Energiehuishouding is die beplanning en operasie van energie-ontwikkeling en energieverbruik eenhede asook energieverspreiding en -berging. Doelwitte is hulpbronbewaring, klimaatbeskerming en kostebesparings, terwyl die gebruikers permanent toegang het tot die energie wat hulle benodig.
Die energieprobleem van die wêreld het te make met alle aspekte van die mens se betrokkenheid by die produksie en verbruik van energie. Hier is twee pole ter sprake, naamlik die huidige en toekomstige vraag na energie en die huidige en toekomstige beskikbare bronne van energie. Ten einde die twee pole bymekaar te bring, speel die energie beleid van die owerheid 'n belangrike rol, en die beleid word bepaal deur faktore soos ekonomiese groei, bevolkingsaanwas, nywerheidsuitbreiding, politieke faktore en veral die wetenskaplike en tegnologiese moontlikhede en beperkings van energiebronne. Daar bestaan 'n duidelike verband tussen die per capita energieverbruik en die lewenstandaard van die verskillende volke van die wêreld, en dit is duidelik dat die beskikbaarheid van energie 'n voorvereis te is vir 'n hoër lewenstandaard.
Eeue lank was die belangrikste energiebron vir arbeid die spierkrag van mens en dier, terwyl die verbranding van hout warmte voorsien het. Sedert die Industriële Revolusie, en veral sedert die ontdekking van die stoomenjin, het masjiene spierkrag begin vervang en het steenkool die belangrikste energiebron geword. Met die koms van die binnebrandenjin gedurende die 20e eeu het aardolie die vernaamste energiebron geword en 'n situasie het ontwikkel waar die nywerhede, die ekonomie en die alledaagse leefwyse in die ontwikkelde lande heeltemal van ru-olie afhanklik geword het. Vanweë grootskaalse gebruik van die gerieflike energiebron is steenkool en ander energiebronne verwaarloos, totdat die sogenaamde oliekrisis van 1973 getoon het hoe totaal afhanklik die wêreld van die beskikbaarheid van olie geword het.
Sedertdien word daar ondersoek ingestel na die beskikbaarheid van fossielbrandstowwe asook gesoek na moontlike alternatiewe energiebronne. Daar is gevind dat indien die huidige ekonomiese groei van die wêreld sou voortduur, die beskikbare fossielbrandstowwe waarskynlik teen die jaar 2050 uitgeput sal wees. Indien die huidige beskawing wil oorleef, sal daar ernstig na alternatiewe energiebronne gesoek moet word, terwyl besparing van die fossielbrandstowwe toegepas moet word.
Wetenskaplik gesien, is daar slegs vier basiese bronne van energie op aarde: Energie opgesluit in chemiese bindings, energie opgesluit in kern bindings, energie opgesluit in die aarde self (in die vorm van geotermiese energie) en energie afkomstig van die son. Alle fossielbrandstowwe se energie is in die vorm van chemiese energie wat, deur fotosintese en miljoene jare se veroudering, van die son verkry is.
Geskiedenis Een van die eerste vorms van energie wat die mens benut het, was in die vorm van vuur. Dit het gedien as bron van hitte en lig vir die mens, en is byvoorbeeld gebruik by die vervaardiging van bakstene, glas- en porseleinware en metaalvoorwerpe. Heron van Alexandrië het reeds in die eerste eeu na Christus die beginsels van 'n eenvoudige stoomenjin geformuleer, maar die gebruik van die spierkrag van diere en slawe om arbeid te verrig, was 'n gevestigde gebruik en niemand het in ander energiebronne belang gestel nie. Die stedelike kulture van die vroeë geskiedenis sou ook nie moontlik gewees het sonder die gebruik van groot getalle slawe nie.
Die gebruik van slawearbeid as bron van energie is in Europa tot in die Laat Middeleeue en is ook nog in Amerika en selfs Suid-Afrika toegepas. Die afskaffing van slawerny in 1863 in die VSA het direk aanleiding gegee tot die ontwikkeling van masjiene en die aanwending van ander energiebronne. Ook in Europa het die verdwyning van slawerny daartoe gelei dat die wetenskap en die tegnologie al hoe meer ingespan is vir die ontwikkeling van alternatiewe energiebronne. Sedert die 15e eeu is daar op groot skaal gebruik gemaak van wind- en watermeulens as energiebron. Windmeulens is in veral Nederland gebruik by die drooglegging van lande. Albei tipes meulens is ook in die landbou gebruik en veral koringmeulens is algemeen gebruik, ook in Suid-Afrika. Die tekstielnywerheid het tot aan die einde van die 18e eeu van meulens vir die aandrywing van masjinerie gebruik gemaak.
Die Industriële Revolusie was die regstreekse gevolg van die uitvinding van die stoomenjin, veral die enjin van James Watt in 1769. Hierdie deurbraak het groot veranderinge in die produksie van lewensmiddele veroorsaak en die lewenspatroon van die mens permanent gewysig. Die wysiging het soms aanleiding gegee tot groot ellende, veral waar 'n groot aantal mense onder haglike omstandighede en armoede in die nabyheid van fabrieke moes leef. Vanweë praktiese vervoerprobleme is die nywerhede gewoonlik ook naby die energiebron (die steenkoolmyne) opgerig, wat 'n verskuiwing en konsentrasie van mense teweeggebring het. Die toenemende gebruik van aardolie en aardgas het tot gevolg gehad dat die nywerhede meer verspreid geraak het omdat hierdie energiebronne makliker vervoerbaar was. Die beskikbaarheid van petrol en diesel het ook 'n revolusie in die samelewing veroorsaak deur die grootskaalse gebruik van die motor.
Die motor is seker die tegnologiese toestel wat die grootste omwenteling in die lewenswyse van die mens gehad het. Tans is die motorbedryf een van die grootste nywerhede ter wêreld. Nog 'n tegnologiese omwenteling is veroorsaak deur die omsetting van die primêre energiebronne, byvoorbeeld steenkool en ru-olie, in 'n sekondêre energiebron, naamlik elektrisiteit. Hierdie sekondêre energiebron is maklik vervoerbaar met transmissielyne en kan weer maklik in nuttige energievorms omgeskep word deur elektromotore, elektriese verhitters en elektriese ligbronne. Gedurende die afgelope paar dekades het elektrisiteit 'n al hoe belangriker rol begin speel in energievoorsiening. Hidroënergie kon nou ook beter benut word deur hidrokragsentrales by groot damme op te rig en die energie kon oor groot afstande vervoer word. Suid-Afrika ontvang byvoorbeeld ongeveer 1 000 MW elektrisiteit van Cahora Bassa-dam in Mosambiek. 'n Groot nadeel van die omskepping van fossielbrandstowwe in elektrisiteit is dat dit gepaard gaan met groot verliese, wat inherent is aan die omsettingsproses. In 'n tipiese steenkoolkragsentrale word slegs ongeveer 34 % van die energie van die steenkool omgeskep in elektrisiteit, terwyl 66% as warmte verlore gaan in die afkoelwater van die kragsentrale.
Sedert die vyftigerjare is kernenergie aangewend vir die ontwikkeling van elektrisiteit. Hier vervang uraan steenkool as energiebron vir die ontwikkeling van stoom om die turbines van generators aan te dryf. Daar is tans sowat 200 kernkragsentrales ter wêreld, maar daar is groot weerstand onder sekere groepe in die samelewing teen die uitbreiding van kernenergie vanweë die gevaar van moontlike radioaktiewe besoedeling. In die praktyk is egter bewys dat, indien dit korrek gehanteer word, kerntegnologie een van die veiligste tegnologieë ter wêreld is. Die menslike beskawing het reeds tot so 'n peil ontwikkel dat dit totaal afhanklik is van groot hoeveelhede energie. Daar word egter beset dat fossielbrandstofreserwes vroeg in die volgende eeu uitgeput sal wees en dat daar na alternatiewe energiebronne oorgeskakel sal moet word.
Energiebronne Die belangrikste energiebronne vir die aarde en sy bewoners is die son, die maan en die aarde se eie interne termiese energie. Die maan (en ook die son) veroorsaak gety-energie, wat tans slegs op klein skaal benut word. Geotermiese energie word energiehuishouding reeds lank op klein skaal benut en sal in die toekoms op baie groter skaal benut word. Die son sal egter altyd die belangrikste energiebron bly, direk deur verhitting of die ontwikkeling van elektrisiteit en indirek deur wind, golwe, hidroënergie en fotosintese.
Steenkool Die grootste steenkoolreserwes kom voor in die VSA en die Sowjetunie. China, Australië en Suid-Afrika besit ook voldoende reserwes om selfvoorsienend te wees. In Europa is die meeste reserwes in Engeland, Duitsland, Pole en Tsjeggo-Slowakye. Die totale geskatte steenkoolreserwes van die wêreld is ongeveer 16 biljoen ton en Suid-Afrika se reserwes word geskat op 110 000 miljoen ton (volgens sekere bronne 'n konserwatiewe skatting). Die ontginning en vervoer van steenkool is baie moeiliker en duurder as die van ru-olie. Die ontginning gaan verder gepaard met groot besoedeling en in die geval van oopgroefmyne word groot versteurings in die natuur teweeggebring.
Steenkool kom ook voor in verskeie grade en in sekere mynmetodes word slegs 'n klein persentasie van die reserwes ontgin. Daar word tans probeer om beter ontginnings- en vervoermetodes te ontwikkel ten einde steenkool beter te benut. Aandag word ook gegee aan die besoedelingsprobleem wat gepaard gaan met die verbranding van steenkool. Suid-Afrika is besonder gelukkig om baie groot steenkoolreserwes te hê. Die nywerhede en elektrisiteitsontwikkeling is toegespits op steenkool as energiebron, en 75 % van Suid-Afrika se totale energieverbruik is afkomstig uit steenkool.
Aardolie Die verspreiding van die aardoliereserwes is nie so wyd as die van steenkool nie. Die totale geskatte reserwes van die wêreld is ongeveer 550 biljoen vate. Hiervan kom 60% in die Midde-Ooste voor, 9% in die USSR, 8% in die VSA en 6% in Noord-Afrika. Die totale olieproduksie van die wêreld in 1974 was 20 biljoen vate en daar word verwag dat die wêreld se oliereserwes vroeg in die volgende eeu uitgeput sal wees. Die ontginning van olie is relatief eenvoudig, aangesien slegs 'n diep gat tot by die reservoir geboor moet word. Die vervoer geskied per pypleiding en reuse-olietenkskepe. Aangesien 60% van die oliereserwes in die Midde-Ooste voorkom, kan groot probleme in die wêreld onstaan indien die toevoer om politieke of ekonomiese redes afgesny word. S6 'n stap kan veral Wes-Europa en Japan ernstig tref, aangesien hul vir 90% van hul energiebehoeftes afhanklik is van ingevoerde ru-olie. Suid-Afrika is in die opsig relatief gelukkig, aangesien hy vir slegs ongeveer 23% van sy energiebehoeftes afhanklik is van ingevoerde ru-olie. Verder vervaardig Suid-Afrika ook petrol en diesel sinteties uit steenkool.
Aardgas Die vernaamste aardgas reserwes kom voor in Wes-Siberië, die VSA, Kanada, Nederland, Iran, Bangladesj, Venezuela en Noord-Afrika. Die totale gasreserwes van die wêreld is ongeveer 500 biljoen kubieke meter. Aardgas word op groot skaal in Wes- en Oos-Europa gebruik vir verhitting en huishoudelike doeleindes. Veral Nederland het van die grootste gasvelde ter wêreld en aardgas is ook 'n belangrike energiebron in die VSA. Daar is aanduidings van moontlike gasvelde in die see naby Suid-Afrika se kus, maar ekonomies ontginbare hoeveelhede is nog nie gevind nie. Aardgas bestaan hoofsaaklik uit metaan en is in baie opsigte die ideale energiebron. Dit kan maklik met pype vervoer word en veroorsaak baie min besoedeling. 'n Ander gasenergiebron is nywerheidsgas afkomstig van steenkool of olieraffinaderye. Dit bevat benewens metaan ook propaan en butaan, en staan bekend as stadsgas omdat dit in stede aangewend word vir huishoudelike gebruik.
Hidroënergie