Energie en menselijk handelen

Energie en menselijk handelen 11-feb-2008 12-feb-2009 15-feb-2010 $74.28 Source: BP Statistical Review of World Energy 2007 http://321energy.com/

BP Statistical Review- 2012 2/22/2013

Nederland uitdagingen volgens de Algemene Energieraad Het Jaarverslag 2007... een appèl aan de overheid om meer lef en daadkracht te tonen in de uitvoering van het energiebeleid. Er zullen moedige politieke beslissingen genomen moeten worden; zeker is dat de noodzakelijke maatregelen de populariteitsprijs niet zullen verdienen. bron: http://www.algemene energieraad.nl

Nederland uitdagingen volgens de Algemene Energieraad (...) een pleidooi voor krachtige maatregelen snelle zakelijke beslissingen nuchterheid over de kortetermijnmogelijkheden van verduurzaming verbod op verspillende producten. En een aantal adviezen: - Dwing energiebesparing af. - Wees voorbereid op een nieuwe oliecrisis. - Ga zuiniger om met het aardgas uit Groningen. - Zorg voor een vriendschappelijke relatie met gasland Rusland. - Erken dat steenkool en/of kernenergie niet gemist kunnen worden. bron: http://www.algemene energieraad.nl

Energie vraag: tot 2008 sterke groei Source: BP Statistical Review of World Energy 2007

Energie aanbod olie = gelijk

Energie groei aanbod - overzicht

Aandeel in Wereldenergiegebruik Source: BP Statistical Review of World Energy 2007

Onevenwichte verdeling Wereld energie gebruik (olie, gas, steenkool, nucleair, hydropower) Source: BP Statistical Review of World Energy 2007 en 2010

Resultaat: steeds meer CO 2 Ondanks inzet andere energiebronnen

Energie en Menselijk Handelen introductie wat is energie ; vormen van energie; Wet van Behoud van Energie; energiebalans; energie-eenheden energie uit fossiele grondstoffen; bronnen en voorraden gebruik van energie energie-conversiesystemen; Stof: Collegemateriaal (productie elektriciteit!) Dictaat; website aardolieraffinage

Energie Definitie @wisselende schaalniveaus van Gr. energeia = werkzaamheid van en = in, ergon = werk Eerste Hoofdwet van de Thermodynamica: de energie van het universum is constant energie kan noch worden gecreëerd, noch worden vernietigd. energie kan wel van de ene in de andere vorm worden getransformeerd.

Systeemdenken: Energie, Industrie en Milieu Milieu als bron en put: Wat zijn de bronnen? Wat verdwijnt er in de put? Wat gebeurt er in onze industriële samenleving?

Kwaliteit van Energie Bij het gebruik van energie neemt de kwaliteit daarvan altijd af Tweede Hoofdwet van de Thermodynamica: De wanorde of entropie van het Universum neemt altijd toe. Als een proces in een systeem met eindige snelheid verloopt, dan neemt de entropie van systeem + omgeving (het Universum) toe.

Primaire bronnen van energie Overzicht huidig gebruik (Wereld) nuclear 6% hydro 6% oil 37% coal 27% natural gas 24% Cijfers 2004; Source: BP, 2005; Cijfers 2007; Source: BP, 2008;

De wereld draait op olie Bron: BP Statistical Review, 2010 Bron: www.nrc.nl/w2/lab/shell/inhoud.html bron: NRC-Handelsblad

Ruwe olie productie en verbruik

Olieprijzen; lange termijn Source: BP Statistical Review of World Energy 2013

Fossiele grondstof Oorsprong: dierlijk materiaal AARDOLIE (crude oil, ruwe olie, petroleum) Materiaaleigenschappen mengsel van hoofdzakelijk vloeibare koolwaterstoffen (alkanen, naftenen, aromaten) met wisselde hoeveelheden zuurstof-, stikstof- en zwavelverbindingen Verhoudingsformule C x H y N z O q S r Ontstaansgeschiedenis in de diepere, zuurstofarme waterlagen afgestorven plankton, afgebroken door bacteriën daarna reacties o.i.v. druk en temperatuur

Fossiele grondstof Aardolie Elk aardolie veld cq. bron levert een unieke kwaliteit aardolie Afhankelijk van condities ter plaatse en leeftijd sterk variërende fysische en chemische materiaaleigenschappen van vloeibaar tot zeer visceus, bijna vast van alkaanrijk (parrafinic) tot aromaatrijk (naftenic) van zwavelarm tot zwavelrijk

Wereld energie-gebruik [Mtoe](bron: BP, 2010)

Wereld energie-gebruik, 1900-1990: trendbreuk na WOII! Oorzaken bevolkingsgroei wereldwijd verhoging levensstandaard industrialisatie Hoe ziet de toekomst eruit?

Milieudruk: groeit I = P * A * T Impact = Population * Affluence * Technology Impact = Bevolking * Welvaart * (Stand der) Techniek [Impact] = [number] * [Tech._Items $/person] * [Impact / Tech._Items / $] Trend en toekomst: P: groei A: groeit in verschillende regio s T: bereikt telkens limieten (S-curve)

Energiegebruik: groeit increasing living standards (A) increasing population (P) increasing demand increasing use of fossil resources limited resources market mechanisms technology (T)

Milieudruk: groei met 60% in 25 jaar! I = P * A * T Duurzaamheid: Snapshot : I (momentaan) > draagkracht?? Last uit verleden : I (cumulatief) - herstel > draagkracht?

Systeemdenken: Energie, Industrie en Milieu Milieu als bron en put Wat zijn de bronnen? Wat verdwijnt er in de put? Wat gebeurt er in onze industriële samenleving?

Fossiele grondstoffen als brandstof gebruikte delfstoffen ontstaan uit afgestorven organismen gevormd in miljoenen jaren oorsprong zowel plantaardig als dierlijk NIET HERNIEUWBAAR tijdspanne vorming: miljoenen jaren periode van verbruik: eeuwen (?)

De snelle koolstof-cyclus Living Carbon Fossil Carbon Using fossil fuels In-Use Carbon

De snelle koolstofcyclus Living Carbon: de biosphere biomassa (CH 2 O) opgeslagen in levende natuur bijna gesloten kringloop aangedreven door zonlicht Fossil Carbon: opslag zeer klein gedeelte Living Carbon (C x H y ) over miljoenen jaren zeer grote hoeveelheden let op: deze is onderdeel van de snelle koolstofcyclus! In-use Carbon: koolstof in gebruik in onze industriële samenleving voedselvoorziening, brandstoffen, produkten

Fossiele grondstof Oorsprong: Plantaardig naar ouderdom te onderscheiden: turf (peat), bruinkool (lignite) steenkool (bituminous coal, soft coal), antraciet (anthracite) materiaaleigenschappen van deze fossiele grondstoffen: bestaan voornamelijk uit koolstof altijd (en soms veel) minerale verontreiniging veel vervuilende stoffen in rookgas (o.a. Zwavel S) veel bodemas meer of minder vluchtige koolwaterstoffen

Steenkool Samenstelling bestaat grotendeels uit koolstof (C); (65 tot 98 [gew.%]) koolwaterstoffen met een C:H verhouding rond 1:0.5 variabele hoeveelheden stikstof (N), zuurstof (O), zwavel (S) en andere elementen Verhoudingsformule C x H y N z O q S r Ontstaan uit moerasvegetatie (Carboonflora) inkoling onder uitsluiting van lucht, hoge P,T ( pyrolyse ) Voorraad de economisch winbare voorraad is toereikend voor ca. 200-300 jaar huidig verbruiksniveau

Steenkool Global coal production increased in 2009 for the tenth consecutive year despite weak global coal demand. (BP Statistical Review, 2010)

Steenkool

Fossiele grondstof Aardgas Materiaaleigenschappen mengsel van lichte, gasvormige koolwater-stoffen (methaan, ethaan, propaan, butaan) natural gas liquids, t.m. heptanen / octanen stikstof, H 2 S, CO 2, COS, H 2, Helium, water methaangehalte varieert 30-95 %vol Ontstaansgeschiedenis afbraakproducten bij vorming aardolie / steenkool; ontwijkende gassen tegengehoud cq. geadsorbeerd in gesteenten aardkorst Voorraden voldoende voor ca. 65 jaar huidig verbruiksniveau (2006)

Voorraden Waarover kunnen we nog beschikken? VOORRAAD (Resource) - definitie Een concentratie natuurlijk voorkomend vast, vloeibaar, of gasvormig materiaal, in of op de aardkorst, in zo'n vorm en hoeveelheid dat economische winning van een product uit de concentratie hedendaags en/of potentieel mogelijk is. U.S. Bureau of Mines & U.S. Geological Survey

R/P Ratio Veronderstelling: systeem werkt continu geen (significante) accumulatie R = voorraad [ton] of [MTOE] P = productie [ton/jaar] of [MTOE / jaar] R/P = aantal [jaar] dat we nog vooruit kunnen

De vooruitzichten in één kental Cijfers: BP Statistical review R/P-ratio (jaar) Op basis van geïdentificeerde voorraden 1990 1996 2004 2009 Steenkool 209 224 164 119 Aardolie 45 42 40.6 45.7 Aardgas 52 62 66.7 62.8

R/P ratio, olie 1982-2009 Onevenwichte verdeling over de wereld Source: BP Statistical Review of World Energy 2010

R/P ratio, olie 1991-2011 Onevenwichte verdeling over de wereld Source: BP Statistical Review of World Energy 2012

R/P ratio, olie 1981-2011 Onevenwichte verdeling over de wereld Source: BP Statistical Review of World Energy 2012

R/P ratio, olie 1981-2011 Onevenwichte verdeling over de wereld Source: BP Statistical Review of World Energy 2012

Voorraden ORIGINELE VOORRAAD De hoeveelheid van een voorraad voor aanvang van de productie GEÏDENTIFICEERDE VOORRADEN Voorraden wiens locatie, gehalte en kwaliteit bekend zijn of geschat n.a.v. specifiek geologisch bewijs. Bewezen voorraden (Demonstrated R.) Gemeten (Measured R.) Aangetoond (Indicated R.) Geconcludeerd voorraden (Inferred R.)

Voorraden Voorraden Geidentificeerde voorraden Onontdekte voorraden Bewezen Geconcludeerd Hypothetisch Speculatief Gemeten Aangetoond RESERVE - BASIS - economisch - marginaal economisch -sub-economisch

Olie voorraad vooruitzichten (?)

Proven oil reserves at end 2006

Olie-voorraden

OPEC

Olie en gasvoorraden: kunnen we ze ook (tijdig) gebruiken? Static versus dynamic debate Static: hoeveel olie is er nog (voorraad) [Mtoe] Dynamic: hoeveel productiecapaciteit is er [Mtoe/dag] NB het gaat hier om de reserve in productiecapaciteit

En is olie niet al over zijn piek heen (Peak Oil)

EU en olie Aantal exporterende landen NEEMT AF Toenemende afhankelijkheid OPEC en Rusland Ook voor aardgas!!!

De wereld draait op olie maar in toenemende mate op aardgas Bron: Malcolm Brinded, Shell Group: The changing global gas market Chttp://www.shell.com/static/media-en/downloads/speeches/mb_05112003_om.pdf

Analyse: historisch profiel energiegebruik Spiro, 1e druk p.54

Hoelang is het huidige niveau van energiegebruik vol te houden? - oplossingen(?) Supply-side: meer fossiel door uitbreiding bekende voorraden door (her) ontwikkeling ontdekte, sub-commerciële voorraden; bijv. clathraten door exploratie / ontdekken van nieuwe voorraden olie, gas, kolen shale-oil; shale-gas ( fracking ) Supply-side: ontwikkeling nieuwe bronnen nucleair duurzaam of groen : zon, wind, water etc.

Hoelang is het huidige niveau van energiegebruik vol te houden? - oplossingen(?) Demand-side: Verminder de vraag verminder gebruik per capita; lifestyle ; Demand-side: Gebruiksfase producten trend (1) elektrificatie van moderne samenleving; bijv.: PC, mobieltje, wasdroger, (2e) auto trend (2) 24 uurs economie verminder gebruik per item? minder vraag door bijv. dematerialisatie in service-economy Demand-side: Voorbrengingsfase producten benut meer van de in energiedragers aanwezige potentie: ontwikkeling technologie & systemen

Systeemdenken: Energie, Industrie en Milieu Milieu als bron en put Wat zijn de bronnen? Wat verdwijnt er in de put?: volgende keer. Wat gebeurt er in onze industriële samenleving?