Tagarchief: steenkool

Energieverbruik en energievoorziening in Europa nemen af

In de afgelopen 10 jaar is het energieverbruik in Europa gedaald.
Het eerste voorbeeld dat ik wil laten zien is Groot-Brittannië. In de grafiek hieronder staat het energieverbruik per inwoner weergegeven.

Schermafbeelding 2016-06-30 om 10.18.14

Sinds 2006 is het energieverbruik per inwoner afgenomen met 20%: van 3,72 ton olie-equivalent naar 2,93 ton olie-equivalent.
Voor een deel komt dit lagere energieverbruik door energiebesparing. Auto’s zijn zuiniger geworden, net als lampen en elektrische apparaten. En gebouwen zijn beter geïsoleerd.
Voor een ander deel komt het door een afname van energieverslindende economische activiteiten, zoals de bouw, de mijnbouw en zware industrie.

In Nederland zien we eenzelfde ontwikkeling.
In 2006 verbruikte een inwoner van Nederland 5,85 ton olie-equivalent aan energie. In 2015 was dat 4,85 ton olie-equivalent: 17% minder.

Schermafbeelding 2016-06-30 om 10.50.13

Mijn laatste voorbeeld is Griekenland. Daar bedroeg het energieverbruik in 2006 nog 3,07 ton olie-equivalent per inwoner. Afgelopen jaar in 2015 was dat nog maar 2,39 ton olie-equivalent.

Schermafbeelding 2016-06-30 om 10.56.29

Het energieverbruik is gelijk aan de energievoorziening
De hoeveelheid energie, die de gemiddelde Brit verbruikt, is precies gelijk aan de hoeveelheid energie, die voor hem of haar beschikbaar is. Het is heel makkelijk om te beweren, dat de gemiddelde Brit in 2014 of2015 de verwarming hoger had kunnen zetten of meer kilometers had kunnen rijden. Maar dat is een loze en onbewijsbare bewering.
De voorraad opgeslagen energie, in de vorm van opgeslagen aardgas, aardolie-produkten of steenkool is in de afgelopen 10 jaar niet noemenswaardig veranderd. Dus is het energieverbruik feitelijk gelijk aan het energie-aanbod ofwel de energievoorziening.

We zien dus dat de energievoorziening in Europese landen de afgelopen 10 jaar is afgenomen. We kunnen als verklaring aanvoeren dat (zie hierboven) dit komt doordat auto’s, lampen en elektrische apparaten zuiniger zijn geworden. En dat huizen beter geïsoleerd zijn. En dat Europa bewust gekozen heeft om energieverslindende activiteiten, zoals bouw en zware industrie te laten krimpen. Maar ik vraag me af of dat klopt.

Ik denk dat de krimp van zware industrie, bouw en mijnbouw en gevolg zijn van de krimpende energievoorziening van Europa. Door energiebesparende maatregelen in huishoudens heeft Europa nog geprobeerd om meer energie over te houden voor economische activiteiten, zoals mijnbouw en bouw. Maar dat is niet gelukt.
In de afgelopen 10 jaar is het energieverbruik in China, India en andere ‘opkomende economieën” flink gestegen. En een deel van de energie (aardolie, steenkool en aardgas), die vroeger door Europeanen werd verbruikt, gaat tegenwoordig naar Chinezen, Indiërs, Arabieren en Pakistanen.
De totale hoeveelheid energie, die de wereld verbruikt is in het laatste decennium alleen maar gestegen. Maar een steeds kleiner deel van die beschikbare energie komt terecht in Europa.

Het komend decennium zal de hoeveelheid energie, die de wereldbevolking verbruikt, niet verder groeien, maar krimpen. Dat betekent dat ook in China, India, Brazilië enzovoorts, het energieverbruik zal gaan dalen. In Europa zal de dalende trend zich voortzetten. Maak je borst maar nat.

Piek-steenkool: Is de mondiale steenkoolproduktie over haar hoogtepunt heen?

Ik verwachtte het al een paar jaar. In 2015 is de wereldwijde winning van steenkool afgenomen met 4% t.o.v. 2014.
In de grafiek hieronder heb ik de gegevens uit de Statistical Review of World Energy editie 2016 betreffende de mondiale steenkoolproduktie uitgezet. De daling in 2015 is opvallend.

Schermafbeelding 2016-06-08 om 16.04.10

Uit voorlopige cijfers over de eerste maanden van 2016 blijkt de steenkoolproduktie dit jaar nog verder af te nemen. We kunnen heel voorzichtig stellen dat peakcoal, het moment waarop de maximale mondiale steenkoolproduktie wordt bereikt in 2014 is gepasseerd.

De daling van de steenkoolwinning heeft tot gevolg dat er minder CO2 uit steenkool in de atmosfeer is gekomen. Volgens de Statistical review of World Energy werd er in 2015 door de verbranding van fossiele brandstoffen 33508 miljoen ton CO2 uitgestoten. Dat is een stijging van 0,1% t.o.v. 2014.

Schermafbeelding 2016-06-08 om 16.11.55

In de laatste grafiek van deze post laat ik zien dat de mondiale CO2-uitstoot de laatste jaren minder stijgt dan in de eerste 8 jaar van de 21e eeuw.
De rode stippellijn is een extrapolatie van de CO2-uitstoot tussen 2000 en 2009. De werkelijk gehaalde CO2-uitstoot in 2015 ligt een stuk lager.

Schermafbeelding 2016-06-09 om 15.02.29

Misschien dat in 2016 de mondiale CO2-uitstoot daalt: dan kan ik volgend jaar rond deze tijd 2015 uitroepen tot het jaar van peak-CO2.

De makkelijk winbare steenkool raakt op

In een artikel op het weblog Peak Oil Barrel wordt door Dennis Coyne een modelberekening gepresenteerd over de hoeveelheid steenkool, die nog op een economisch rendabele manier uit de aardkorst gewonnen kan worden.
De auteur rekent vanuit 3 verschillende uitgangsituaties, waarbij de oorspronkelijk aanwezig winbare steenkoolreserves uiteenlopen van 390 Gigaton olie-equivalent (Gtoe), tot 620 Gigaton olie-equivalent.
In de grafiek hieronder zijn geschatte steenkoolproduktiecurves voor die uitgangsituaties weergegeven.

blog1603a

De schattingen van de totale hoeveelheid winbare steenkool, die Coyne maakt, zijn gebaseerd op het eerdere werk van andere auteurs.

blog1603b

Net als bij de peakoil-theorie van King Hubbert, stelt Dennis Coyne dat de steenkoolproduktie een afgeleide is van de hoeveelheid ontdekte steenkoolreserves.
Eerst worden steenkoolreserves ontdekt. Na een aantal jaar wordt de ontginning van die reserves opgestart en begint de produktie.

blog1603f

De ontdekking van steenkoolreserves, het ontginnen van de reserves en het verhogen van de steenkoolproduktie volgen elkaar op in de tijd.
Er zijn geen historische gegevens bekend over de ontdekking van steenkoolreserves. De groene curve in de grafiek hieronder is een schatting van de auteur. Volgens die schatting werd rond het jaar 1900 werd er jaarlijks 5500 miljoen ton olie-equivalent (Mtoe) aan de bekende steenkoolreserves toegevoegd. Tegenwoordig wordt er jaarlijks nog zo’n 500 Mtoe aan nieuwe reserves ontdekt.

blog1603g

De blauwe curve geeft de steenkoolreserves aan, die jaarlijks in produktie worden genomen. Ook dat is een schatting van de auteur. Deze curve loopt 40 tot 50 jaar achter bij de ontdekkingscurve. De rode curve geeft de mondiale steenkoolproduktie weer. De produktiecurve loopt 100 tot 120 jaar achter bij de ontdekkingscurve.
Volgens dit rekenmodel zal de mondiale steenkoolproduktie 100 tot 120 jaar na de ontdekking van steenkoolreserves een maximum bereiken: ergens tussen 2000 en 2030.
Dit is slechts een korte samenvatting. Het gehele (Engelstalige) artikel van Dennis Coyne is duidelijker en zeker de moeite van het lezen waard.

Het scenario met de laagste reserves (390 Gtoe) nader bekeken
Dennis Coyne heeft ook een paar grafieken gemaakt voor het Low Case URR (Ultimate Recoverable Resource) waarbij de maximaal winbare hoeveelheid steenkool geschat wordt op 390 Gtoe. In dit Low Case-scenario is er een scherpe produktiepiek op in de eerste 20 jaar van de 21e eeuw (de rode curve in de grafiek hieronder).

blog1603r

Rond 2050 is de jaarlijkse produktie dan alweer gedaald tot 1500 Mtoe per jaar, vergelijkbaar met de produktie tussen 1975 en 1980.
De auteur doet voor zijn model veel aannames en schattingen en heeft eigenlijk maar één reeks van feitelijke data waaraan hij zijn model kan toetsen: de jaarlijkse mondiale steenkoolproduktie in de afgelopen eeuw.
In de laatste grafiek is de mondiale steenkoolproduktie weergegeven met oranje plusjes. Door die puntenreeks is een groene curve getekend: de produktiecurve, die heel goed de produktiecurve uit het rekenmodel volgt.

blog1603t

Als de mondiale steenkoolproduktie de komende jaren verder daalt, dan kunnen we voorzichtig gaan aannemen dat de maximaal winbare hoeveelheid steenkool op aarde in de buurt ligt van die 390 Gigaton olie-equivalent. En dat de mensheid al ongeveer de helft van die hoeveelheid heeft opgestookt.
(wordt vervolgd)

Grenzen aan de groei van import

Het CBS houdt nauwkeurig bij hoeveel grondstoffen er in Nederland worden geïmporteerd. Onlangs werden de importcijfers over het jaar 2014 aan de statistieken toegevoegd.
Groeit de import van grondstoffen nog altijd, of is inmiddels peak-import bereikt en daalt de invoer van materialen?

In 2014 bedroeg de totale import van materialen 387,4 miljoen ton. Minder dan de 394 miljoen ton van 2012 en 2013. Maar meer dan de import in het crisisjaar 2009.
Hieronder de ontwikkeling van de import sinds 1996.

Schermafbeelding 2016-02-04 om 22.15.19

Nederlandse import van metaal
De import van metaal (en erts) bedroeg in 2007 en 2008 meer dan 40 miljoen ton. In de afgelopen jaren schommelt de ingevoerde hoeveelheid metaal rond de 36 miljoen ton (zie de grafiek hieronder).

piekm

 

De import van ijzererts wordt specifiek door het CBS gerapporteerd. In 2007 werd meer dan 25 miljoen ton ijzererts ingevoerd. In 2014 was dat nog 20,9 miljoen ton, ofwel 16% minder.

piekijz

 

Nederlandse import van biomassa en afgeleide producten
Het CBS rapporteert dat er in 2014 ruim 78 miljoen ton aan biomassa en afgeleide producten werd geïmporteerd. Hieronder vallen voedingsgewassen, levende dieren en vlees, vis en schaaldieren, maar ook hout en andere producten uit biomassa.
De import in 2014 was ietsje lager dan de 80 miljoen ton, die het jaar ervoor werd ingevoerd.

Schermafbeelding 2016-02-04 om 22.31.27

Nederlandse import van fossiele brandstoffen
De import van fossiele brandstoffen vertoont in Nederland nog altijd een stijgende trend. Hoewel de import in 2014 met 203 miljoen ton iets lager was dan in 2012 en 2013 toen de import uitkwam op respectievelijk 209 en 211 miljoen ton fossiele brandstof.

Schermafbeelding 2016-02-04 om 22.36.24NB.: de rode stippellijntjes in de grafieken heb ik handmatig getrokken

Momenteel is de prijs voor steenkool en aardolie erg laag. Het ligt voor de hand, dat bij die lage prijs meer steenkool en aardolie ingekocht zal worden door Nederlandse grootverbruikers. De import van fossiele brandstoffen is in 2015 misschien wel weer gestegen naar het nivo van 2013.
Aan de andere kant staat de Baltic Dry Index, een graadmeter voor de kosten van vervoer per vrachtschip, op een zeer lage stand. Dat betekent dat er momenteel zeer weinig vraag is naar vrachtvervoer per zeeschip. Wereldwijd zijn er begin 2016 weinig schepen met aardolie en steenkool onderweg. En dat betekent dat de invoer van materialen (zoals aardolie en steenkool) door Europese landen is afgenomen.

Peak-steenkool valt eerder dan peak-olie

Tot voor kort gingen energiedeskundigen bij gerenommeerde instituten als EIA en IEA ervan uit dat het gebruik van steenkool voorlopig nog zou blijven stijgen.
In het Medium Term Coal-Market Report uit 2014 voorzagen de deskundigen van het Internationaal Energie Agentschap (IEA) dat het mondiale steenkoolverbruik tot 2019 met gemiddeld 2% per jaar zou stijgen. De tabel hieronder komt uit dat rapport.

Schermafbeelding 2016-01-18 om 16.14.21

Het steenkoolverbruik in China,’s werelds grootste steenkoolverbruiker, zou volgens deze prognose met jaarlijks 2,5% stijgen.
Maar in 2014 lag het mondiale steenkoolverbruik geen 2%, maar slechts 0,4% boven dat van 2013. Het steenkoolverbruik van China groeide slechts 0,1% i.p.v. de verwachte 2,5%.
In het Medium Term Coal-Market Report van 2015 valt dan ook iets heel anders te lezen.

Schermafbeelding 2016-01-18 om 16.39.56

De energiedeskundigen van het IEA voorzien nog wel een stijgend steenkoolverbruik in de rest van de wereld, vooral in India. Maar daar heb ik zo mijn vraagtekens bij. Het steenkoolverbruik in China zal nog wel verder dalen. De Chinese overheid heeft afgelopen jaar 1300 kolenmijnen laten sluiten en dit jaar wil ze opnieuw 1000 mijnen sluiten.

Ik verwacht dat het mondiale steenkoolverbruik in 2015 lager uitvalt dan in 2014 en dat die daling zal doorzetten. Over een aantal jaar zullen we kunnen vaststellen dat het mondiale steenkoolverbruik piekte in 2014.
Dat betekent dat de prognoses van het IPCC over de menselijke CO2-uitstoot niet zullen uitkomen. Met name het RCP8.5-scenario is volkomen onrealistisch geworden.
In de figuur hieronder staat de hoeveelheid fossiele brandstoffen, die volgens het RCP8.5-scenario zal worden verbruikt, weergegeven. De hoeveelheid steenkool is met zwart aangegeven. De deskundigen van het IPCC achtten het in 2011 mogelijk dat het steenkoolverbruik gedurende de 21e eeuw zou verviervoudigen. De figuur komt uit “RCP8.5 — A scenario of comparatively high greenhouse gas emissions” van Riahi et al.

Schermafbeelding 2016-01-18 om 17.08.36

Aan de rechterkant zijn prognoses weergegeven voor de andere scenario’s van het IPCC weergegeven (RCP6.0, RCP4.5 en RCP2.6).

Hoe zit het dan met peak-olie?
Dat ligt een beetje aan welke definitie van peakoil je hanteert. Als je kijkt naar de totale hoeveelheid aardolie en aan aardolie gerelateerde produkten, dan is de piekproduktie nog niet bereikt. In 2015 is de mondiale produktie van vloeibare brandstoffen nog iets verder gestegen, zoals is te zien in onderstaande grafiek van Euan Mearns.

Maar ik acht het zeker mogelijk dat de mondiale produktie van vloeibare brandstoffen in 2016 of 2017 zal gaan dalen. Maar pas over een paar jaar kunnen we vaststellen in welk jaar peakoil viel. Maar het is in ieder geval na peak-coal (2014)

Aanbevolen literatuur: Peak Coal is already here or likely by 2020, so IPCC 100 year projections are probably far too high op energyskeptic.com.
En A closer look at scenario RCP8.5 van Larry Kummer.

De Chinese kolenproduktie daalde verder in 2015

In 2013 werd er in China 1893 miljoen ton olie-equivalent aan steenkool uit de grond gehaald. In 2014 werd er slechts 1845 miljoen ton olie-equivalent aan steenkool gewonnen: 2,5% minder. Het lijkt erop dat de produktiedaling in 2015 nog groter zal uitvallen.

De kolenproduktie over de eerste 11 maanden van 2015 was 3,7% lager dan die van 2014. De produktie over heel 2015 zal wellicht 3,5% lager uitkomen dan in 2014: in de buurt van 1780 miljoen ton olie-equivalent, schat ik
In de grafiek hieronder heb ik die schatting alvast ingetekend.

Schermafbeelding 2015-12-14 om 13.45.32

Het lijkt erop dat de Chinese steenkoolproduktie, die ongeveer de helft van de mondiale produktie bedraagt, in 2013 haar piek bereikte. En met die voorlopige conclusie lijkt het erop dat Patzek en Croft, die in 2010 berekenden dat de mondiale steenkoolproduktie in 2011 zou pieken, er niet ver naast zaten.
Ook in de VS en in Indonesië is de steenkoolproduktie in 2015 afgenomen t.o.v. 2014 en 2013. De VS is de op een na grootste steenkoolproducent en Indonesië de op twee na grootste steenkoolproducent ter wereld.

Een blik op de energievoorziening van de toekomst

Ik heb al eerder stukjes geschreven over het energieverbruik van onze energievoorziening. Het winnen van steenkool, aardolie en aardgas kost steeds meer energie.
In de jaren ’70 van de 20e eeuw kostte het heel weinig moeite om aardolie op te pompen uit de woestijn van het Arabisch schiereiland. Je hoefde bij wijze van spreken maar één vat olie te spenderen om 40 vaten olie uit de bodem te halen en naar Europa te transporteren. Het netto-rendement EROEI (Energy Return on Energy Investment) was 40:1. Van die 40 vaten olie kon je er 39 besteden aan leuke dingen en het 40e vat had je nodig om opnieuw 40 vaten olie op te pompen en te transporteren.

Om aardolie op te pompen uit de Noordzeebodem (in de jaren ’90 van de 20e eeuw) was meer energie nodig. Maar toch leverde investeren van één vat olie nog 20 vaten olie op.
Je kon 19 vaten olie besteden aan leuke dingen (supersonisch vliegen, snelwegen aanleggen, kunstmatige eilanden maken). En het 20e vat moest je opstoken om weer 20 nieuwe vaten olie te winnen.

Inmiddels begint de olie in onze eigen Noordzee op te raken. En de Arabische olie gaat tegenwoordig naar China, Korea en India. Het kost steeds meer olie om olie te winnen.
Over de hele wereld levert volgens schattingen investeren van één vat aardolie gemiddeld zo’n 13 tot 15 vaten aardolie op. Het energierendement EROEI is afgenomen tot 13:1 of 15:1.

In het plaatje hieronder kun je zien dat de energiewinning bij een lager rendement (EROEI), een groter deel van het Bruto Nationaal Produkt (GDP) opslokt.

Schermafbeelding 2015-11-16 om 20.42.10

Bij een EROEI van 10:1 (wat we mogelijk in 2020 zullen bereiken) zullen we 10% van ons Bruto Nationaal Produkt besteden aan de winning van energie.
Bij een EROEI van 2:1 zullen we 50% van ons gezamenlijk inkomen uitgeven aan energiewinning… dat kan ik me niet voorstellen. Er is ook nog geen datum ingetekend in de curve.

Het plaatje hierboven komt uit een rapport “The Perfect Storm” dat dr. Tim Morgan in januari 2013 schreef voor Tullett Prebon Group Ltd.
In dat rapport wordt heel nuchter en duidelijk uitgelegd dat het gebruik van fossiele brandstoffen de mensheid in korte tijd enorm vooruit geholpen heeft. Zonder fossiele brandstoffen was de wereldbevolking nooit uitgegroeid tot 7 miljard mensen. Maar binnen een paar decennia zal de mensheid het moeten doen zonder fossiele brandstoffen. De tijd van profiteren is al bijna voorbij.

Op het plaatje hieronder zie je nogmaals uitgelegd dat de energiekosten (als percentage van het totale Bruto Binnenlands Produkt GDP) voor het winnen van energie alleen maar verder zullen stijgen, als het eergierendement EROEI afneemt.

Schermafbeelding 2015-11-16 om 20.53.01

Het plaatje hieronder geeft weer welk deel van het Bruto Binnenlands Produkt (GDP) mondiaal wordt besteed aan de winning van energie. In de jaren 80 liep dat heel snel op, door oorlogen in het Midden-Oosten. Daarna daalde de kosten weer omdat er in de Noordzee redelijk makkelijk winbare aardolie werd ontdekt.

Schermafbeelding 2015-11-16 om 20.53.45

De onderliggende trend, er is steeds meer energie nodig om energie te verkrijgen, is duidelijk.

Op het laatste plaatje is het netto energierendement voor de verschillende energiebronnen ingetekend in de grafiek.
De energiebronnen van de toekomst:
– de recent gevonden olie- en gasvelden (current oil & gas finds)
– kernenergie (nuclear)
– zonnepanelen (photovoltaic)

Schermafbeelding 2015-11-16 om 20.53.21

Scoren allemaal slechter dan olie- en gasvelden uit de jaren 70 en windmolens.
NB. Hierbij moet worden aangetekend dat het rendement van al deze energiebronnen in de toekomst lager zal worden.
Windmolens en zonnepanelen zullen ook geplaatst worden op plekken waar het rendement lager is.
Olie- en gasvelden leveren in het begin veel olie en gas, maar de opbrengst neemt daarna alleen maar af.
En het zal steeds meer energie kosten om de brandstof voor kernreactoren op te graven en te verrijken.

De energiebronnen rechtsonder:
– teerzandolie (tar sands)
– schaliegas (shale gas)
– biobrandstof (biofuels)

hebben zo’n laag energierendement (EROEI) dat ze nu al veel energie opslokken, die we liever aan iets anders hadden besteed.
Door de lage prijs van olie, aardgas en steenkool zullen die onrendabele activiteiten zoals de winning van schaliegas en teerzandolie langzamerhand verdwijnen. Misschien geeft dat ons enige tijd om ons in te stellen op een toekomst waarin er minder energie beschikbaar is.