Tik, tak, tik … kiedy nastąpi peak? c.d.

Kontynując próby oszacowania daty Peak Oil przedstawię poniżej pozostałe trzy metody.

Metoda II – którą zaproponował, budzący czasami wiele kontrowersji, dr Richard Duncan, polega w dużym uproszczeniu na dodaniu do siebie wszystkich peak’ow poszczególnych państw w celu uzyskania daty światowego szczytu produkcji. Do uzyskania wyników dla poszczególnych krajów, Duncan posłużył się własną metodą modelowania za pomocą tzw. Heurystycznej Metody Prognozowania [wydobycia] Ropy. Wynik jaki otrzymał to peak w roku 2007.
Metoda III – przesunięcie szczytu produkcji o 40 lat, względem maksimum odkryć.

To druga metoda, która jedynie podsuwa nam kolejną wskazówkę odnośnie przyszłego poziomu wydobycia ropy, nie opierając się jednak na konkretnych prawach przyrody. Jeśli uśrednić różnicę pomiędzy szczytem odkryć a szczytem wydobycia, w tych państwach, które peak mają już za sobą, otrzymamy właśnie wynik 40 lat. Oczywiście każdy przypadek jest inny i wiele czynników ma tutaj wpływ na szybkość z jaką eksploatowano złoża. Państwa o wysokim stopniu techniki, stabilne politycznie i finansowo, takie jak trójka eksploatująca złoża na Morzu Północnym, czyli Dania, Norwegia i Wielka Brytania, potrzebowały mniej czasu na osiągnięcie szczytu produkcji (szczyt odkryć przypadł na wczesne lata 70-te, maksimum wydobycia osiągnięto przed rokiem 2000). W przypadku państw, w których z różnych powodów proces ten przebiegał dużo wolniej, okres ten mógł wydłużyć się nawet do 50 lat, jak stało się to w przypadku Iraku.

Jak zwykle najlepszym przykładem są Stany Zjednoczone, gdzie wprawdzie przesunięcie wyniosło dla 48 stanów 35 lat, ale z uwagi na stabilną sytuację polityczno-gospodarczą, z łatwością możemy prześledzić jak przebiegała zarówno produkcja jak i odkrycia.

Poniżej to samo “zjawisko” jeszcze lepiej widoczne na wykresie przedstawiającym łączną produkcję i łączne odkrycia.

Poniżej jeszcze kilka przykładów, które dobitnie pokazują, że wydobyć możemy tylko tą ropę, którą znaleźliśmy. Prawda często pomijana przez energetycznych optymistów.
Chiny
Indonezja
oraz Indie

Na koniec pozostała nam Metoda IV – czyli Megaprojects Chris’a Skrebowskiego. Wedłóg mnie najmocniejsza od strony teoretycznej metoda uzyskania daty Peak Oil. Chris Skrebowski wykonał gigantyczną prace zbierając dane wszystkich tzw. megaprojects (czyli złóż o przewidywanej produkcji dziennej powyżej 100 tysięcy baryłek). Jednocześnie bazując na dotychczasowych danych oszacował wzrost zużycia ropy na poziomie 2,3% rocznie, oraz spadek wydobycia w istniejących złożach, który trzeba kompensować zwiększeniem wydobycia w nowych złożach. Początkowo, przyjął w swoich obliczeniach większy niż okazał się w rzeczywistości, spadek wydobycia. Ostatnie jego zestawienie gdzie uwzględnił również mniejsze projekty, jak i poprawili ten błąd, data Peak Oil przesunęła się z 2007/2008 r. na 2010/2011 r. Metoda ta pozwala z wyprzedzeniem kilkuletnim określić, w którym momencie podaż nie będzie w stanie zaspokoić popytu. Od podjęcia decyzji do rozpoczęcia produkcji mija zazwyczaj kilka lat, minimum 3-4, wiec niejako z wyprzedzeniem wiemy, ile będzie dostępnej ropy w takim horyzoncie czasowym. Należy pamiętać, że te obliczenia dają nam maksymalnie optymistyczny wynik. Nie uwzględnia on konfliktów zbrojnych (patrz Irak), czy awarii w skutek kataklizmów (Katrina i Zatoka Meksykańska), a tego typu wydarzenia mogą znacznie wpłynąć na światową produkcję.

Tik, tak, tik … kiedy nastąpi peak?

Osobiście uważam, że dużo ważniejsze niż określenie konkretnej daty osiągnięcia szczytu produkcji ropy naftowej, czyli Peak Oil, jest zdanie sobie sprawy z istoty problemu. Dopiero, kiedy gruntownie zagłębimy się w problematykę będziemy mogli rozpatrywać odpowiednie rozwiązania, gdzie konkretna data będzie tylko pochodną założeń leżących u podstaw. Niemniej jednak bardzo dużo czasu poświęca się tej magicznej chwili, a szacunki, jakie można spotkać to w najbardziej optymistycznych prognozach 2030r. (CERA) po takie wedłóg, których szczyt produkcji dawno już został osiągnięty (np. Deffeyes podawał listopad 2005). Jak już z lektury “ABC Peak Oil” można było wywnioskować, osiągnięcie szczytu produkcji można stwierdzić dopiero po upływie kilku lat, kiedy trend spadkowy zaczyna być trudny do wytłumaczenia zwyczajnymi fluktuacjami rynku. Tak właśnie było w przypadku USA, kiedy w roku 1971 większość ekspertów branży naftowej nie brała pod uwagę, że już nigdy więcej poziom produkcji ropy nie osiągnie takiego poziomu. Z każdym kolejnym miesiącem optymiści tracili dobry humor, aż w momencie nadejścia zewnętrznie wywołanego kryzysu naftowego, musiano spojrzeć prawdzie w oczy. W przypadku globalnego peak oil warto jednak wiedzieć, czy mamy jeszcze ćwierć wieku jak twierdzą specjaliści z CERA, czy szczyt produkcji już nastąpił i obecnie przechodzi w fazę plateau.

Postaram się poniżej przedstawić pokrótce sposoby, które w mniejszym lub większym stopniu przybliżają nas do określenia tej “magicznej” daty. Podaję za Heinbergiem cztery metody oszacowania daty Peak Oil. Dwie z nich pozwalają jedynie uświadomić sobie, że problem istnieje i podać przedział czasowy z dokładnością do kilku lat może nawet dekady. Metody te są dużym uogólnieniem specyfiki wydobycia ropy i nie należy ich traktować jako wiążących, gdyż nie uwzględniają takich chociażby czynników jak wzrost rezerw. Najbardziej konkretną metodą, z bardzo solidnymi podstawami teoretycznymi i metodologią trudną do podważenia jest propozycja Chris’a Skrebowskiego, redaktora UK Petroleum Review.

Metoda I

Jak wynika z teoretycznego modelu przedstawionego przez Mariona King Hubbert’a peak oil przypada na moment, w którym z badanego złoża wydobyto połowę całej potencjalnej produkcji. Czyli połowę tej części istniejącej ropy (OIIP – Oil Initially In Place), którą jesteśmy w stanie wydobyć (URR czyli rezerwy). Rezerwy są wartością zmienną i zależą od wielu czynników, często niedoszacowania złoża, lub nowych, pobliskich odkryć księgowanych jako jedno i to samo złoże. Jedyny czynnik, który ma realne znaczenie to wartość określająca, jaką część OIIP jesteśmy w stanie wydobyć. Skuteczność ta waha się zazwyczaj pomiędzy 25-50%. Przy dzisiejszych technologiach wydobycie 55-60% ropy to górna granica. Jak widzimy już na starcie szacowanie całej istniejącej ropy jest obarczone dodatkowym czynnikiem, a mianowicie ilością jaką jesteśmy w stanie wydobyć. Nie dość trudności ze zmiennymi rezerwami istnieje jeszcze wiele innych problemów, takich jak niedoszacowanie złóż, lub wynik tajemniczych wzrostów rezerw w państwach OPEC, zwany „quota wars”. Limity eksportów były ustanawiane na podstawie istniejących rezerw, więc w tajemniczy sposób rezerwy te w krótkim czasie powiększyły się 2-3 krotnie.

Spójrzmy jednak na szacunki, jakich dokonywano na przestrzeni ostatnich dekad odnośnie światowej ilości EUR (estimated ultimately recoverable), czyli szacunkowych rezerw. Jak widać na poniższym zestawieniu wartość EUR oscyluje wokół wartości 2 bilionów baryłek konwencjonalnych płynnych złóż (czyli ropa + NGL), oraz 2,7 biliona baryłek licząc ze złożami niekonwencjonalnymi. Tutaj zagadnienie komplikuje się jeszcze bardziej ze względu na brak konsensusu, odnośnie tego jak traktować, złóża niekonwencjonalne, takie jak łupki bitumiczne czy piaski roponośne. Niektóre szacunki podają z tego też powodu wartości tak duże jak 5,5 – 7 bilionów baryłek (World Petroleum Assesment 2000, USGS), jednak szacunki te bazują na wyjątkowo optymistycznych założeniach, które już po kilku latach (opracowywano je na podstawie danych z 1996r.) widocznie rozbiegają się z rzeczywistością (szczególnie odnośnie przyszłych odkryć).

Jedno jest pewne. Do tej pory wydobyliśmy blisko 1,1 biliona baryłek. Jeśli wierzyć powyższym uśrednieniom możemy przyjąć, że peak oil już nastąpił lub niedługo nastąpi. Dokładność takiej “daty” zależy od dwóch czynników. Przede wszystkim dokładności oszacowania rezerw, gdzie podstawowa trudność leży w przewidzeniu (żeby nie powiedzieć odgadnięciu) rozwoju technologii wydobywczych, a co za tym idzie skuteczności samego procesu eksploatacji złóż. Drugi czynnik, który daje nam wyobrażenie jak skala czasowa ma się do wartości OIIP, to tempo obecnego wydobycia. W przeciągu nadchodzącej dekady, jeśli obecne tempo miałoby się utrzymać, ludzkość wydobędzie kolejne 400 miliardów baryłek ropy, co stanowiłoby 40% pozostałych konwencjonalnych rezerw wg powyższego zestawienia. Oczywistym jest, że to nie nastąpi i wydobycie tej ilości ropy, w wyniku spadku produkcji zajmie nam więcej czasu.

c.d.n.

ABC Peak Oil – ciąg dalszy

Jakie reperkusje wywoła światowy szczyt wydobycia ropy, czyli Peak Oil? Wątpliwe aby ktokolwiek był w stanie w pełni przewidzieć efekt takiego wydarzenia. Możemy jednak , a nawet powinniśmy, spróbować wyobrazić sobie jakie skutki może przynieść ograniczenie podaży ropy i paliw płynnych. Trzeba też pamiętać, że sam moment osiągnięcia globalnego peak oil nie będzie szczególnym wydarzeniem. O osiągnięciu szczytu dowiemy się z opóźnieniem, widząc je niejako we wstecznym lusterku, z perspektywy miesięcy może nawet lat. Ropa nadal będzie wydobywana i to w ogromnych ilościach, wiele będzie jeszcze niewykorzystanych rezerw, niemało nieodkrytych złóż. Ba! ropy będzie jeszcze co najmniej tyle ile ludzkość wydobyła przez ostatnie 150 lat. Gdzie w takim razie leży problem?

Problemem będzie kurczące się wydobycie przy jednoczesnym wzroście zapotrzebowania na ropę. Obecnie zużycie energii ze wszystkich źródeł, w tym ropy, rośnie w tempie wykładniczym. Liczba ludności w przeciągu XXw. wzrosła trzykrotnie a nowych mieszkańców Ziemi ciągle przybywa. Raptownie przyspieszające gospodarki Chin i Indii zwiększają dodatkowo dynamikę wzrostu. Utrzymanie wykładniczego wzrostu, bazującego na skończonych zasobach, w dłuższym czasie jest niemożliwe, jak również stoi w sprzeczności z zasadą zrównoważonego rozwoju. Problematyka poruszana już chociażby w “Limitach wzrostu”, niejednokrotnie krytykowana, do tej pory nie była w stanie w wystarczającym stopniu przebić się do świadomości polityków i ekonomistów. W pewnym momencie powstanie luka pomiędzy podażą i popytem, co przede wszystkim spowoduje wzrost ceny, ale także niedobór ropy w przypadku odbiorców słabszych ekonomicznie czy politycznie, zmuszonych do konkurowania na wolnym rynku o kurczące się zasoby. Historia uczy nas, że ludzie niechętnie solidaryzują się z innymi, jeśli oznacza to jednocześnie zgodę na ograniczenie własnego statusu i jakości życia. Najbogatsze państwa stać na droższą ropę, dla biednych gwałtowny wzrost cen jest to kwestia być, albo nie być. Ropa, która w normalnych warunkach napędzałaby maszyny rolnicze, albo agregaty prądotwórcze w krajach trzeciego świata, zasili baki samochodów w USA, Japonii, czy w Niemczech.

Problemem nie jest kończąca się ropa, ale zmniejszające się możliwości produkcyjne. Ropa nigdy się nie skończy, tak jak nie jesteśmy w stanie wydobyć 100% ropy z danego złoża. Skończyć się może, choć i to w bardzo odległej perspektywie, ropa której wydobycie będzie opłacalne. Nie chodzi tu jednak o sens ekonomiczny (na co wpływ mają zmieniające się ceny), ale opłacalność energetyczną. Jeśli podczas wydobycia musimy zużyć porównywalną ilość energii , do tej jaką z tej ropy uzyskamy, to jasnym staje się fakt, że cały proces traci sens.

Niestety nic nie wskazuje, aby istniało jakieś cudowne rozwiązanie, nieodkryte złoża, nowe technologie, które pozwoliłyby odmienić sytucję. Najlepiej ilustruje to przykład Stanów Zjednoczonych, gdzie pomimo ogromnych inwestycji, istotnych innowacji w dziedzinie technik wydobywczych jak i poszukiwawczych, mamy do czynienia z dwoma zjawiskami – spadającym nieubłaganie wydobyciem (począwszy od 1971r.) oraz spadającymi odkryciami nowych złóż (maksimum przypadało na lata 30-te).

Na powyższym wykresie widzimy jak przebiegały oba te procesy, zielona, bardziej poszarpana linia przedstawia odkrycia złóż, czerwona linia to wydobycie. Trend w obu przypadkach jest jasno widoczny. Dodajmy do tego, że lata ‘80 i ‘90 były okresem ogromnych innowacji w przemyśle naftowym, między innymi dzięki komputeryzacji, nie miało to jednak wpływu na ogólny trend. Oczywiście w ostatecznym rozrachunku pole wyznaczone przez krzywe obu poniższych wykresów musi być jednakowe. Nie jesteśmy w stanie wydobyć więcej ropy niż znaleźliśmy.

ABC Peak Oil

W 1956r. Marion King Hubbert, już wtedy uznawany za wybitnego geologa, opublikował swoją pracę dotyczącą peak oil. Termin ten odnosi się do długoterminowego przebiegu wydobycia ropy naftowej, a konkretnie określał moment uzyskania maksymalnego tempa wydobycia. Dla każdego pola naftowego wykres określający tempo wydobycia wygląda jak tzw. krzywa dzwonowa, zwany też rozkładem normalnym.

Jak łatwo zauważyć szczyt wydobycia przypada na moment, w którym wydobyliśmy mniej więcej połowę ropy z danego złoża. Tak samo jak możemy określić peak dla pojedynczego pola, tak samo możemy go wyznaczyć dla danego kraju, jak i w skali globalnego wydobycia. Hubbert na podstawie danych dotyczących istniejących rezerw oraz tempa wydobycia przewidywał szczyt produkcji w USA na lata 1965-70, dla całego świata na rok 2000. Jak wiemy peak oil miał miejsce w USA w roku 1971. Szczyt światowy z pewnością nie nastąpił w roku 2000, niektórzy spierają się czy obecnie nie doświadczamy tego zjawiska. Po ‘71 Amerykanie stopniowo zaczęli zwiększać import ropy, aby nadążyć za rosnącym popytem. Jak wrażliwa stała się gospodarka USA na podaż ropy z importu przekonano się już dwa lata później w czasie tzw. Kryzysu Naftowego w 1973r, kiedy to państwa arabskie ograniczyły eksport tego surowca do państw wspierających Izrael w wojnie Jom Kippur. Warto mieć na uwadze tamte wydarzenia, kiedy rozpatrujemy amerykańską politykę zagraniczną w ciągu ostatnich 30 lat. W przypadku poszczególnych państw można zmniejszające się wydobycie kompensować zwiększonym importem, podstawowy problem światowego Peak Oil polega na tym, że nie jesteśmy w stanie w żaden sposób nadrobić rosnącej luki pomiędzy popytem a podażą. Oczywiście teoria Hubberta jest tylko modelem teoretycznym i rzeczywiste wydobycie podlega fluktuacjom. Upadek Związku Radzieckiego spowodował chwilowe ograniczenie wydobycia i w przypadku Rosji z pewnością będziemy mieli do czynienia z kolejnym, drugim szczytem w najbliższej dekadzie. Jak pokazują jednak dane dotyczące poszczególnych państw charakterystyczny układ “dzwonu” pojawia się praktycznie w każdym przypadku. Poniżej widzimy jak przebiegało wydobycie ropy w Stanach Zjednoczonych z rozbiciem na poszczególne “źródła”. Tak samo jak wydobycie konwencjonalnej ropy miało swój szczyt, tak i złoża w rejonach arktycznych Alaski, a dwie dekady później także z odwiertów głębinowych, osiągnęło swoje maksimum. Oba te szczyty okazały się nieznacznie tylko osłabiać efekt spadku wydobycia i w dłuższej perspektywie nie zmieniły sytuacji.

Spójrzmy jeszcze na dane amerykańskiego Department of Energy. Wykres przedstawia rozbite na poszczególne państwa wydobycie światowe (wykres nie uwzględnia państw OPEC i Rosji). Przy nazwach państw podano rok, w którym osiągnięto szczyt wydobycia. Jak nietrudno zauważyć w przebiegu wydobycia poszczególnych państw możemy odszukać charakterystyczny kształt teoretycznej krzywej. Podobnie całość wykresu układa się w kształt dzwonu.

Tytułem wstępu

Ewolucja czy rewolucja? Jedno z dwojga czeka nas w nadchodzących dekadach. Zmiany będą musiały nastąpić, prawa fizyki są nieubłagane. Pytanie, na które dziś nikt nie jest w stanie odpowiedzieć brzmi czy będziemy potrafili świadomie pokierować tymi procesami, tak aby zmiany były ewolucyjne i nie zniszczyły tych zdobyczy ludzkości, które możemy i powinniśmy zachować.

Jakie informacje znajdą się na tym blogu? Przede wszystkim ze względu na niewielką odległość w czasie pisać będę o zjawisku znanym jako Peak Oil. Terminem tym określany jest światowy szczyt wydobycia ropy naftowej, co oznacza, że przy rosnącym zapotrzebowaniu na ten surowiec powstaną ogromne napięcia w światowej gospodarce. Popyt znacznie przekroczy podaż. Dostępność ropy stanie się palącym problemem jeszcze przed końcem tej dekady, jednak kolejne surowce także będą zbliżały się do szczytu możliwości wydobywczych. Następne w kolejce są gaz, uran, węgiel, oraz wiele innych surowców i minerałów.

Są jednak dwie kwestie fundamentalne, które już dziś dotykają boleśnie miliony ludzi – kurczące się zasoby wody pitnej i wyjaławianie gruntów. Przeciwdziałania w tym względzie również wymagają energii. Fakty te są znane, co najmniej od lat 70-tych XX wieku, kiedy grupa naukowców w ramach tzw. Klubu Rzymskiego wydała książkę „Limits to growth”, opisującą wydawałoby się rzecz oczywistą – nie można utrzymać w nieskończoność wykładniczego wzrostu bazując na nieodnawialnych a przez to skończonych źródłach energii i surowcach. Od jej wydania ludzkość, a w szczególności decydenci i politycy marnują każdy kolejny dzień, nie podejmując jakichkolwiek działań w celu zmiany tej nielogicznej polityki. Minęły 34 lata od wydania raportu Klubu Rzymskiego i nadal praca ta najczęściej zbywana jest lekceważeniem. Zupełnie jak mieszkańcy Wysp Wielkanocnych wycinający ostatnie drzewa, zdajemy się poświęcać olbrzymie pokłady ludzkiej energii oraz potencjału intelektualnego na „stawianie posągów”. Praktycznie każda praca naukowa dotycząca tych zagadnień, od Teorii Olduvai, skończywszy na pracach Forrsestera kończy się podobnym wnioskiem – Ludzkość do końca wieku czeka największy szok w historii.

Jednym z filarów ludzkiej egzystencji na tej planecie, który systematycznie na własną zgubę osłabiamy, jest ekosystem, w którym żyjemy. Na temat ochrony środowiska napisano już wiele i każdy o problemach ekologii słyszał. Nie sposób jednak pisać o paliwach kopalnych, bez poruszania takich tematów jak globalne ocieplenie.

Wszystkie te tematy są żywo dyskutowane na całym świecie, lecz niewiele w tej sprawie podejmuje się działań. Postaram się wyjaśnić, czemu pewne rozwiązania, mające być „lekiem na całe zło” jak Hydrogen Economy, albo biopaliwa, nie mają z czysto fizycznego punktu widzenia szans zastąpić paliw kopalnych. Im szybciej uświadomimy sobie, że nie istnieje cudowny lek, tym szybciej będziemy w stanie zmienić elementarne przyczyny kryzysu, a nie leczyć jedynie objawy.

Zdaję sobie sprawę, że ten blog jest porywaniem się z motyką na słońce. Niestety niewiele osób na świecie, w porównaniu do wagi tematu, a w Polsce praktycznie nikt nie podejmuje tych kwestii. Najważniejszą rzeczą, jaką chcę zrobić, to podzielić się zebranymi informacjami. Im więcej z nas będzie zdawało sobie sprawę z pewnych zagrożeń tym większa szansa na podjęcie tych kwestii przez polityków. Od nas zależy czy czeka nas ewolucja czy rewolucja.