Energieverbruik

Theorie

- Inleiding
- Huishoudens
- Nederland
- Europa
- Wereld
- Websites
Vragen
PPT met les over energie
Filmpje van Leonardo di Caprio over de aarde
Clip over de aarde

Inleiding

Het energieverbruik blijft maar toenemen. Als de wereld steeds meer gaat naar onze energieconsumptie en de bevolking maar blijft groeien stijgt het energieverbruik nog vijf keer aan het einde van de eeuw.

wereldenergieverbruik

De meeste mensen vinden milieu belangrijk maar velen doen er zelf weinig aan om er zuinig op te zijn. Het energieverbruik per huishouden neemt nog steeds toe, ondanks de aanschaf van schonere en zuiniger apparaten.

De koop- en reislust wordt geen halt toegeroepen. De laatste 10 jaar is alleen al het vervoer met 25% gegroeid. Men schat dat we van 1995 tot 2020 7 x zoveel energie gaan verbruiken. Tussen 2000 en 2008 is het kolenverbruik met 50% toegenomen, in China zelfs met 110%. China bouwt iedere twee weken een kolencentrale erbij.

4 van de 10 jongeren die de slaapkamer verlaten, laten elektronische apparatuur (TV , DVD, Stereo) aanstaan. Velen laten de koelkast open staan als ze wat te drinken pakken. 50% trekt geen warmere kleren aan als het koud is, maar zetten de verwarming hoger. Vele mensen douchen veel langer dan de 2 minuten die nodig zijn om schoon te worden. Ouders (en scholen) spelen een belangrijke rol bij het terugdringen van het energieverbruik.

In 2016 werken 200.000 energiecentrales voor onze energievoorziening en ze maken 2.400.000 MW.

In Nederland in 2016 elektriciteit en warmte opgewekt via

Aardgas Kolen Overig PV Wind Water Biomassa Kernenergie Overig
45,5 32,2 3,3 1,4 7,1 0,1 4,4 3,4 2,4    %

Als je bewust om wilt gaan met energie...

  1. Weet je hoeveel energie je gebruikt, met welk doel en waar die energie vandaan komt.
  2. Kan je informatie over energie op betrouwbaarheid toetsen.
  3. Kan je over energie communiceren op betekenisvolle wijze.
  4. Kan je geïnformeerde beslissingen nemen over energie en energiegebruik, gebaseerd op een begrip van impact en consequenties.
  5. Blijf je voortdurend leren over energie.

De vraag naar energie is enorm.  We vliegen, reizen en transporteren wat af. Ieder jaar wordt er evenveel fossiele brandstof verbrand als er in één miljoen jaar is gevormd.

Hoeveel verbuiken we

energieverbruik
 
Energiegrootheden

1 J(oule) = 1 Nm = 1 Watt gedurende 1 seconde = 1 Ws
1000 W gedurende 1 uur = 1000 Wuur = 1 kWh = 1000 watt in 3600 sec = 3,6 miljoen Ws = 3,6 MJ
1 Watt = 1 J/s = vermogen = de snelheid waarmee arbeid wordt verricht.

Dagelijks verbruiken we 400 W/uur energie, evenveel als 4 mensen die dag en nacht op de hometrainer zitten.
De mens is eigenlijk een kachel van 100 W. We verbruiken 100 W/uur als basis ≈ 1/4e liter olie. Een auto op de autoweg verbruikt hetzelfde in 3 minuten. Daarnaast kunnen we nog 100 W extra leveren bij inspanning. Om te vergelijken: als je 10 dagen lang elke dat 1000 meter klimt, val je 1 kg af. Als we traplopen gaat 75% zitten in de productie van warmte en dus is 25% het rendement.

Opwarmen (van bijv. water) kost veel energie..., beweging veel minder.
1 m3 gas (verbranden en omzetten in elektriciteit) = 8,8 kWh elektriciteit.
1600 m3 gas (wat een huishouden per jaar gemiddeld verbruikt) ≈ 8,8*1600 = 14.080 kWh
Voor warm water gebruiken we 25% van ons totale huishoudelijk gasverbruik. Koken is 5%.

In de Nederlandse huishoudens wordt gas gebruikt voor verwarmingsdoeleinden, in een HR-ketel voor het verwarmen van de woning of het water. Alleen in een gasfornuis gebeurt dat inefficiënt. 

Tip: Laat het water van een warme douche of een warm bad gewoon afkoelen in de badkuip. Dat draagt behoorlijk bij aan de opwarming van de woning, in ieder geval meer dan het door de afvoer te laten weglopen.
Scheren met warm water kost misschien meer dan met een scheerapparaat (dat immers weinig warmte afgeeft). Scheren met koud water is het beste.
Koken (elektrisch of op gas) heeft een rendement van 50%. De rest van de warmte verwarmt het huis. Elektrisch koken heeft al 70% verloren bij de opwekking in de energiecentrale en het transport en is dus aanmerkelijk minder gunstig dan op gas. Het is ook twee keer zo duur. De magnetron werkt wel heel efficiënt. 

Huishoudens
We verbruiken gemiddeld 3500 kWh elektrische energie per jaar per huishouden = 10 kWh/dag = 400 Watt = 4 lampen van 100 Watt. Lampen verbruiken 1/5e van het totaal.
Warme lucht en warm water (in (vaat)wasmachine, droger etc.) gebruiken 4/5e van het totaal.

Wat kost energie: de dingen die warmte produceren.

Apparaat kWh / jaar
Elektrische boiler 2000
Keukenboiler onder aanrecht 500
Wasmachine 400
Wasdroger 500
Vaatwasser 500
Koelkast plus vriezer 500
Verlichting met gloeilampen 500
Verlichting met spaarlampen 100
TV (plasmascherm) 500
TV (LCG scherm) 200
Computer 200
Airco 500
Tafelventilator 20

Nederland

Totaal verbruik van Nederland in 2008 was 3334 PJ ≈ 1,7 miljoen vaten olie per dag = rij van 1000 km vaten.
= 200 GJ per jaar per persoon = 538 MJ per dag ≈ 14 liter olie. Dat is 50-60x meer dan de energie die we binnen krijgen via ons voedsel = 6800 W / dag / inwoner.

We verbruiken 3600 liter olie per persoon per jaar vanwege onze grote mobiliteit en klimaat. Alleen de V.S. en het Midden-Oosten verbruiken meer.

De wereld heeft 2000 W/dag/inwoner nodig en de Verenigde Staten gebruiken 11.000 Watt/dag/inwoner.  
Gemiddeld gebruikt een persoon op de wereld 74 GJ / jaar. Een Nederlander heeft dus 2.5 tot 3x zoveel energie nodig en een Amerikaan 5x.  We verbruiken 10x meer energie dan we nodig hebben in onze huishoudens.
45% wordt opgewekt door aardgas
40% door olie
10% door steenkool
6% andere energiebronnen.
Gemiddeld had Nederland 11.500 MWe = MW elektriciteit nodig ≈ 11 energiecentrales die 1000 MW elektriciteit leveren.
Om pieken op te kunnen vangen staat er een vermogen van 22.100 MW en we importeren ook elektriciteit (19,2%).

Het energieverbruik door de industrie is 1230 PJ (tov 3223 PJ in totaal). 1 PJ (PetaJoule) = 1015 joules.Daar is de verdeling:

35% gas
43% olie
7% kolen
10% elektriciteit
6% overig.

In 2008 verbruikte Nederland 3334 PJ:

15% voor vervoer
14% voor elektriciteit
13% voor huishoudens
41% voor de industrie.

Hiervan was

681 PJ voor verwarming en

27 PJ voor elektriciteit.
Elektriciteit wordt opgewekt uit kernenergie, aardgas, steenkool (90%) en voor 3% uit wind/zon en voor 4% uit biomassa.

De energiemix in 2010

Energiemix2010

In Europa wordt 80 ipv 90% uit fossiele bronnen gehaald.
1 centrale (van 1000 MW) heeft
3 miljard kg steenkool nodig en levert dan 10 miljard kg CO2 / jaar of
2 miljard l olie dat 8 miljard kg CO2 / jaar levert of
3 miljard kubieke meter gas dat 6 miljard kg CO2 / jaar levert of
1300 windturbines (met een rotorbladdoorsnede van 90 meter) of
60 km2 zonnepanelen of
3000 km 2 bomen en planten of
continu 10 miljoen mensen op hometrainers.


                                    600 MW thermisch
1000 MW kolen geeft             ◊                     400 MW elektriciteit
                                11.000 - 17.000 kg reststoffen per uur.

9 miljoen ton kolen geeft 1000 MWe en 90.000 ton afval.

Aardgas levert 50% van de primaire energie in Nederland. 40% is voor de productie van warmte, waarvoor vrijwel alleen aardgas wordt gebruikt. Het levert

40% van de CO2

40% = benzine/olie

13% = kolen.
17% = elektriciteit (dit stijgt). 28% is warmte < 100 oC (dit daalt)'; 18% is warmte > 100 oC feedstock is 19% en transport 18%.

Om Nederland van stroom te voorzien moet je de bovenstaande getallen met 10 (of beter 11) vermenigvuldigen.
Om Nederland ermee van energie te voorzien heb je nog eens 3 maal zoveel nodig. (= b.v. 42.000 windmolens).

energieverbruik nl
Het energieverbruik in Nederland

Huishoudens verbruiken 25% van de elektriciteit. De spoorwegen 1,5%. 40% van de warmte die vrijkomt bij de opwekking van elektriciteit wordt in Nederland hergebruikt (bv in kassen of de stadsverwarming) = hoogste percentage in de wereld.

De vraag naar energie verschilt. In februari is het gasverbruik het hoogst: 3.000 miljoen m3. In juni is dit maar 500 miljoen m3.
De vraag naar elektriciteit is het hoogst rond de jaarwisseling. Opslag geeft energieverlies dat een functie is van de snelheid waarmee de ladingstoestand wordt veranderd. Ook de energiedichtheid is van belang. Voor transport geldt 'haste makes waste'. Tankers sneller laten varen en gas sneller door een leiding persen is dus waste.

Energiecentrales betalen slechts 0,23 cent per kWh energie inhoud van steenkool, terwijl de kleine eindgebruiker 11,5 cent/kWh elektriciteit betaalt. Daardoor wordt de situatie in stand gehouden waarbij 60% van de energie uit steenkool als warmteverlies verloren gaat en nog eens 10 % verlies in het net optreedt. Voor de energie inhoud van aardgas betalen de energieleveranciers niets en de consumenten 2,5 cent/kWh. Dat is zo weinig dat het niet loont om woningen en gebouwen beter te isoleren. Het loont zelfs niet om met veel efficiëntere warmtepompen het huis te verwarmen. Zelfs bij een COP van 4, dat wil zeggen een energetisch rendement van 400%, zal er uiteindelijk voor dezelfde hoeveelheid warmte in huis via het stroomverbruik van de warmtepomp toch meer energiebelasting betaald moeten worden.

Een beetje centrale stoot jaarlijks miljoenen tonnen CO2 uit, plus veel fijnstof, stikstofoxide en zware metalen. Daarmee is het met afstand de meest vervuilende energiebron.

Essent is en blijft de grootste kolenstroomproducent van Nederland: 62 procent van de stroomproductie van Essent in Europa is kolenstroom. Ook in absolute getallen is Essent de grootste vervuiler: 15.540 MW in steenkoolcentrales, 10.925 in bruinkoolcentrales. Essent investeert van alle onderzochte energieproducenten het meest in kolencentrales, nu en in de toekomst.

Slechts 10 procent van de huidige investeringen van Essent gaat naar windenergie, daarmee staat zij op de laagste plaats. Essent noteert wel veel toekomstige investeringen in wind en waterkracht: bijna 20.000 MW. De meeste daarvan zijn echter nog nauwelijks uitgewerkt en bevinden zich in de 'planningsfase'.

Essent is niet open over met welke bedrijven ze handelen in kolen of biomassa. Ze geven niet aan waar ze hun uranium vandaan halen. Aan onafhankelijke onderzoeken bij de leveranciers voor hun grondstoffen doet Essent niet.


In 2013 blijkt dat RWE 1,7 miljard kwijt is door verkeerde inversteringen, Vattenval 1,5 mld en Eneco 78 mln. De Fransen hebben drie centrales gesloten voor 1,2 GW en ook die in de Eemshaven. In Nederland moet 7,3 GW worden stilgelegd = 8 centrales. Gas wordt niet meer gebruikt (te duur) maar ook kolencentrales leiden verlies dat terwijl op de Maasvlakte de laatste hand aan een nieuwe kolencentrale wordt gelegd door E.on/Gdf. De kosten waren 1 miljard voor 736 MW maar de centrale gaat per MW € 50.000 verlies lijden.
Er is veel te veel gebouwd. Door de crisis is het energieverbruik gedaald en in Duitsland produceerde men op 25 april zelfs 49 % op een duurzame manier. Ze bouwen veel windmolens bij. In 2 jaar hebben de Duitsers evenveel als 30 energiecentrales bijgebouwd aan windmolens. De energiemarkt had weinig spelers en iedereen liep iedereen achterna. In deze wereld neemt het aantal banen af, alsmede de investeringen in groen. In Nederland is tot 2020 38 miljard nodig om 16 % groen te realiseren.

RWE haalde soms 40 % van de energie uit bruinkool. Duitsland krijgt 25 % van de energie uit bruinkool. Er is geoeg voor 200 jaar (1,3 miljard ton) Het levert enorme gaten op en hele dorpen moeten er voor verplaatst worden.
Bruinkoolgroeve panorama

 Het Smart Energy Collective is het meest omvangrijke initiatief in Europa voor de concrete ontwikkeling van intelligente energiediensten en -netten met o.a. ABB, Alander, Enexis, Eneco, Essent, Gasunie, GEN Nederland, Heijmans, HUMIQ, IBM, Imtech, Itron, KEMA, Logica, Nedap, NXP Semiconductors, Philips, Rabobank, Siemens, Stedin, TenneT en Unica Installatiegroep. Het gaat over smart grids.

Amercentrale
De Amercentrale

Europa
Het totale verbruik = 76 x 10 18J dat voor 7% wordt opgewekt uit fossiele brandstoffen, 14% kernenergie, 7% duurzame energie. Van de elektriciteit wordt een veel groter deel dan 14% opgewekt door kerncentrales.

In de onderstaande tabel zie je dat in 2018 Duitsland 25 % zon en wind heeft en Nederland 11 %.
In Duitsland is 65 % nog foute energie (uit bruinkool, steenkool, aardgas of kernenergie) en in Nederland is dat 85 %.
Maar als je gas een redelijk schone brandstof vindt dan is in Duitsland 40 % (bruin)kool + 12 (kernenergie) = 52 % fout en in Nederland 37 %
Dan doet Nederland het beter.

De gegevens komen uit de tabel er onder.

analyse

energieopwekking

Wie maakt er de meeste duurzame energie?

renewable energy sources 2020

In Nederland stoten het bedrijfsleven en energiecentrales broeikasgas uit

In 2010 en in 2016 zag dat er als volgt uit

  CO2-emissie in miljoen ton CO2-emissie in miljoen ton
Bedrijf 2010 2016
RWE Eemshaven   8,3
E.on kolencentrale Maasvlakte 5,9 6,0
Essent Geertruidenberg 5,8 3,5
Corus staal Ijmuiden 5,6 6,2
Electrabel Eemshaven 5,3  
Shell Pernis 4,5 4,3
Nuon Amsterdam 3,7 3,9
Nuon Power Velsen   3,6
Engie kolencentrale Rotterdam   3,5
Chemelot 3,0  
Electrabel Nijmegen 2,4  
BP Rotterdam   2,2
Esso 2,3  

Dow Terneuzen

2,3  
Yara    

De top 10 van bedrijven die het meeste uitstoten in Nederland in 2018 is anders dan boven staat aangegeven:

1. RWE Eemshaven centrale
2. Uniper centrale Maasvlakte
3. Tata Steel IJmuiden
4. Chemelot
5. Nuon Power Velsen
6. Shell Nederland Raffinaderij
7. Yara Sluiskil
8. RWE Amercentrale
9. ENGIE Centrale Rotterdam
10. Nuon centrale Hemweg

CO2 uitstoot


Wereld


Jaarverbruik is 480 x 10 18 J (2008). De elektriciteit kwam voor 40% uit steenkool, 20% aardgas, 16% waterkracht 15% kernenergie. Elektriciteit levert ongeveer 1/3e van de totale energie die nodig is. Dus kernenergie en waterkracht leveren ongeveer 5% per onderdeel van het totaal.
De wereldvoorraad fossiele brandstof die in honderden miljoenen jaren is ontstaan, wordt er snel doorheen gedraaid. 81% van de energie op de wereld wordt fossiel opgewekt, 10% biomassa, 2,2% waterkracht, 6% kernenergie, 0,7% wind

Van 2010 - 2020 wordt verwacht dat het energieverbruik nog 33% groeit, en in China zelfs met 75%. De vraag naar gas zal 44% toenmen.

Bron: Energie survival gids, Jo Hermans, 2008.


In de wereld staan 50.000 kolencentrales, waarvan 8.000 in de VS. Ze leveren 10 miljard ton CO2 = 20% van het totaal. Aardgas levert 50% minder CO2.

Het kost miljoenen jaren om 1 liter olie te maken. We draaien er in ëën jaar doorheen wat de natuur in 1 miljoen jaar heeft vastgelegd.  


Energiebehoefte

De potentie aan energie op aarde

.Websites
Veel over het energieverbruik in Nederland is hier te vinden


Vragen
1. Hoeveel J is 1 kWh ?

2. Wat kost meer energie: opwarmen of zorgen voor beweging ?

3. Wat is beter, koken op gas of op elektriciteit? Waarom ?

4. Hoeveel kWh verbruikt een huishouden per jaar? Hoeveel is dat per dag ongeveer? En hoeveel per uur? Laat zien dat je dat kan uitrekenen.

5. Hoeveel watt verbruikt een Nederlander gemiddeld (alles meegerekend), wat is het gemiddelde op aarde en wat verbruikt een Amerikaan ?

6. Je hebt energie nodig voor je huishouden maar ook voor de industrie e.d. Hoeveel procent heeft je huishouden nodig t.o.v. je totale verbruik ?

7. We wekken in Nederland energie op via gas, olie, steenkool, en duurzaam . Hoeveel procent neemt ieder onderdeel voor zijn rekening ?

8. Hoeveel centrales van 1000 MW heeft Nederland nodig voor haar energie ?

9. Hoeveel procent van de energie is nodig voor industrie, vervoer, huishoudens en elektriciteit?

10. We produceren elektriciteit uit steenkool, gas, wind/zon, biomassa en kernenergie. Hoeveel procent is het aandeel van verschillende energiebronnen?
11. Hoeveel CO2 levert 1 kg steenkool, olie en aardgas ongeveer ?

12. Hoeveel windturbines heb je nodig voor een centrale van 1000 MW ?   (1 windmolen levert 0,77 MW op land en zee 3 MW op zee)

13. Hoeveel km2 zonnepanelen heb je nodig voor zo’n centrale als 1 km2 PV 16 MW levert ?

14. Heel Nederland heeft 11 centrales nodig. Hoeveel windmolens en km2 zonnepanelen heb je dus nodig ?

15. Als je alle huishoudens klimaatneutraal hebt gemaakt, hoeveel moet je dan nog meer doen ?

16. Hoeveel% van de elektriciteit wordt door huishoudens gebruikt ? En de spoorwegen ?

17. Hoeveel kostte een vat olie in de jaren negentig? Hoeveel in 2008, en hoeveel nu ?

18. In de toekomst hebben we best nog wel olie maar om twee redenen zal de prijs stijgen. Welke?

19. Op de noordpool verwacht men 90 miljard vaten olie te vinden. We verbruiken dadelijk 100 miljoen per dag. Hoe lang kunnen we dan doen met die olie?

20. Canada is het tweede olieland van de wereld. Wat is het probleem van die olie?
21. Wat maakt men zoal van olie? Noem de 5 belangrijkste (van de 14 die worden genoemd).

22. Je hebt motoren op gas, diesel en benzine. Zet is in de volgorde van minste CO2 producerend naar meeste. Hoveel% scheelt gas van diesel ?

23. Huishoudens produceren ook CO2  Hoeveel% produceert de verwarming ?

24. Wat kan je het beste doen in een huishouden om CO2 te besparen (naast een schone auto kopen ? (Kijk in de tabel)

25. Als je energie wilt besparen bij bedrijven, waar kan je dan de meeste winst behalen? En waarmee het minste? Zet ze in de goede volgorde:

1.  Beter omgaan met verwarmen
2.  Beter omgaan met koelen,
3.  De verlichting energiezuiniger maken
4.  Apparaten die bewegen energie zuiniger maken

 

%MCEPASTEBIN%