביל גז על פני מרחקים ארוכים ולכן השווקים שלו הם בעיקר מקומיים (אפשר להוביל גז למרחק על ידי הנזלה אבל הדבר יקר אנרגטית ולכן יש לו גם עלות כלכלית גבוהה). לנפט יש את תכולת האנרגיה הגבוהה ביותר (קלוריות למסה) והוא מתאים להנעה של כלי תחבורה. אם רוצים להשתמש בפחם כדי להניע כלי רכב, יש קודם להופכו לחשמל, דבר שגורר מעבר אנרגיה נוסף (במקום נפט->תנע יש צורך לבצע פחם->חשמל->תנע), מה שגורר יעילות אנרגטית נמוכה יותר - יש צורך לשרוף יותר קלוריות לק"מ.
הבדל חשוב בין סוגי הדלקים הוא החזר אנרגטי - כמה אנרגיה יש אנרגיה מתקבלת מהשקעת יחידה אחת של אנרגיה בהפקת האנרגיה. לנפט יש את ההחזר האנרגטי הגבוה ביותר, אבל החזר זה יורד בהתמדה, בגלל מנגנון של שיא תפוקת הנפט.
אנרגיה גרעינית
בשנת 2006 האנרגיה הגרעינית (ביקוע) סיפקה 6.2% מהצריכת האנרגיה הראשונית העולמית. בשנת 2006 כורים גרעיניים סיפקו אנרגיה בסך 2,658 TWh, שיצרה 16% מסך החשמל העולמי.
אנרגיה מתחדשת
בשנת 2004 אנרגיה מתחדשת סיפקה 7% מצריכת האנרגיה העולמית. סקטור האנרגיה המתחדשת צמח באופן ניכר יחסית לסוף המאה ה-20. בשנת 2005 סך ההשקעות החדשות בתחום העורכו בסך של 38 מיליארד דולר.
צריכת אנרגיה במדינות שונות
5 המדינות שהן הצרכניות הגדולות ביותר במשק האנרגיה העולמי הן (בנתוני 2007 על פי הבנק העולמי):
- ארצות הברית - 2339 מיליוני TOE
- סין - 1955 ,
- רוסיה 672,
- הודו 594,
- יפן 513.
מתוכן 3 מדינות שהן הגדולות בעולם מבחינת גודל האוכלוסיה וגם היתר הן מדינות גדולות. שאר המדינות הן בעלות צריכה נמוכה בהרבה. (לדוגמה גרמניה עם 330 מיליוני TOE).
צריכת אנרגיה לנפש נכון לשנת 2005, למספר מדינות לפי הבנק העולמי:
- ארצות הברית 7.9 TOE
- גרמניה, יפן - 4.1 TOE
- דנמרק - 3.5 TOE
- ישראל 3 TOE
- סין 1.3 TOE
- קוסטה ריקה 0.91 TOE
- הודו 0.49 TOE
נתוני סוכנות האנרגיה הבינלאומית דומים, ביחס אך בעלי ערכים מוחלטים שונים ונמוכים בכ-40% כך שהנתונים ל2001 הם ארצות הברית היא בעלת צריכה של 5.22 TOE, יפן 2.7 TOE, ישראל TOE 2.26, הודו 0.37 TOE.
מגמות במדינות על פני זמן
בחלק גדול מהמדינות העניות הגידול הכולל בצריכת האנרגיה נובע משילוב של גידול באוכלוסיית המדינות יחד עם גידול בצריכה לנפש. במדינות כמו סין, בשנים 2000-2007, בלט חלקה של הצמיחה הכלכלית בהגדלת הגידול בצריכת האנרגיה- בתקופה זו גידול האוכלוסיה הואט מאד.
לעומת זו בחלק מהמדינות המערביות, כמו ארה"ב, הגידול בצריכת האנרגיה הכוללת של המדינה בעשורים האחרונים, נבע בעיקר מגידול האוכלוסיה. צריכת האנרגיה הכוללת של ארה"ב גדלה בין 1975 ל-2007 מ-1653 מיליוני TOE ל-2339 בהתאמה. למרות שלארצות הברית יש צריכת אנרגיה לנפש גבוהה יחסית לשאר מדינות העולם (7.8 TOE לאדם), נתון זה לא השתנה בתקופה שבין 1975-2007. ניתן עם זאת, לטעון שסיבות חברתיות כמו לובי של חברות הנפט והמשך השענות על פרבור מנעו ירידה של הצריכה לנפש בארה"ב בשנים אלה.
מגמות על פני זמן
- ערך מורחב - שיא תפוקת הנפט
צריכת האנרגיה העולמית עולה בהתמדה מאז תחילת המהפכה התעשייתית. בשנת 1890 לדוגמה, הצריכה של דלקים מחצביים היתה שווה בערך לכמות דלקי הביו-מאסה שנשרפה על ידי משקי בית והתעשייה. על פי הערכה, בשנת 1900 עמד הספק האנרגיה העולמי על 0.7 TW (עשר בחזקת 12 וואט).
במהלך המאה ה-20 צריכת הדלקים המחצביים גדלה פי 20. בין השנים 1980 -2004 היה גידול עולמי של 2% בשנה.
הגידול בצריכת האנרגיה נגרם כתוצאה מגידול אוכלוסין ומגידול בתפוקה התעשייתית והצמיחה כלכלית שליוותה אותה ודחפה אותה. צריכת האנרגיה גם אפשרה את הגידול בתפוקה התעשייתית ואת גידול האוכלוסיה. מקורות האנרגיה איפשרו את הגידול באוכלוסיה העולמית על ידי הפקת דשן כימי וחומרי הדברה שאיפשרו את המהפכה הירוקה ששיפרה מאד את הפריון החקלאי. עם זאת, כיום החקלאות העולמית נמצאת בנעילה טכנולוגית שמקשה עליה לעבור לחקלאות דלת אנרגיה כגון פרמקלצ'ר.
בין השנים 1925-1945 צריכת האנרגיה לנפש נשארה במגמה דומה של 3 BOE לנפש. צריכה זו עלתה ל-12 BOE לנפש בשנת 1979, ומאז ועד 2003, גידול האנרגיה לנפש נעצר.[1] עם זאת, חלוקת האנרגיה בין מדינות השתנתה, צריכת האנרגיה לנפש של תושבי המדינות העניות יותר כמו סין, הודו, דרום אמריקה עלתה בצורה דרמטית.
עיקר האנרגיה העולמית מופקת כאמור, מדלקים מחבציים כימיים ומאורניום. כל המקורות האלה סובלים מירידה מתמשכת בהחזר האנרגטי שלהם. ככל ששואבים יותר נפט, יש צורך לשאוב את הנפט ממקורות עמוקים יותר. נפט עמוק יותר דורש השקעת יותר אנרגיה בהוצאה שלו (בגלל שיקולי עומק ולחץ). גם הזיקוק שלו דורש אנרגיה רבה יותר היות והוא כבד יותר וגם מכיל כמות גבוהה יותר של מזהמים כמו גופרית. ככל שעובר הזמן נגמרים מקורות הנפט הקלים לשאיבה ולזיקוק, וחברות הפקה עוברות לנצל מאגרים קשים יותר להפקה כמו בארות ליד הקטבים, או בערות בעומק הים. ההחזר האנרגטי של הנפט ירד מ-1:100 (מאה חביות שמתקבלות כתוצאה מהשקעת חבית נפט אחת בהפקה) בשנות 1930 לאיזור 1:20-1:10 בשנות ה-2000. מקורות אנרגיה מחצביים אחרים כמו גז, פחם ואורניום הם בעלי החזר אנרגטי נמוך יותר, וגם הם סובלים מתופעות דומות של ירידה בהחזר האנרגטי לאורך זמן.
יתרון חשוב של אנרגיה מתחדשת היא שההחזר האנרגטי שלה לא אמור לרדת על פני זמן, אלא להשער קבוע.
בין השנים 2000-2011 עלה המחיר הראלי של כלל מקורות האנרגיה בעולם פי 3.5. דבר זה השפיע על מחירי סחורות ומזון, שעלו פי 3 בתקופה זו. במקביל, עלתה גם התנודתיות של מקורות אנרגיה ושל חומרי גלם אחרים.[1]
צריכה לפי סקטורים
15TW של הצריכה העולמית מתחלקים כך:
- 37% לצריכה תעשייתית (חקלאות, כרייה, ייצור ובנייה)
- 20% לתחבורה אישית ומסחרית.
- 11% לשם חימום וקירור בתי מגורים, תאורה ומכשירי חשמל.
- 5% נצרכים לשם שימוש מסחרי (תאורה, חימום וקירור של משרדים) והספקת שירותי מים וביוב.[2]
עוד 27% מצריכת האנרגיה העולמית הולכת לאיבוד בתהליכים של הפקת אנרגיה והולכת אנרגיה. בשנת 2005, צריכת החשמל העולמית עמדה על 2TW. אבל כמות האנרגיה ששימשה להפקת 2TW של חשמל היתה 5TW, בגלל שהיעילות האנרגטית של תחנת כוח קיימת ממוצעת בעולם היא כ-38%.[3] היעילות אינה יכולה להיות 100% בגלל הפסדים של מנוע חום שנובעים מההחוק השני של התרמודינמיקה. הדור החדש של תחנות כח בגז מגיעים ליעילות של 55%. עם זאת, כמות הגז מוגבלת (ראו שיא תפוקת הגז) ופחם הוא סוג הדלק הנפוץ ביותר להפקת חשמל.
צריכת הדלקים העולמית התחלקה בשנת 2001 כך[2]:
- תעשייה 31.9%
- מגורים 27%,
- תחבורת יבשה 19%,
- כל שאר סוגי התחבורה 5.5%,
- מסחר ושירותים ציבוריים 7.8%,
- חקלאות 2.5%,
- צריכה שלא למטרות דלק (לדוגמה הפקת חומרי גלם) ואחרים 5%.
השפעות
קשר לתוחלת חיים
צריכת האנרגיה לנפש, קשורה סטטיסטית עם גידול בתוחלת החיים במדינות עניות רבות. יש מדינות בעלות מגמות דומות מאד בשני נתונים אלה כמו הודו וסין.
במדינות עשירות רבות (אך לא בכולן) רואים שצריכת האנרגיה לנפש מגיעה למעין "תקרת זכוכית" - רמה גבוהה שמעליה אין גידול. במדינות אלה תוחלת החיים גדלה ללא גידול נוסף בצריכת האנרגיה לנפש.
קוסטה-ריקה היא מקרה מעניין של מדינה בעלת צריכת אנרגיה נמוכה יחסית למדינות מערביות, אבל היא בעלת תוחלת חיים גבוהה. גם, קובה, שעברה משבר אנרגיה בשנות ה-90 ונשארה מאז בנתיב של צריכת אנרגיה נמוכה לנפש, ולמרות זאת הצליחה לשמור על תוחלת חיים גבוהה. בשתי המדינות יש תוחלת חיים דומה לתוחלת חיים מערבית, יחסית לתוחלת חיים בישראל, דנמרק או ארה"ב שבהן יש צריכת אנרגיה לנפש גבוהה בהרבה (פי 3, 4 ו-8 בהתאמה).
מנתונים אלה ניתן להסיק שמתחת לרמה מינימלית של צריכת אנרגיה, יש קשר בין שני המשתנים. סיבה הגיונית היא שצריכת אנרגיה גדלה משמשת במדינות אלה לשם שיפורי היגיינה, לתחזוקת בתים, רשתות מים וביוב טובות יותר, ולרפואה בסיסית שמאפשרים גידול בתוחלת החיים. מעבר לרמה זאת, אין השפעה על של גידול צריכת האנרגיה על תוחלת החיים. אפשרות נוספת היא שטכנולוגיות רפואה שבאות ממדינות עתירות אנרגיה (עשירות) "זולגות" גם למדינות עניות יותר ומשפיעות על תוחלת החיים בהן. עם זאת הדוגמאות של קוסטה-ריקה וקובה מרמזות על אפשרות שניתן לשמור על תוחלת חיים גבוהה גם בצריכת אנרגיה נמוכה לנפש.
ראו גם
קישורים חיצוניים
- מקורות וצריכת האנרגיה העולמית בויקיפדיה האנגלית
- צריכת האנרגיה העולמית בויקיפידה האנגלית
- סוכנות האנרגיה הבינלאומית IEA
- סוכנות האנרגיה האמריקנית EIA
- דו"ח 2008 של הסוכנות האנרגיה הבינלאומית
- חלוקת צריכת האנרגיה בארצות הברית לשנת 2010
- צריכת האנרגיה בעולם ובמדינות לפי סקטורים, 1990 מול 2001, סוכנות האנרגיה הבינלואמית, 2005.
- צריכת האנרגיה במדינות נבחרות לפי סקטורים 1990 מול 2001 - עיבוד הנתונים של סוכנות האנרגיה לכמויות מוחלטות ולנתוני צריכה לנפש
- משחק סימולציה - צור את אנגליה של 2050 האם אתם מסוגלים להגיע להפחתת פליטות של גזי חממה במידה המספקת?
- כלי חישובי לבדיקת אפשרויות שונות להפחתת פליטות גזי חממה תוך שימוש באנרגיות מתחדשות ובהפחתת כמות האנרגיה.
הערות שוליים
- ^ תוכנית לאומית לצמיחה ירוקה המשרד להגנת הסביבה, אוקטובר 2011
- ^ International Energy Outlook 2007 United States Department of Energy, Washington, DC
- ^ Energy efficiency measures and technological improvements e8.org. Article by group of ten leading electricity companies
| אנרגיה | |
|
מושגים: אקסרגיה - אנטרופיה - החוק השני של התרמודינמיקה - החזר אנרגיה על השקעת אנרגיה - אנרגיה גלומה - יחידות מידה לאנרגיה |
 |
|
אנרגיה וסביבה: ייצור ראשוני - משאבים מתכלים - משק האנרגיה העולמי- שיא תפוקת הנפט - שיא תפוקת הפחם - התחממות עולמית - דלק מחצבי - זיהום אוויר - עקרון העוצמה המקסימילית - חקלאות ואנרגיה | |
|
אנרגיה מתחדשת: אנרגיה סולארית - אנרגיית רוח - אנרגיה גאותרמית - אנרגיית ים - ביו דיזל - אנרגיית גלי ים - אנרגיה בת קיימא - ללא האוויר החם | |
|
שימור אנרגיה: פרדוקס ג'בונס - BedZED - יוממות אופניים - עירוניות מתחדשת - בנייה ירוקה - תאורת אור יום - צמחונות | |
|
אנרגיה בישראל: משק האנרגיה בישראל - אנרגיה מתחדשת בישראל - מוסד שמואל נאמן - בתי זיקוק לנפט - הקואופרטיב לאנרגיות מתחדשות בישראל
| |
