Η Εξέλιξη της Κατανάλωσης Ενέργειας του Πλανήτη μας (1965-2020).
Πόσο μακριά βρισκόμαστε από μια καθαρή-πράσινη ενεργειακή λύση;
Πρώτο Μέρος Ετήσιας Έκθεσης Εργαστηρίου Ήπιων Μορφών Ενέργειας & Προστασίας Περιβάλλοντος, Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής
Ιωάννης K. Καλδέλλης, Δέσποινα Μπουλογιώργου, Παναγιώτης Τριανταφύλλου
Εργαστήριο Ήπιων Μορφών Ενέργειας και Προστασίας Περιβάλλοντος,
Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών, Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής
e-mail: jkald@uniwa.gr
- Ενέργεια & Οικονομική Ευημερία
Η επιβίωση του ανθρώπινου είδους αλλά και όλες σχεδόν οι ανθρώπινες δραστηριότητες στηρίζονται άμεσα στο διαρκή μετασχηματισμό (ή όπως συνηθίζεται να λέγεται στην κατανάλωση) ενεργειακών πόρων. Από την αρχέγονη χρήση της βιομάζας (φυτά, ζώα, ανθρώπινη μυϊκή δύναμη), της ηλιακής ενέργειας και της ενέργειας του ανέμου, ο άνθρωπος σήμερα βασίζει σε μεγάλο βαθμό την ευημερία του στην κατανάλωση των αποθεματικών ορυκτών καυσίμων (δηλαδή στο πετρέλαιο, το φυσικό αέριο και τον άνθρακα) καθώς και στην αξιοποίηση της πυρηνικής ενέργειας, ενώ έχει εναποθέσει τις ελπίδες του για ένα ασφαλές ενεργειακό μέλλον στον έλεγχο της πυρηνικής σύντηξης.
Επιπλέον, είναι ευρέως αποδεκτό ότι στις σύγχρονες κοινωνίες η ενέργεια, εκτός από καθοριστικό παράγοντα στον προσδιορισμό της ποιότητας ζωής, αποτελεί και σημαντικό συντελεστή παραγωγής για το σύνολο των ανθρωπίνων δραστηριοτήτων, δεδομένου ότι τεράστια ποσά ενέργειας καταναλώνονται στη βιομηχανία, τον αγροτικό και κτηνοτροφικό τομέα, τους τομείς παροχής υπηρεσιών και διαχείρισης υδάτινων πόρων αλλά και στις μεταφορές. Πιο συγκεκριμένα, ο άνθρωπος σήμερα καταναλώνει ενέργεια υπό μορφή ηλεκτρισμού (κυρίως για την κάλυψη των οικιακών του αναγκών αλλά και για τη λειτουργία του παραγωγικού εξοπλισμού στην εργασία του), υγρών καυσίμων ή φυσικών αερίων για τις μεταφορές του αλλά και τη θέρμανσή του, επιπλέον της ενέργειας που περικλείεται (embodied energy) στην τροφή που καταναλώνει αλλά και την ενσωματωμένη ενέργεια που εμπεριέχεται στο σύνολο των προϊόντων και υπηρεσιών που χρησιμοποιεί σε καθημερινή βάση. Στο πλαίσιο αυτό, η αυξημένη κατανάλωση ενέργειας και ειδικότερα ηλεκτρικής ενέργειας θεωρείται απαραίτητη προϋπόθεση τόσο για τη βελτίωση των οικονομικών επιδόσεων μιας κοινωνίας όσο και για τη βελτίωση της ποιότητας ζωής των μελών της, δηλαδή την άνοδο του βιοτικού της επιπέδου.
- Σημαντική Αύξηση Κατανάλωσης Ενέργειας πριν την Πανδημία
Εξετάζοντας τα διαθέσιμα πρόσφατα στοιχεία, όπως αυτά δίνονται από το Διεθνές Γραφείο Ενέργειας (International Energy Agency) [IEA, 2021], τη Eurostat [2021] και τη Διεύθυνση Ενεργειακών Πληροφοριών των Η.Π.Α. (U.S. Energy Information Administration) [EIA, 2021] για την περίοδο 1965-2020 καταγράφεται μια εντυπωσιακή αύξηση στην κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας. Πιο συγκεκριμένα, σημειώνεται μεταβολή από περίπου 3500 Mtoe σε 14000 Mtoe, Σχήμα (1), δηλαδή τετραπλασιασμός της κατανάλωσης πρωτογενούς ενέργειας σε χρονικό διάστημα 55 ετών. (Να διευκρινιστεί ότι ως “πρωτογενής ενέργεια” ορίζεται η ενέργεια των πρώτων υλών όπως αυτές λαμβάνονται από τη φύση (π.χ. εξόρυξη λιγνίτη, άντληση αργού πετρελαίου, κ.λπ.), ενώ το Mtoe είναι μονάδα ενέργειας, που χρησιμοποιείται στην ανάλυση ενεργειακών μεγεθών σε πλανητικό επίπεδο και αντιστοιχεί σε ένα εκατομμύριο toe, όπου το 1 toe (1 Τ.Ι.Π. ή Τόνος Ισοδυνάμου Πετρελαίου) αντιπροσωπεύει τη χημική ενέργεια από την πλήρη καύση ενός τόνου πετρελαίου ή ισοδύναμα ισούται περίπου με ≈11600kWh.) Παρατηρώντας δε πιο προσεκτικά τα δεδομένα του Σχήματος (1) μπορεί κάποιος να εντοπίσει τη σημαντική μείωση κατά περίπου 5% της ενεργειακής κατανάλωσης μεταξύ 2019 και 2020, αποτέλεσμα των επιπτώσεων της πανδημίας COVID-19 στις ανθρώπινες δραστηριότητες. Αξίζει να σημειωθεί ότι η καταγραφόμενη μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης τη χρονική περίοδο 2019-2020 είναι σαφώς εντονότερη από την αντίστοιχη μείωση της χρονικής περιόδου της μεγάλης οικονομικής κρίσης του 2008-2010.
 |
| Σχήμα 1: Διαχρονική Μεταβολή της Πλανητικής Κατανάλωσης Πρωτογενούς Ενέργειας |
Αναλυτικότερα, η διαχρονική μεταβολή στην ετήσια κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας του πλανήτη μας, όπως παρουσιάζεται στο Σχήμα (1), είναι σαφώς θετική (ανοδική), παρά τη “στιγμιαία” ανακοπή στην αύξηση της πλανητικής κατανάλωσης ενέργειας λόγω της πανδημίας COVID-19. Εφαρμόζοντας δε κατάλληλα υπολογιστικά εργαλεία προκύπτει ότι η μέση ετήσια αύξηση στην πλανητική κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας τη χρονική περίοδο 1965-2020 υπερβαίνει το 2.1%. Προεκτείνοντας δε θεωρητικά την καμπύλη ενεργειακής ζήτησης έως το 2050 με σταθερό ρυθμό μεταβολής ίσο με 2.1%, προκύπτει ότι η αναμενόμενη ζήτηση πρωτογενούς ενέργειας (υπό σταθερό οικονομικο-πολιτικό περιβάλλον) αναμένεται να είναι διπλάσια της τρέχουσας κατανάλωσης, δηλαδή περίπου 28000 Mtoe, θέτοντας εύλογα το κρίσιμο ερώτημα της ενεργειακής επάρκειας για το 2050.
Ακολούθως, αναλύοντας το ενεργειακό μίγμα του πλανήτη μας βάσει του Σχήματος (1) αλλά κυρίως του Σχήματος (2), που δεν περιλαμβάνει τις επιπτώσεις της πανδημίας (ανάλυση έως 2019), παρατηρούμε τα εξής:
(α) Το πετρέλαιο αποτελεί ακόμα και σήμερα τη βασική ενεργειακή πηγή του πλανήτη μας, συνεπικουρούμενη από τον άνθρακα και το φυσικό αέριο, παρουσιάζοντας όμως μια σταθερή ποσοστιαία μείωση. Να σημειωθεί ότι κατά τη διάρκεια της πρόσφατης πανδημίας COVID-19 η κατανάλωση του πετρελαίου εμφάνισε τη μεγαλύτερη μείωση, αποδιδόμενη κυρίως στον περιορισμό των μεταφορών.
(β) Η συμμετοχή του άνθρακα έως το 2015, παρά τις συνεχείς αναφορές για τις σοβαρές επιπτώσεις στην ενίσχυση του φαινομένου του θερμοκηπίου, παρέμεινε αυξανόμενη και μόνο πρόσφατα άρχισε να εμφανίζει μια μικρή μείωση, διατηρώντας όμως ένα σταθερά υψηλό ποσοστό συμμετοχής που πλησιάζει το 30%.
(γ) Η συμμετοχή του φυσικού αερίου είναι διαρκώς αυξανόμενη και προσεγγίζει αυτή του άνθρακα και του πετρελαίου. Να τονισθεί ότι τα τρία αυτά ορυκτά καύσιμα, έστω και σε διαφορετικό βαθμό, συνεισφέρουν κατά τη χρήση τους στην αύξηση των εκπομπών των αερίων του θερμοκηπίου σε πλανητικό επίπεδο, δεδομένου ότι περιέχουν σημαντικές ποσότητες άνθρακα στη χημική τους σύσταση.
 |
| Σχήμα 2: (α) Πλανητική Κατανάλωση Ενέργειας (1994-2019) σε Exajoules (EJ), πηγή BP statistics και (β) Διαχρονική Ποσοστιαία Μεταβολή του Πλανητικού Ενεργειακού Μείγματος |
(δ) Η ποσοστιαία συμμετοχή των υδροηλεκτρικών παραμένει σταθερή την τελευταία εικοσιπενταετία, παρά τη σαφή αύξηση στην κατανάλωση ενέργειας του πλανήτη μας.
(ε) Η παρουσία της πυρηνικής ενέργειας περιορίζεται σε σχετικά χαμηλά ποσοστά και καταγράφεται διαρκώς μειούμενη στη διάρθρωση του πλανητικού ενεργειακού μίγματος.
(στ) Η συμμετοχή των υπολοίπων (εκτός των υδροηλεκτρικών) ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ΑΠΕ) στην κάλυψη των πλανητικών ενεργειακών αναγκών βαίνει διαρκώς αυξανόμενη και από το ιδιαίτερα χαμηλό ποσοστό που καταγράφεται στις αρχές της δεκαετίας του 1990 σήμερα έχει ξεπεράσει τη συμμετοχή της πυρηνικής ενέργειας.
(ζ) Τέλος, παρά τη σημαντική εξέλιξη στον τομέα των εφαρμογών των ΑΠΕ, είναι γεγονός ότι ακόμη και το 2020 η ενεργειακή ζήτηση του πλανήτη μας καλύπτεται σε ποσοστό περίπου 85% από συμβατικά καύσιμα (δηλαδή πετρέλαιο, άνθρακα, φυσικό αέριο και πυρηνική ενέργεια), ενώ το 80% της πλανητικής ενεργειακής κατανάλωσης βασίζεται σε ορυκτά καύσιμα, τα οποία συνδέονται άμεσα με τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Συνεπώς, ακόμα και σήμερα και παρά τη μεγάλη προσπάθεια για ενίσχυση της αξιοποίησης των ΑΠΕ, η συμμετοχή τους στο πλανητικό ισοζύγιο δεν ξεπερνά το 15%, όπου η υδροηλεκτρική ενέργεια εξακολουθεί να αποτελεί την πλειοψηφία.
- Τεράστιες Διαφορές στη Χωρική Κατανομή της Κατανάλωσης Ενέργειας
Αναλύοντας στη συνέχεια την κατά κεφαλήν ετήσια κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας (Σχήμα (3)) για ορισμένες αντιπροσωπευτικές περιοχές του πλανήτη μας για τη χρονική περίοδο 1965-2020 καταγράφονται ορισμένα εντυπωσιακά αποτελέσματα. Πιο συγκεκριμένα:
(α) Παρατηρείται μια συνεχής αύξηση στην κατά κεφαλήν κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας για το σύνολο του πλανήτη μας, ανεξάρτητα από τη σημαντική αύξηση του πληθυσμού, καθώς το 1965 η κατανάλωση αντιστοιχούσε σε μόλις 1.1 toe/cap (δηλαδή toe ανά κάτοικο), ενώ το 2020 έχει προσεγγίσει το 1.7 toe/cap. Να σημειωθεί ότι το 2019, πριν την εκδήλωση της πανδημίας COVID-19, η αντίστοιχη κατανάλωση πλησίαζε τα 2 toe/cap. Αξίζει να τονισθεί επίσης ότι το 1/3 περίπου της προαναφερόμενης ενεργειακής κατανάλωσης αποδίδεται στον οικιακό τομέα, δηλαδή αποτελεί άμεσα καταναλισκόμενη ενέργεια από τους πολίτες κάθε κράτους.
(β) Καταγράφεται μια δραματική διαφοροποίηση στην κατά κεφαλήν κατανάλωση ενέργειας μεταξύ των πλούσιων βιομηχανικών κρατών και των αναπτυσσόμενων κρατών, καθώς για παράδειγμα η κατανάλωση ενέργειας στις ΗΠΑ βρίσκεται στο επίπεδο των 6-8 toe/cap και στις Ιαπωνία, Γερμανία, Γαλλία και Ηνωμένο Βασίλειο των 3-4 toe/cap, ενώ στις αναπτυσσόμενες χώρες η αντίστοιχη τιμή είναι μικρότερη του 1 toe/cap και μάλιστα σε ορισμένες περιοχές μικρότερη των 0.5 toe/cap. Για λόγους σύγκρισης, αρκεί να σημειωθεί ότι η ετησίως απαιτούμενη ενέργεια για τη διατροφή ενός μέσου ανθρώπου δεν ξεπερνά τα 0.12 toe/cap.
(γ) Εντυπωσιακή είναι η αύξηση της κατανάλωσης πρωτογενούς ενέργειας στην Κίνα, που το 2020 ξεπέρασε κατά πολύ τον πλανητικό μέσο όρο και προσέγγισε ήδη τα 2.5 toe/cap. Με δεδομένο και τον πληθυσμό της Κίνας (περίπου 1.5 δις άνθρωποι) είναι σαφές ότι η συγκεκριμένη αύξηση στην Κίνα επηρεάζει αντίστοιχα και τον πλανητικό μέσο όρο.
(δ) Σημαντική αύξηση παρουσιάζει επίσης η κατά κεφαλήν κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας και στην Ινδία (πληθυσμός περίπου 1.3 δις), η οποία όμως παραμένει ακόμα χαμηλή (περίπου 0.5 toe/cap), και εν δυνάμει αποτελεί έναν ακόμα παράγοντα αυξημένης ζήτησης ενέργειας στον πλανήτη μας εφόσον μιμηθεί την πορεία της κινεζικής οικονομίας.
(ε) Η χώρα μας παραμένει σε σχετικά χαμηλή κατά κεφαλήν κατανάλωση ενέργειας σε σχέση με τις υπόλοιπες χώρες της Ε.Ε., εμφανίζοντας αισθητή μείωση τα τελευταία χρόνια στα επίπεδα των 2.2 toe/cap. Να σημειωθεί ότι στα μέσα της δεκαετίας 2000-2010 η αντίστοιχη τιμή υπερέβαινε τα 3 toe/cap. Τέλος, την ίδια χρονική περίοδο καταγράφεται συνεχής και σημαντική αύξηση στην κατά κεφαλήν κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας στην Τουρκία με τιμές που ήδη προσεγγίζουν τα 1.8 toe/cap.
 |
| Σχήμα 3: Κατανάλωση Ενέργειας ανά Κάτοικο σε Αντιπροσωπευτικές Περιοχές της Γης |
Ολοκληρώνοντας το Πρώτο Μέρος της ετήσιας Ενεργειακής Ανάλυσης του Πλανήτη μας, αναπάντητα παραμένουν τα ερωτήματα σχετικά με την επάρκεια των ενεργειακών αποθεμάτων του πλανήτη μας, τις δυνατότητες και το ρόλο που καλούνται να παίξουν οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας τα επόμενα χρόνια, αλλά και για τους τεράστιους κινδύνους που αναδύονται από την τεράστια ανισοκατανομή στην πρόσβαση στις ενεργειακές πηγές μεταξύ βιομηχανικά ανεπτυγμένων και αναπτυσσόμενων χωρών του πλανήτη μας.
Απόσπασμα από τα Συμπεράσματα (Πρώτο Μέρος) της Ετήσιας Έκθεσης Εργαστηρίου Ήπιων Μορφών Ενέργειας & Προστασίας Περιβάλλοντος, Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής
