Потребление электрической энергии – это потребление энергии в виде электрической энергии . [2] Около пятой мировой энергии потребляется в виде электроэнергии: для бытовых, промышленных, коммерческих, транспортных и других целей. [2] Быстрое увеличение этой доли за счет дальнейшей электрификации чрезвычайно важно для ограничения изменения климата , [3] поскольку большая часть другой энергии потребляется при сжигании ископаемого топлива , в результате чего выделяются парниковые газы , которые удерживают тепло. [4]
Мировое потребление электроэнергии в 2022 году составило 24 398 тераватт-час (ТВтч), что почти ровно в три раза превышает объем потребления в 1981 году (8132 ТВтч). [5] На долю Китая, США, Индии и Японии приходится более половины мировой доли потребления электроэнергии. [5]
Электрическую энергию чаще всего измеряют либо в джоулях (Дж), либо в ватт-часах (Вт·ч). [6]
Электрические и электронные устройства потребляют электрическую энергию для выработки желаемой продукции (света, тепла, движения и т. д.). Во время работы некоторая часть энергии теряется в зависимости от электрического КПД . [7]
Электричество вырабатывается на электростанциях с 1882 года. [8] Изобретение в 1884 году паровой турбины для привода электрогенератора привело к увеличению потребления электроэнергии во всем мире. [9]
В 2022 году общий объем производства электроэнергии в мире составил почти 29 000 ТВт-ч. [10] Общая первичная энергия преобразуется в многочисленные формы, включая, помимо прочего, электричество, тепло и движение. [11] Некоторая первичная энергия теряется при преобразовании в электричество, как это видно на примере США, где в 2022 году было потеряно чуть более 60%. [11]
В 2022 году на электроэнергию приходилось более 20% мирового конечного потребления энергии, при этом нефть составляла менее 40%, уголь — менее 9%, природный газ — менее 15%, биотопливо и отходы — менее 10%, а также другие источники ( такие как тепло, солнечная электроэнергия, ветровая энергия и геотермальная энергия), составляющая более 5%. [12] Общее конечное потребление электроэнергии в 2022 году было распределено неравномерно между следующими секторами: промышленность (42,2%), жилищное строительство (26,8%), коммерческое и коммунальное обслуживание (21,1%), транспорт (1,8%) и прочее (8,1%). т. е. сельское хозяйство и рыболовство). [12] В 1981 году конечное потребление электроэнергии продолжало снижаться в промышленном секторе и увеличиваться в жилищном, коммерческом и коммунальном секторах. [12]
Анализ чувствительности адаптивной нейро-нечеткой сетевой модели для оценки спроса на электроэнергию показывает, что занятость является наиболее важным фактором, влияющим на потребление электроэнергии. [13] В исследовании использовались шесть параметров в качестве входных данных: занятость, ВВП , жилье, численность населения, градусо-день отопления и градусо-день охлаждения , а спрос на электроэнергию был выходной переменной. [13]
В таблице перечислены 45 стран-потребителей электроэнергии, которые использовали около 22 000 ТВтч. На эти страны приходится около 90% конечного потребления более чем 190 стран. Конечное потребление для производства этой электроэнергии указано для каждой страны. Данные за 2022 год. [10] [14]
В 2022 году окончательное потребление электроэнергии в странах ОЭСР составило более 10 000 ТВт-ч. [5] В этом году промышленный сектор потреблял около 42,2% электроэнергии, жилой сектор - почти 26,8%, сектор коммерческих и общественных услуг - около 21,1%, транспортный сектор - почти 1,8%, а другие сектора. (например, сельское хозяйство и рыболовство) потребляют почти 8,1%. [12] В последние десятилетия потребление в жилищном и коммерческом секторе, а также в секторе общественных услуг выросло, в то время как потребление в промышленности снизилось. [5] Совсем недавно в транспортном секторе наблюдался рост потребления вместе с ростом рынка электромобилей . [5]
Конечное потребление, разделенное на количество жителей, дает потребление страны на душу населения. В Западной Европе этот показатель составляет от 4 до 8 МВтч/год. [10] (1 МВтч = 1000 кВтч) В Скандинавии, США, Канаде, Тайване, Южной Корее, Австралии, Японии и Великобритании потребление на душу населения выше; однако в развивающихся странах он намного ниже. [10] В 2022 году средний мировой показатель составлял около 3 МВтч/год. [10] Очень низкие уровни потребления, например, на Филиппинах , не включенные в таблицу, указывают на то, что многие жители не подключены к электросети, и это причина, по которой некоторые из самых густонаселенных стран мира, в т.ч. Нигерия и Бангладеш в таблице не фигурируют. [14]
В таблице перечислены 30 стран, на которые приходится около 76% мирового населения, 84% мирового ВВП и 85% мирового производства электроэнергии. [10] [14] [16] [17] Производительность на выработку электроэнергии (концепция, аналогичная энергоемкости ) может быть измерена путем деления ВВП на произведенную электроэнергию. Данные за 2019 год. [10] [14] [16] [17]
В таблице ниже перечислены 15 стран с самым высоким конечным потреблением электроэнергии, которое в 2022 году составило более 70% мирового потребления. [10]
Заглядывая в будущее, повышение энергоэффективности приведет к уменьшению количества электроэнергии, необходимой для данного спроса на электроэнергию, но спрос сильно увеличится за счет: [22]
Поскольку транспорт и отопление станут более экологичными, экологический эффект от потребления энергии будет в большей степени определяться электричеством. [22]
Международное энергетическое агентство ожидает пересмотра субсидий на ископаемое топливо , которые в 2013 году составили 550 миллиардов долларов, что более чем в четыре раза превышает субсидии на возобновляемые источники энергии . В этом сценарии [23] почти половина прироста потребления электроэнергии в 2040 году будет покрыта более чем 80-процентным ростом возобновляемой энергетики. Будет построено много новых атомных электростанций, главным образом взамен старых. Атомная часть производства электроэнергии увеличится с 11 до 12%. Возобновляемая часть вырастет гораздо больше, с 21 до 33%. МЭА предупреждает, что для того, чтобы ограничить глобальное потепление 2 °C, выбросы углекислого газа [24] не должны превышать 1000 гигатонн (Гт) с 2014 года. Этот предел будет достигнут в 2040 году, и выбросы никогда не упадут до нуля.
Мировой энергетический совет [25] прогнозирует, что к 2040 году мировое потребление электроэнергии увеличится до более чем 40 000 ТВтч/год. Ископаемая часть генерации зависит от энергетической политики. Он может оставаться на уровне около 70% в так называемом сценарии «Джаз », где страны довольно независимо «импровизируют», но он также может снизиться примерно до 40% в сценарии « Симфония» , если страны будут «организовать» политику, более благоприятную для климата. Выбросы углекислого газа, составлявшие 32 Гт/год в 2012 году, увеличатся до 46 Гт/год в Джазе, но снизятся до 26 Гт/год в Симфонии. Соответственно, до 2040 года возобновляемая часть генерации останется на уровне около 20% в Джазе, но увеличится примерно до 45% в Симфонии.
Исследование ЕС по вопросам климата и потребления энергии, проведенное в 2022 году, показало, что 63% жителей Европейского Союза хотят, чтобы затраты на электроэнергию зависели от ее использования, при этом крупнейшие потребители платят больше. Для сравнения: в Китае этот показатель составляет 83%, в Великобритании — 63%, в США — 57%. [26] [27] 24% опрошенных американцев считают, что люди и предприятия должны делать больше, чтобы сократить собственное использование (по сравнению с 20% в Великобритании, 19% в ЕС и 17% в Китае). [28] [29]
Почти половина опрошенных в Европейском Союзе (47%) и Великобритании (45%) хотят, чтобы их правительство сосредоточило внимание на развитии возобновляемых источников энергии . Для сравнения: в США и Китае этот показатель составил 37%, когда их попросили перечислить свои приоритеты в области энергетики. [28] [30] [31]