Közelgő események
  • Nincs közelgő esemény


Nincs még itt az olajhozam csúcs? A Hubbert-modell korlátai

Az itt olvasható cikk eredetije a The Oil Drum című oldalon jelent meg. Fordította: Till Bálint.

Ugo Bardi a The Oil Drum állandó szerzője, az ASPO Italia tagja, vegyész, a Firenzei Egyetem fizikai kémia tanára.

 

A Hubbert-modell kimondja, hogy egy megfelelően nagy területen az olajkitermelés egy harang alakú görbét fog követni. Mikor a modellt a világ olajkitermelésének viszonylatában alkalmazzuk, akkor a maximális kitermelést „olajhozam csúcsnak” nevezzük. A görbe egyik vagy másik oldalának következményeit gyakran illusztrálják kövér illetve sovány tehenekkel. Az olajhozam csúcs eljövetelét gyakran a 21. század első évtizedére jósolták, azonban mostanáig nem állapítható meg egy egyértelmű csúcspont, 2004 óta inkább egy síkot láthatunk. Ez a cikk a helyzet megvizsgálásával amellett érvel, hogy Hubbert modellje, mint minden más modell csak bizonyos feltételek mellett érvényes. Számíthatunk arra, hogy a kitermelés továbbra is egy vízszintes síkot fog követni egészen addig a pontig, amíg a gazdaság képes lesz más ipari szektorokból forrásokat átengedni az olajkitermeléshez.

Colin Campbell és Jean Laherrere 1998-ban írtak egy cikket a „Scientific American-nek”, amiben azt jósolták, hogy a világ olajkitermelésének csúcsa („olajhozam csúcs”) 2004-2005 körül fog bekövetkezni. Becslésüket a hozzáférhető olajkészletek nagyságával kapcsolatos adatokra, illetve Hubbert modelljére alapozták, ami egy majdnem szimmetrikus, harang alakú görbét feltételez az olajkitermelésnél. Campbellnek és Laherrere-nek lehet, hogy igazuk volt, legalábbis abban az esetben, ha csak a „hagyományos” olaj kitermelését vesszük figyelembe. Mindenesetre lehet érvelni amellett, hogy a kitermelés 2005-ben elérte a csúcsot, bár több időnek kell még eltelnie, mielőtt a trend bizonyosan megállapítható.

A világ olajtermelése (hagyományos nyersolaj)

Ha az „összes folyékony” (all liquids) olaj kitermelését nézzük, tehát olyan folyékony hidrokarbonát forrásokat is figyelembe veszünk, mint a földgáz-kondenzátumok (NGL), bioüzemanyagok, olajhomok, stb., akkor nehezen lehetne kimutatni bármiféle csúcsot. A termelés egy megközelítőleg állandó – talán kissé emelkedő – sík körül ingadozik immáron legalább öt éve. A legfrissebb adatok (például az „Early warningtól”) azt mutatják, hogy a termelés mostanra talán meghaladta a 2008-ban bekövetkezett ideiglenes csúcsot.

Néhány figyelmeztető szó, mielőtt tovább haladnánk. Először is még túl korai lenne kijelenteni, hogy az adatok nem illeszthetők be a Hubbert-modellbe, mivel beletelhet néhány évbe, amíg a csúcs egyértelműen kimutathatóvá válik a görbén. Másodszor az adatok csak a kitermelt mennyiségre vonatkoznak. Egy hordó NGL vagy bioüzemanyag kevesebb energiát tartalmaz, mint ugyanennyi hagyományos nyersolaj. Tehát pusztán a kinyert energia szempontjából a termelés talán már az „all liquids” kategóriájában is hanyatlik.

Bárhogy legyen is, nem azt látjuk, amire számítottunk: nincs jól kimutatható csúcspont, legalábbis az „all liquids” esetében. Ebből egy alapvető kérdés következik: képes-e a Hubbert-féle modell arra, hogy leírja a világ olajkitermelésének jövőjét.

Azt tudjuk, hogy néhány regionális esetben működött a Hubbert-modell, de nem az összesben. Az Egyesült Államok földgáztermelésének esetében például kudarcot vallott. Hubbert úgy számolta, hogy ez a csúcs körülbelül 1973-ra várható. Bár ekkor valóban bekövetkezett egy csúcspont, de ezután nem csökkent jelentősen a termelés. Ehelyett ingadozott, nemrég pedig meghaladta az 1973-as csúcsot. Ezzel szemben az Egyesült Államok nyersolaj kitermelésének csúcs utáni hanyatlása összeegyeztethető a Hubbert modellel. Íme, a két eset összehasonlítása (az EIA-tól). Az ábrán jelenlévő nyersolaj és földgáz egyenértékű energiaskálán mozog exajoule-ban (EJ) mérve. Egy köbláb földgáz energiája egyenlő 1.1x10E+6 joule-al, egy hordó energiája pedig 6.1x10^9 joule-al.

A két eset különbözősége szembeötlő, kiváltképpen ha azt is figyelembe vesszük, hogy az adatsorok ugyanabból a földrajzi régióból származnak, megegyező gazdasági, politikai és jogi háttérrel. Miért is különböznek tehát? Valószínűleg egy fontos ponthoz érkeztünk: ha a világ olajkitermelése az amerikai nyersolaj példáját fogja követni, akkor hamarosan csökkenni kezd. Ha viszont az amerikai földgázét, akkor elképzelhető, hogy a termelés még hosszú ideig, talán évtizedekig a jelenlegi szinten fog folyni. Fontos tehát megértenünk, hogy mi okozza a különbséget. Viszont előbb meg kell vizsgálnunk, hogy a Hubbert-féle modell feltevéseinek alapjai megállják-e egyáltalán a helyüket.

Korábban már megjelent a Hubbert-modell egy értelmezése Mind Sized Hubbert címmel. Eszerint a modell a megtérülő és befektetett energia arányának (Energy Return for Energy Invested - EROEI) koncepcióján alapszik. Az olaj az energia egy formája, de az olaj kinyeréséhez energia befektetésére van szükség. Az EROEI ennek a két energiának az aránya. A modell alapja azon a feltételezésen nyugszik, hogy a kitermelőipar a kinyert energia egy hozzávetőlegesen állandó hányadát visszafekteti új kitermelő létesítmények létrehozásába. Ily módon exponenciálisan növekedhet, legalábbis egy ideig. Viszont az ipar hajlamos elsőként a „könnyű”, magas EROEI értékű erőforrások kinyerésére. Idővel fokozatosan át kell térnie a nehezebb (alacsonyabb EROEI értékű) erőforrásokra. Ha a kinyeréshez kevesebb energia áll rendelkezésre, a termelés növekedése lelassul. Végül a termelés eléri a csúcsot, majd elkezdődik a hanyatlás. Ezeket a tényezőket matematikai formába öntve harang alakú görbét kapunk (lásd itt).

Ez a hatás ugyanúgy megfigyelhető akkor is, ha a pénzügyi tényezőket vesszük figyelembe. Az alacsonyabb EROEI érték magasabb kitermelési költséget is jelent. Ennek következtében a profitok csökkennek, ez pedig aláássa az ipar új erőforrásokba történő befektetésének képességét. Az ipar úgy is dönthet, hogy feljebb viszi az árakat, hogy a profitot szinten tartsa. De a magasabb árak letörik a keresletet, aminek következtében a termelés lelassul. Ez ismét csak a Hubbert-görbe.

Ez a Hubbert-modell leegyszerűsítése, amely az olajiparra az egész gazdaság egy elkülönített alrészeként tekint, így persze csak egy hozzávetőleges becslést tud adni. A gazdaság ennél jóval bonyolultabb. A kereslet áremelésre adott válasza nagyban függ attól a tulajdonságtól, amit a közgazdászok árrugalmasságnak, „elaszticitásnak” neveznek. Általában a magasabb árak lenyomják a keresletet, de előfordul, hogy egy árucikk olyannyira létfontosságú, hogy a kereslet a magas árak ellenére is magas marad. Ebben az esetben a kereslet rugalmatlan, „inelasztikus”. A nyersolaj és más fosszilis üzemanyagok annyira létfontosságúak a gazdaság számára, hogy az elmúlt évek olajárainak szeszélyei alig-alig voltak hatással a termelési görbére. Tehát az olaj keresletére klasszikusan igaz a rugalmatlanság (nyilvánvalóan bizonyos határokon belül).

A viszonylagos keresleti stabilitás magas árakkal való párosulása azt eredményezi, hogy az iparág képes szinten tartani a profitot, így még magas árak mellett is folytathatja az új termelő egységekbe való befektetést. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy a kitermelő szektor a gazdaság más részeitől energiát és forrásokat von el, ezeket pedig arra használja, hogy alacsony EROEI értékű erőforrásokat nyerjen ki. Ebben az esetben már nem számíthatunk harang alakú termelési görbére.

Ezekkel a tényezőkkel magyarázhatóak az Egyesült Államok olaj- és földgázkitermelésének különbségei. Mindkettő rettenetesen fontos a gazdaság számára, így a kereslet mind a két esetben gyakorlatilag rugalmatlan. De van egy különbség. Olajat lehet importálni a tengerentúlról tankerek segítségével. A földgázt viszont alacsony hőmérsékleten cseppfolyósítani kell, ez pedig speciális létesítményeket igényel. Ezen kívül csak különleges hajókon lehet szállítani, és más egyéb nehézségek is adódnak. Mindez nagyon drágává teszi.

1971-ben, az országos csúcs után az Egyesült Államok számára az olaj tengerentúlról való importálása volt a legolcsóbb, ezért nem volt szükség magas költségekkel járó befektetésekre a határon belül. Az olajfogyasztás nem csökkent le, viszont a behozatal fokozatosan növekedett. Mára az import olaj a nemzeti termelés kétszeresét teszi ki.

Ennek épp az ellenkezője igaz a földgázra, melynek importálása nagyon költséges volt. Ennek eredményeként megérte új hazai forrásokba fektetni, még akkor is, ha ezek drágák voltak. Ez a földgáztermelés amerikai csúcsa, 1973 óta folyik. Ennek a folyamatnak az utolsó lépése a „hidraulikus repesztés” alkalmazásával kinyert gáz (fracture gas). Ez a technológia nem új, azért használják most, mert minden más forrás csökkenést mutat. És ha csak most kezdték el használni, az azt is jelenti, hogy költséges. De az Egyesült Államok gazdaságának szüksége van a földgázra, ezért – egyelőre – hajlandó annyi pénzt és forrást áldozni a megszerzésére, amennyit csak kell. Ennek eredményeként a belföldi termelés tízszer akkora maradt, mint a behozatal.

A következő ábrán a földgáz amerikai árának alakulása látható. Az adatok az EIA-tól származnak és inflációval korrigáltak az usinflationcalculator segítségével.

 

Földgázárak az Egyesült Államokban

 

Az 1973-as csúcs utáni földgáz áremelkedés talán elegendő volt ahhoz, hogy a termelés csaknem állandó szinten maradhasson. Az viszont megfigyelhető, hogy a magasabb árak nem voltak képesek támogatni a gyors termelésnövekedést, amely az 1973-as csúcs előtt szabályszerű volt. A legtöbb, ami az áremelkedésből kitelt, az az volt, hogy nagyjából stabil maradt a termelés. Megfigyelhető továbbá az is, hogy az árak olyan ütemben növekedtek, amelyet akár exponenciálisnak is tekinthetünk. Ha erre volt szükség a termelés ösztönzéséhez, akkor mikor jön el az a pont, amikor a földgázárak olyan magasak lesznek, hogy a legtöbb ember nem lesz képes megfizetni őket? A rugalmatlanság nem tarthat örökké.

Most pedig nézzük meg, hogy érvényesíteni tudjuk-e ezeket a szempontokat világpiaci szinten a nyersolajra. Az olaj EROEI értéke rohamosan csökken az elmúlt évtizedekben, ahogy ezt láthatjuk is Cutler Cleveland jól ismert grafikonján (korábban megjelent itt).

A nyersolaj EROEI értékei az Egyesült Államokban

 

Tehát a Hubbert-modell azt mutatja nekünk, hogy a fokozatosan csökkenő EROEI értékek a termelés csökkenését vonják maguk után. Viszont nagy szükségünk van folyékony üzemanyagokra, s mivel ezeket nem vagyunk képesek egy másik bolygóról importálni, pénzt és energiát nem kímélve alacsony EROEI értékű forrásokból kell kinyernünk ezeket. A magas árakkal ösztönözve ezt is teszi az iparág. Itt van például néhány közelmúltbeli adat az olajhomokkal kapcsolatban az Early Warningtól. Az olajhomokból történő folyékony üzemanyag termelése nem újdonság, de most már kezd komoly szerepet játszani az olajpiacon.

Az olajhomokból létrehozott folyékony üzemanyagok világszintű termelése

 

Valami hasonló történik a bioüzemanyagokkal is, melyek termelése gyorsan növekszik. (adatok: OilWatch Monthly)

Bioüzemanyag termelés a világon (millió hordó/nap)

 

Figyeljük meg továbbá azt is, hogy bár az Egyesült Államok belföldi nyersolaj termelése az elmúlt időkben látszólag eltér a Hubbert-görbétől, ez szintén annak tudható be, hogy az emelkedő árak ösztönzésére új befektetések valósultak meg a kitermelő létesítmények terén.

A világgazdaság tehát különböző módokon forrásokat terel át az olajkitermeléshez, hogy fenn tudja tartani a folyékony üzemanyagok létfontosságú ellátását. De ennek nagy ára van. Az alacsony EROEI értékű anyagok kitermeléséhez szükséges energiáknak és forrásoknak jönniük kell valahonnan, így a világgazdaság valamely más szektorának fel kell adnia őket. Más szóval a gazdaság számára rendelkezésre álló teljes energia összessége nem növekszik, sőt valószínűleg csökken.

Figyelemre méltó példái ennek a jelenségnek a bioüzemanyagok. Ezek EROEI értékei nagyon alacsonyak, valahol 1 körül, vagy kicsit afölött mozognak. Van rá lehetőség, hogy a szénből kinyert energia segítségével a kukoricából etanolt készítsünk, a szenet gyakorlatilag folyékony üzemanyaggá alakítva. Viszont az erre használt szenet a gazdaság már nem tudja máshol hasznosítani, a társadalom számára rendelkezésre álló nettó energia nem növekszik. Más erőforrás-készleteknél is megfigyelhetőek hasonló jelenségek, az energia lecsökkent hozzáférhetősége pedig magyarázatot adhat a világgazdaság közelmúltbeli bajaira.

Mit tartogat tehát számunkra a jövő? Egy teljesen feltérképezetlen terület felé haladunk. A történelem során még soha nem fordult elő, hogy egy létfontosságú, nem megújuló erőforrást világszinten úgy aknázzanak ki a „csúcspontig”, mint ahogy most mi azt tesszük a fosszilis üzemanyagokkal. A gazdasági mechanizmusok minden bizonnyal megpróbálják majd szinten tartani a folyékony üzemanyagok termelését, melyek nélkülözhetetlenek társadalmunk számára. Ennek okán folytatódni fog a nyersanyagok (mint például a szén) elvonása a gazdaság egyéb szektoraiból, ezeket pedig folyékony üzemanyagok előállítására fogják használni. Ez addig fog folytatódni, amíg csak lehetséges, de nem mehet örökké: a gazdaság nem végtelenül nagy, és az erőforrások is végesek. Azt nem tudjuk pontosan megmondani, hogy mikor, de a folyékony üzemanyagok termelésének csökkenése egyszer el fog kezdődni. Azt sem tudjuk megmondani, hogy a hanyatlás görbéje milyen alakot fog ölteni, de néhány modell (mint például a The Limist to Growth-é is, mely számba veszi a gazdaság egészének viselkedését) azt mutatja, hogy a csökkenés váratlan és meredek lesz.

Ha azt várjuk el egy modelltől – bármely modelltől –, hogy az képes megjósolni a jövőt, akkor nagyot fogunk csalódni. Hubberté sem kivétel, de mint sok modell, képes lehet eleget mondani a jövőről ahhoz, hogy megkönnyítse az arra való felkészülést. Nem számít, ha a modellek csak hozzávetőlegesek, vagy éppen egyes esetekben nem is működnek. Csak az a fontos, hogy hogyan használjuk őket. Egy madártoll esés közben leírt pályája nem azt jelenti, hogy a Newton-féle gravitációs erőtörvény helytelen. Mindössze annyit jelent, hogy a modell használata közben tisztában kell lennünk annak korlátaival. Ez Hubbert modelljénél sincs másképp: az Egyesült Államok földgáztermelésének görbéje nem azt jelenti, hogy a modell rossz, csak azt, hogy ismernünk kell annak korlátait. Ha erre képesek vagyunk, akkor a Hubbert-modell sokat mondhat nekünk arról, hogy mi történik, és a problémák okairól, melyekkel éppen szembenézünk. Ennyiből pedig már következtethetünk arra, hogy hová tartunk: van még valamennyi időnk a felkészülésre, de már nem sok.

Keresés
FFEK hírlevél

FFEK cikkek, hírek, programok.

Tartalom átvétel


Greenman Kft.
Effektív mikroorganizmusok a környezetért


Bio tönkölybúza
, Szám Lajos, Tapolca


Abwind Kft.
Megújuló energiák, megújuló technológiák


Újenergiák

Médiaröntgen

Kapcsolat Plus Alapítvány

Bocs Alapítvány

E-Consumption

Könyvajánló

Milyen tanulsággal szolgálhat korábbi népek és a természet viszonya, amennyiben az összeomlásig fajuló válságot idézett elő? A húsvét-szigetiek kivágták az utolsó fát is, a dél-amerikai indiánok túlhasználták a földet... El lehet ennyivel intézni régmúlt társadalmak bukásának okait?

A könyv a rendszerelméleten keresztül mutatja be, mire jutott a lehetséges forgatókönyvek elemzésével; milyen jövőnk lehet. A könyv alapját egy olyan számítógépes modell eredményei képezik, mely kulcsfontosságú folyamatokat modellez (népesség, energia, ipar, mezőgazdaság, szennyezés stb. alakulása és kölcsönhatásaik). Az eredmény megdöbbentő.

X