Peak oil

Model wydobycia ropy naftowej, znany jako krzywa Hubberta, zaprezentowany w 1956 na spotkaniu Amerykańskiego Instytutu Naftowego.

Peak oil (dosł. „szczyt wydobycia ropy naftowej”) – moment w czasie w którym wydobycie ropy naftowej osiągnie maksimum i rozpocznie się nieodwracalny spadek wydobycia[1]. Ponieważ ropa naftowa jest najintensywniej wykorzystywanym przez ludzkość źródłem energii[2], toczy się aktywna debata na temat tego, kiedy to nastąpi i jakie będzie miało skutki dla ludzkości. Historyczne przewidywania tego momentu okazały się przedwczesne, jednak wzrost cen ropy naftowej w ostatnich latach spowodował szereg spekulacji dotyczących tego, jak daleko ludzkość jest od szczytu wydobycia i na ile jest na niego przygotowana.

Historia

Wydobycie ropy w USA (linia niebieska) oraz import ropy do USA (linia czerwona). Wydobycie osiągnęło szczyt w 1971 i spadało przez kolejnych 35 lat. Od 2006 roku wydobycie ropy w USA znów rośnie[2].

Ponieważ ropa naftowa jest nieodnawialnym źródłem energii, w którymś momencie jej zasoby zaczną się kończyć i w związku z tym szczyt światowej produkcji jest nieunikniony. Jego moment jest jednak trudny do przewidzenia, ponieważ nowe złoża ropy naftowej są wciąż odkrywane. Pierwszy ilościowy globalny model odkrywania i wydobywania złóż ropy opracował M. King Hubbert w 1956 roku i czasem peak oil jest nazywany teorią Hubberta. Stworzony przez Hubberta model przewidywał szczyt wydobycia ropy naftowej w Stanach Zjednoczonych między 1965 a 1970, oraz globalny szczyt wydobycia około roku 2000.

Ceny ropy naftowej od 1861 roku: nominalne (niebieska linia) oraz z uwzględnieniem inflacji (pomarańczowa linia)

Wydobycie ropy naftowej w USA osiągnęło szczyt w 1971 roku i od tego czasu USA zaczęły gwałtownie zwiększać import ropy. Międzynarodowy handel ropą naftową rozwijał się jednak w skomplikowany sposób. W 1973 roku państwa eksportujące ropę zrzeszone w organizacji OPEC nałożyły embargo na państwa wspierające Izrael w wojnie Jom Kipur, co wywołało kryzys naftowy i gwałtowny wzrost cen ropy na świecie. Kolejny gwałtowny wzrost nastąpił w latach 1979–1982 w wyniku rewolucji w Iranie. Sumarycznie cena baryłki ropy wzrosła z niecałych 2$ w 1971 roku do około 35$ w 1980 roku[2]. Zahamowało to rozwój wielu dziedzin gospodarki i zmniejszyło popyt na ropę. W szczytowym roku 1979 wydobywano 66 mln baryłek ropy dziennie, a w 1983 roku 56 mln. USA w 1979 roku importowały 6,7 mln baryłek dziennie, a w 1983 roku 4,9 mln[2].

W 1983 roku światowa produkcja ropy zaczęła jednak znów rosnąć i w 1994 roku przekroczyła poziom z 1979. Wydobycie ropy w USA dalej spadało, osiągając w 2006 roku minimum na poziomie 6,8 mln baryłek dziennie – o połowę mniejszym niż w 1971 roku[2]. Od 2001 roku ceny ropy zaczęły ponownie gwałtownie rosnąć – z jednej strony było to spowodowane zwiększonym zapotrzebowaniem ze strony rynków wschodzących, takich jak Indie i Chiny, a z drugiej strony monopolistyczną praktyką krajów OPEC, kontrolujących ponad 75% znanych złóż ropy[3]. Ceny ropy przekroczyły 100$ za baryłkę. Wzrost ten spowodował jedynie nieznaczne zaburzenie w światowym zapotrzebowaniu na ropę. W 2012 roku na świecie wydobywano 86 mln baryłek ropy dziennie[2].

Wydobycie ropy naftowej na świecie (miliony baryłek dziennie).

W 2010 roku Międzynarodowa Agencja Energii ogłosiła osiągnięcie szczytu popytu na ropę w krajach OECD w 2006 roku[4]. Od 2006 do 2012 wydobycie ropy w USA wzrosło jednak o 30%[2].

Przewidywania

Niekonwencjonalne złoża ropy naftowej są kilkukrotnie większe niż konwencjonalne.

Choć zasoby ropy naftowej na świecie są ograniczone, wciąż odkrywane są nowe jej złoża. W miarę wzrostu cen ropy oraz rozwoju technologii opłacalne staje się wydobywanie coraz trudniej dostępnych źródeł. Najłatwiejsze jest wydobywanie ropy ze złóż w których znajduje się ona w postaci płynnej. Istnieją jednak większe złoża niekonwencjonalne, w których jest ona w postaci gęstszych frakcji, jak również związana w łupkach bitumicznych i piaskach bitumicznych.

W 1980 roku znane światowe rezerwy ropy naftowej wynosiły 683 mld baryłek, co przy wydobyciu na poziomie 23 mld baryłek rocznie mogło wystarczyć na niecałe 30 lat. Od 1980 do 2012 roku wydobyto 852 mld baryłek, wydobycie wzrosło do 31,5 mld baryłek rocznie, a znane rezerwy wzrosły do 1668 mld baryłek, co przy obecnym wydobyciu wystarczy na 53 lata[2].

Energy Information Administration przewiduje, że zapotrzebowanie na ropę będzie dalej rosło i do 2030 roku dzienne wydobycie przekroczy 100 milionów baryłek[5]. Międzynarodowa Agencja Energetyczna przewiduje, że zapotrzebowanie to będzie zaspokojone dzięki wykorzystaniu nowo odkrytych i niekonwencjonalnych złóż[6].

Możliwe konsekwencje

Ropa naftowa jest nie tylko najważniejszym źródłem energii dla ludzkości, ale jest również głównym surowcem wykorzystywanym przy produkcji tworzyw sztucznych. Zwiększanie jej wydobycia umożliwiało rozwój gospodarki od czasów rewolucji przemysłowej, a jej wyczerpanie się musi spowodować drastyczne zmiany w całej cywilizacji. W 2005 roku Departament Energii Stanów Zjednoczonych opublikował raport dotyczący przygotowania do peak oil. Raport stwierdzał, że „Szczyt światowego wydobycia ropy naftowej oznacza ryzyko bez precedensu dla USA i całego świata. W miarę zbliżania się tego momentu ceny ropy będą się gwałtownie zmieniać, co przy braku odpowiednich przeciwdziałań spowoduje niemające precedensu koszty ekonomiczne, społeczne i polityczne. Istnieje wiele możliwości przeciwdziałań zarówno po stronie popytu jak i podaży, ale aby miały one istotny wpływ, muszą zostać zainicjowane przynajmniej na dekadę wcześniej niż szczyt nastąpi”[7].

Światowe zmniejszenie wydobycia ropy naftowej musi wywołać początkowo wzrost jej cen. W przeszłości, gwałtowny wzrost cen ropy naftowej wiązał się z recesją gospodarczą w większości krajów, tak jak w latach 1973 i 1979 w czasie kryzysów naftowych. Wzrost cen może być łagodzony przez obniżenie podatków i akcyz związanych z ropą. Ostatecznie musi jednak doprowadzić do zmniejszenia zapotrzebowania na ropę, gdy wydobycie nie będzie mogło zaspokoić potrzeb.

W transporcie ropa naftowa może być częściowo zastąpiona przez paliwa alternatywne takie jak LNG czy benzyna syntetyczna. Podobnie węgiel i gaz mogą stanowić zamiennik ropy w przemyśle petrochemicznym i uprawnym. Jest to jednak rozwiązanie przejściowe, ponieważ gaz i węgiel również są nieodnawialnymi źródłami. Samochody elektryczne mogłyby umożliwić całkowitą rezygnację z wykorzystywania paliw kopalnych, o ile energetyka zostałaby oparta na innych źródłach.

W energetyce do końca XX wieku konkurencyjnymi zamiennikami dla paliw kopalnych były tylko elektrownie wodne oraz energetyka jądrowa, której wykorzystanie wkroczyło w okres stagnacji po katastrofie elektrowni jądrowej w Czarnobylu, a nawet nieco zmalało po katastrofie japońskiej elektrowni w Fukushimie. W 2006 roku elektrownie jądrowe wytworzyły 2807 TWh (14,8% globalnej energii elektrycznej), a w 2012 roku 2476 TWh (11% globalnej energii elektrycznej). Na początku XXI wieku duże inwestycje kierowane są w rozwój odnawialnych źródeł energii, takich jak energia wiatru i energetyka słoneczna. Teoretycznie mogłyby one zaspokoić potrzeby energetyczne ludzkości, ale ich udział w gospodarce jest wciąż niewielki. W 2012 roku z wiatru uzyskano 521 TWh (2,3% globalnej energii elektrycznej), a ze słońca 93 TWh (0,4% globalnej energii elektrycznej).

W 2017 roku elektrownie jądrowe wytworzyły 2635,6 TWh energii elektrycznej (10,3% światowej produkcji), hydroelektrownie 4059,9 TWh (15,9%), a pozostałe źródła odnawialne 2151,5 TWh (8,4%, w tym z energii wiatru: 1122,7 TWh czyli 4,4%, a z energii słonecznej: 442,6 TWh czyli 1,7%)[8].

Peak oil a polityka

Historia deklarowanych przez kraje OPEC rezerw ropy naftowej. Pomimo intensywnego wydobycia, nie wykazują one spadku[2].

Rynek ropy naftowej jest jednym z największych rynków świata i największe przedsiębiorstwa świata w większości są przedsiębiorstwami handlującymi ropą. W wielu krajach dochód ze sprzedaży ropy naftowej stanowi istotną część gospodarki. Powoduje to, że rynek ropy naftowej jest silnie powiązany z układami politycznymi, a wiele informacji dotyczących dostępnych złóż i kosztów wydobycia nie jest publicznie znanych. Przykładowo, deklarowane przez kraje OPEC posiadane rezerwy ropy naftowej często nie zmieniają się przez wiele lat, mimo intensywnego wydobycia oraz doniesień o odkrywaniu nowych złóż. Stany Zjednoczone z kolei nie eksploatują części swoich złóż na Alasce, zaspokajając swoje zapotrzebowanie poprzez import z innych krajów.

Dostęp do złóż ropy naftowej jest kluczowym interesem dla wielu państw i stanowi źródło napięć międzynarodowych. Topnienie lodu na obszarze Arktyki otworzyło możliwość eksploatacji znajdujących się tam złóż, które USGS oszacował na 90 miliardów baryłek[9]. Dla porównania, zasoby USA są szacowane na 35 miliardów baryłek, a zasoby Federacji Rosyjskiej na 87 miliardów baryłek[2].

Inne paliwa kopalne

Wykorzystanie różnych źródeł energii przez ludzkość (tysiące TWh rocznie):

     Ropa naftowa

     Węgiel

     Gaz ziemny

     Hydroenergetyka

     Energia jądrowa

     Inne odnawialne źródła energii

Analogiczne rozumowanie jak w przypadku peak oil można zastosować również w przypadku innych złóż nieodnawialnych. Podobnie jak w przypadku ropy, nowe odkrycia i niekonwencjonalne złoża utrudniają jednak określenie daty kiedy zaczną się one wyczerpywać.

Węgiel

Hubbert przewidywał, że szczyt wydobycia węgla nastąpi około 2150 roku. Obecnie światowe zasoby węgla są szacowane na 860 miliardów ton, a roczne wydobycie wynosi 7,8 mld ton[2]. Oznacza to że przy obecnym wydobyciu rezerwy wystarczą na przynajmniej 110 lat. EIA przewiduje, że wydobycie węgla będzie rosło przynajmniej do 2035 roku[10].

Gaz

Przewidywane wydobycie gazu w USA ma rosnąć nieprzerwanie przynajmniej do 2040 roku dzięki wykorzystaniu gazu z łupków.

W 2002 roku szacowano, że światowy szczyt wydobycia gazu nastąpi około 2020 roku. Opracowanie taniej technologii wydobywania gazu z łupków spowodowało rewizję tych wniosków. EIA obecnie szacuje, że wydobycie gazu będzie rosło nieprzerwanie przynajmniej do 2040 roku.

Materiały rozszczepialne

Zasoby uranu w konwencjonalnych złożach szacowane są na 5,6 miliona ton[11], co przy wydobyciu na poziomie 65 tysięcy ton rocznie wystarczy na ponad 80 lat. Istnieją jednak znane niekonwencjonalne źródła zwiększające te szacunki. Istnieją technologie umożliwiające wydobywaniu uranu z wody morskiej, gdzie występuje w niewielkim stężeniu. Szacuje się, że zasoby uranu w oceanach świata przekraczają 8 miliardów ton. Dodatkowo, w elektrowniach jądrowych wykorzystywany jest jedynie uran-235, który stanowi 0,7% całego uranu. Zastosowanie reaktorów powielających pozwala wykorzystywać również inne izotopy uranu (jak również toru), co mogłoby zwiększyć dostępne zasoby kilkaset razy.

Zobacz też

Przypisy

  1. ↑ Definicja „peak oil” w Financial Times Lexicon (ang.). [dostęp 2013-06-25]. [zarchiwizowane z tego adresu (2014-10-18)].
  2. ↑ a b c d e f g h i j k BP Statistical World Energy Review 2013 (ang.). BP p.l.c.. [dostęp 2013-06-13]. [zarchiwizowane z tego adresu (2013-12-06)].
  3. ↑ http://www.infowars.com/transcripts/palast_nov4_02.htm Alex Jones interviews Greg Palast
  4. ↑ Andrzej Szczęśniak: Oil Peaked 2006, demand. 2010. [dostęp 2010-11-25]. [zarchiwizowane z tego adresu (2010-12-01)].
  5. ↑ World oil demand 'to rise by 37%' (ang.). BBC, 2006-06-20. [dostęp 2013-06-25].
  6. ↑ International Energy Agency: World Energy Outlook (ang.).
  7. ↑ Robert L. Hirsch: Peaking of World Oil Production: Impacts, Mitigation, & Risk Management (ang.). Science Applications International Corporation, luty 2005. [dostęp 2009-11-28].
  8. ↑ BP Statistical World Energy Review, koncern British Petroleum, czerwiec 2018 [dostęp 2019-03-29] [zarchiwizowane z adresu 2019-01-16] (ang.).
  9. ↑ 90 Billion Barrels of Oil and 1,670 Trillion Cubic Feet of Natural Gas Assessed in the Arctic (ang.). USGS. [dostęp 2013-06-25].
  10. ↑ International Energy Outlook 2011 (ang.). EIA, 2011-11-19. [dostęp 2013-06-25].
  11. ↑ Supply of Uranium (ang.). World Nuclear Association, 2012-11. [dostęp 2013-05-25].

Linki zewnętrzne

Polskie strony

Pozostałe strony

Media użyte na tej stronie

US Crude Oil Production and Imports.svg
Autor: Praca własna, Licencja: CC BY-SA 3.0
US Crude Oil Production and Imports by year in millions of barrels per day.
US Natural Gas Production 1990-2040.jpg
US natural gas production, historical and projected, by type of gas reservoir.
World energy consumption pl.svg
Autor: Delphi234, Licencja: CC0
Światowe zużycie energii
Oil-reserves.png
Autor: AI.Graphic, Licencja: CC BY-SA 3.0
History of decleared oil reserves (billions of barrels) by major OPEC countries since 1980, based on data from http://www.bp.com/en/global/corporate/about-bp/statistical-review-of-world-energy-2013.html
Oil Prices Since 1861.svg
Autor: TomTheHand, Licencja: CC BY-SA 3.0

I saw Image:Oil Prices 1861 2006.jpg recently and found it to be very useful. I noticed that it was in JPEG format, and saw that it was based on government sources which are available online, so I decided to recreate it in a lossless image format and update it to 2007. I've been experimenting with SVG lately, so I decided to try that instead of just saving a chart as a PNG. I found that I had to do a good bit of reverse engineering of data, and so I would like to document that here so that this graph can be more easily maintained in the future.

I found that the source quoted by the previous image, this spreadsheet from the Energy Information Administration (EIA), only provides data up to 1999 and uses 1999 dollars. It appears to provide conversions to real 1999 dollars using the United States Consumer Price Index (CPI), available from the Bureau of Labor Statistics here.

I studied the EIA web site further and noted that the author of the previous image brought the above spreadsheet up to date using the latest Brent Spot prices, available on this spreadsheet, also from the EIA. The update to 2006 dollars also appears to use the CPI.

I used the newest version of the above Brent Spot spreadsheet to get prices up to 2007, and converted to 2007 dollars using the latest CPI data.

I have thought about how to incorporate 2008 data, but haven't decided how to do it yet. The chart currently uses yearly averages; since 2008's not over yet, we don't have an average price for this year. I have to integrate it in a way that doesn't hurt the accuracy of the graph.

I have put further thought into how the EIA's 1861–1999 spreadsheet is constructed, with the intention of possibly improving it. I am not a commodities broker, nor am I an oil man, but I have a few thoughts:

  1. Data from 1861–1944 is available on this page of annual average US domestic crude oil first purchase prices from 1859–2007. The chart leaves off 1859–1860 data. I am not sure why, but I imagine it's because it's disproportionately expensive: $16.00 in 1859 and $9.59 1860, both in the currency of the day, ridiculously expensive in today's money. 1859 was the year oil drilling began in the United States, in Titusville, Pennsylvania, and so I imagine it took a couple of years for prices to get down to realistic levels. Prices from the first couple of years of production are probably meaningless.
  2. Data from 1945–1985 is said to be the price for "Arabian Light posted at Ras Tanura". I don't see anywhere else on the EIA web site where that data is found.
  3. Data from 1986 and up is said to be the yearly average Brent Spot. Brent Spot prices are found elsewhere on the EIA web site, but the earliest price (from this spreadsheet) is from May 20, 1987. I am not sure why they don't have prices going back to 1986.
  4. I think the spreadsheet converts to 1999 dollars using the United States Consumer Price Index for 1913 and up. When I convert to 1999 dollars using the CPI myself, I get numbers extremely close to the spreadsheet. It's close enough that I think either some decimal places got dropped somewhere or some earlier CPIs might have been reevaluated in the years since 1999.
    However, the CPI is not available from the BLS for years before 1912. I'm not sure where the spreadsheet got its 1861–1912 conversions. In 1975 the United States Census Bureau published Historical Statistics of the United States, Colonial Times to 1970, available here. It includes their best guesses at CPIs starting in 1800, but when I tried to use them my numbers were way off. Yes, I took into account that the book sets CPI=100 at 1967. They must have gotten their data from someplace else. Another possibility is the Historical Statistics of the United States Millenial Edition, here. Being a good 30 years newer, it may have drastically different data based on more accurate research. I would have to pay for access, though.

I am not a big fan of how the graph is a composite of three different sources. It sort of seems like an apples and oranges comparison to me. The 1861–1944 data is domestic crude oil first purchase price. The EIA defines "first purchase" this way:

An equity (not custody) transaction involving an arms-length transfer of ownership of crude oil associated with the physical removal of the crude oil from a property (lease) for the first time. A first purchase normally occurs at the time and place of ownership transfer where the crude oil volume sold is measured and recorded on a run ticket or other similar physical evidence of purchase. The reported cost is the actual amount paid by the purchaser, allowing for any adjustments (deductions or premiums) passed on to the producer or royalty owner.

The data from 1945–1985 is, as far as I understand, the price you would have paid for a barrel of light crude if you had dropped anchor at Ras Tanura and said "Load it up!". The price from 1986–present is the price you would have paid if you had gone into the International Petroleum Exchange in London flapping your arms around and shouting (or, starting in 2005, put a message to IntercontinentalExchange into a series of tubes).

These all seems subtly different to me. I think it would be better if the entire chart relied on the same source. Oil was not extracted in large quantities in the Middle East until the mid-20th century, and was first drilled in the North Sea in the 1970s, but the EIA has US domestic oil prices from 1859 all the way to today. It has month-by-month prices from 1974. Because the prices are for oil right at the field, they are lower than the market prices we're used to hearing, but they are still real prices and are from a consistent source. I am considering making a version of this graph that uses US domestic first purchase prices exclusively, and uses monthly data from 1974 onward so that we can go all the way to last month instead of waiting for the yearly average.

I made a graph that shows monthly Brent spot prices, which is available here. It provides a detailed, recent history. I plan to make some more graphs in the future.