Снижение мирового производства нефти

Введение

Снижение добычи нефти

Истощение нефтяных ресурсов – это снижение объемов добычи нефти скважиной, нефтяным месторождением или в определенном географическом регионе. Теория пика Хабберта прогнозирует темпы добычи, основываясь на ранее обнаруженных запасах и ожидаемых показателях производства. Кривые Хабберта предполагают, что динамика добычи невозобновляемых ресурсов приближается к форме колокола. Таким образом, согласно этой теории, после достижения пика добычи, объемы производства неизбежно начинают снижаться. Управление энергетической информации США прогнозировало в 2006 году, что мировое потребление нефти увеличится до (мбд) в 2015 году и до 118 миллионов баррелей в день в 2030 году. При мировом потреблении нефти в 2009 году в размере 84,4 млн баррелей в день, достижение прогнозируемого уровня потребления в 2015 году означало бы среднегодовой рост в период с 2009 по 2015 год на 2,7% в год.

Доступность ресурсов

Запасы нефти на Земле практически неизменны, поскольку нефть формируется в природе слишком медленно, чтобы восполняться темпами ее добычи. На протяжении миллионов лет планктон, бактерии и другие растительные и животные остатки накапливались в отложениях на дне океана. При определенных условиях – отсутствии кислорода, необходимого для разложения, и достаточной глубине и температуре залегания – эти органические остатки превращались в нефтяные соединения, а сопровождающие их отложения – в песчаник, алевролит и другие пористые осадочные породы. Под слоями непроницаемых пород, таких как сланец, соль или магматические интрузии, они формировали нефтяные резервуары, которые разрабатываются в настоящее время.

Модели снижения производства

В краткосрочной и среднесрочной перспективе снижение добычи нефти происходит предсказуемым образом, обусловленное геологическими факторами, государственной политикой и инженерными практиками. Форма кривой снижения меняется в зависимости от того, рассматривается отдельная скважина, месторождение или группа месторождений. В долгосрочной перспективе технологические достижения опровергли некоторые прогнозы.

Производство США

Добыча нефти в Соединенных Штатах, если не учитывать Аляску, в течение нескольких десятилетий следовала теоретической кривой Хабберта, но теперь значительно от нее отклоняется. Добыча нефти в США достигла пика в 1970 году, а к середине 2000-х годов упала до уровня 1940-х годов. В 1950 году США производили более половины мировой нефти, но к 2005 году эта доля сократилась примерно до 8%. В 2005 году импорт сырой нефти в США достиг пика, превысив внутреннее производство в два раза; с тех пор добыча нефти в США увеличилась, а импорт снизился на 41%. Пик добычи в 1970 году был предсказан одним из двух прогнозов, предложенных Хаббертом в 1956 году. К 1972 году все импортные квоты и ограничения на внутреннее производство в США были отменены. Несмотря на это, и несмотря на четырехкратное увеличение цен во время нефтяного кризиса 1973 года, снижение добычи в 48 штатах не было остановлено до 2009 года. С тех пор добыча сырой нефти резко возросла с 2009 по 2014 год, и в октябре 2014 года объем добычи нефти в США был на 81% выше среднего показателя за 2008 год. Фактическая кривая добычи в США значительно отличается от кривой Хабберта 1956 года: когда избыток нефти вызвал переизбыток на рынке, а низкие цены привели к росту кривых спроса и предложения, регулирующие органы, такие как Комиссия по железным дорогам Техаса, вмешались, чтобы ограничить добычу. С 1940-х годов сельское хозяйство значительно повысило свою производительность, главным образом благодаря использованию химических пестицидов, удобрений и увеличению механизации. Этот процесс известен как "Зеленая революция". Увеличение производства продуктов питания позволило населению мира значительно вырасти за последние 50 лет. Пестициды содержат нефть в качестве важнейшего ингредиента, а для производства удобрений необходим природный газ. Сельскохозяйственная техника также требует нефти. Большинство или все виды использования ископаемого топлива в сельском хозяйстве могут быть заменены альтернативами. Например, наибольшая доля ископаемого топлива в сельском хозяйстве приходится на использование природного газа в качестве источника водорода для процесса создания удобрений по методу Габера-Боша. Природный газ используется просто потому, что в настоящее время это самый дешевый доступный источник водорода; если бы это изменилось, другие источники, такие как электролиз, работающий на солнечной энергии, могли бы использоваться для получения водорода для производства удобрений без использования ископаемого топлива. Нехватка нефти может вынудить перейти к менее интенсивным методам "органического земледелия", которые могут быть более трудоемкими и потребовать перемещения населения из городов в сельскую местность, что обратит вспять тенденцию к урбанизации, преобладавшую в индустриальных обществах; однако некоторые органические фермеры, использующие современные методы органического земледелия, сообщают об урожайности, сопоставимой с урожайностью традиционного земледелия, но без использования искусственных удобрений и пестицидов, требующих больших затрат ископаемого топлива. Другой возможный эффект связан с современной транспортной и жилищной инфраструктурой. Большая часть населения развитых стран проживает в пригородах – типе малонаселенных поселений, спроектированных с учетом использования автомобилей. Движение, которое занимается этой проблемой на ранней стадии, называется "Новый урбанизм" и стремится преобразовать пригороды в районы с более высокой плотностью населения и использовать высокоплотную, смешанную застройку для новых строительных проектов.

Oil production in the United States, provided one excludes Alaska, began by following the theoretical Hubbert curve for a few decades but is now deviating strongly from it. U. S. oil production reached a peak in 1970 and by the mid 2000s it had fallen to 1940s levels. In 1950, the United States produced over half the world's oil, but by 2005 that proportion had dropped to about 8%. In 2005, U. S. crude oil imports peaked at a rate twice as high as domestic production; since then, U. S. oil production has increased, and imports have fallen 41%. The production peak in 1970 was predicted by one of the two projections put forward in 1956 by Hubbert. By 1972 all import quotas and controls on U. S. domestic production had been removed. Despite this, and despite the quadrupling of prices during the 1973 oil crisis, the production decline was not reversed in the lower 48 states until 2009. Crude oil production has since risen sharply from 2009 through 2014, so that the rate of US oil production in October 2014 was 81% higher than the average rate in 2008. The actual U. S. production curve deviates from Hubbert's 1956 curve in significant ways:
When oil surpluses created a glut on the market and low prices began causing demand and production curves to rise, regulatory agencies such as the Texas Railroad Commission stepped in to restrain production. Since the 1940s, agriculture has dramatically increased its productivity, due largely to the use of chemical pesticides, fertilizers, and increased mechanisation. This process has been called the Green Revolution. The increase in food production has allowed world population to grow dramatically over the last 50 years. Pesticides rely upon oil as a critical ingredient, and fertilizers require natural gas. Farm machinery also requires oil. Most or all of the uses of fossil fuels in agriculture can be replaced with alternatives. For example, by far the biggest fossil fuel input to agriculture is the use of natural gas as a hydrogen source for the Haber Bosch fertilizer creation process. Natural gas is used simply because it is the cheapest currently available source of hydrogen; were that to change, other sources, such as electrolysis powered by solar energy, could be used to provide the hydrogen for creating fertilizer without relying on fossil fuels. Oil shortages may force a move to lower input "organic agriculture" methods, which may be more labor intensive and require a population shift from urban to rural areas, reversing the trend towards urbanisation which has predominated in industrial societies; however, some organic farmers using modern organic farming methods have reported yields as high as those available from conventional farming, but without the use of fossil fuel intensive artificial fertilizers or pesticides. Another possible effect would derive from modern transportation and housing infrastructure. A large proportion of the developed world's population live in suburbs, a type of low density settlement designed with the automobile in mind. A movement to deal with this problem early, called "New Urbanism," seeks to develop the suburbs into higher density neighborhoods and use high density, mixed use forms for new building projects.

Рецессия

Более умеренный сценарий, предполагающий более медленный темп исчерпания ресурсов или более плавный переход к альтернативным источникам энергии, всё равно может привести к существенным экономическим трудностям, таким как рецессия или депрессия, из-за роста цен на энергоносители. Инфляция также связывается с резкими колебаниями цен на нефть. Однако экономисты расходятся во мнениях относительно силы и причин этой взаимосвязи. См. Энергетический кризис.

Рост цен на продовольствие

Рост цен на нефть приводит к росту цен на продовольствие тремя способами. Во-первых, увеличение стоимости топлива для техники ведет к повышению цен. Во-вторых, увеличение транспортных расходов отражается на розничных ценах. В-третьих, высокие цены на нефть побуждают фермеров переходить от выращивания продовольственных культур к производству культур для биотоплива. Согласно законам спроса и предложения, если число фермеров, производящих продукты питания, уменьшается, цены на них растут.

Замена

Некоторые считают вероятным, что в первой половине XXI века нефть будет заменена возобновляемыми источниками энергии. Замещающим топливом, скорее всего, станет водород. В этом случае водородная экономика заменит существующую экономику, основанную на нефти. Другим возможным замещающим топливом является биогаз, состоящий из метана. Метан имеет температуру кипения −161 °C, в то время как у водорода она составляет 252,87 °C, что делает метан гораздо более удобным топливом для сжижения. Однако другие полагают, что сама идея «водородной экономики» несостоятельна. Сжатый водород имеет плотность энергии всего 5,6 мегаджоулей на литр. Роберт Зубрин рассматривает практические проблемы использования водорода в качестве носителя энергии в своей книге «Энергетическая победа: освобождение от нефти и победа в войне с террором». Он считает, что водород – крайне неэффективная форма хранения, и что аккумуляторы, метанол или диметиловый эфир были бы предпочтительнее. Этот тезис подтверждается в книгах Beyond Oil and Gas: The Methanol Economy и в книге Дэвида МакКея, упомянутой ниже. Геотермальная энергия – один из источников устойчивой энергии, способный производить водород. Следует отметить, что Дэвид МакКей в своей книге «Устойчивая энергия: без лишних слов» показал, что геотермальная энергия может обеспечить лишь незначительную долю мировых потребностей в устойчивом развитии. В некоторых регионах, расположенных над геологическими горячими точками (например, в Исландии), использование геотермальной энергии представляется более целесообразным. Солнечная энергия – это неисчерпаемый источник энергии. Каждый час на поверхность Земли попадает больше солнечной энергии, чем потребляется миром в течение года. Основные трудности в использовании солнечной энергии – получаемой как от ветровой, так и от солнечной энергии – заключаются в необходимости либо (1) хранения энергии в физической форме топлива для последующего использования, либо (2) ее непосредственной передачи в виде электроэнергии по линиям электропередач. Ни один из этих способов не является гарантированным, поскольку невозможно контролировать, когда будет светить солнце или дуть ветер. Тем не менее, существуют солнечные электростанции с системами аккумулирования тепла, способные эффективно хранить энергию до 24 часов. Ядерный синтез потенциально может заменить нефть в глобальном масштабе и постепенно; после объявления Национальной лабораторией Лоуренса Ливермора 13 декабря 2022 года о первом положительном энергетическом выходе в реакции ядерного синтеза началась гонка за развитие этой перспективной технологии. Microsoft стала первой компанией, заключившей контракт на поставку энергии, полученной в результате ядерного синтеза, с компанией Helion Energy. Компании сектора привлекают инвестиции в размере 5 миллиардов долларов США, и, хотя пока нет действующих электростанций, отрасль, особенно в последние годы, уверена в возможности обеспечения обильной и более дешевой энергией к 2040 году, а некоторые оптимисты полагают, что это произойдет к концу десятилетия. Этот «святой Грааль» энергетики может сыграть решающую роль в будущем нефти в мире и ее последующем упадке как источника энергии для человеческой деятельности.

An alternative considered likely by some is that oil will be replaced with renewable energy during the first half of the 21st century. The replacement fuel would likely be hydrogen. A hydrogen economy would then replace the current oil based economy. Another possible replacement fuel is biogas, which is composed of methane. Methane has a boiling point of −161 °C, rather than hydrogen's 252.87 °C, making methane a much easier fuel to condense. Other people consider that the whole idea of "the hydrogen economy" is flawed. Compressed hydrogen has an energy density of only 5.6 megajoules per liter. Robert Zubrin looks at the practical problems of using hydrogen as an energy storage medium in Energy Victory: Winning the War on Terror by Breaking Free of Oil. He considers that hydrogen is a very poor form of storage, and that batteries, methanol or dimethyl ether would be better. This point is reiterated in Beyond Oil and Gas: The Methanol Economy and in David MacKay's book described below. Geothermal power is one source of sustainable energy that can produce hydrogen. Note that David MacKay has shown in his book Sustainable Energy: Without the Hot Air that geothermal can only provide a tiny fraction of the world's needs sustainably. In some areas located over geological hotspots (such as Iceland), geothermal makes more sense. Solar energy is a source of inexhaustible energy. There is more solar energy that reaches the surface of the Earth each hour than the amount of energy consumed by the world in a year. The challenges of using the sun's energy – energy which can be obtained either from wind power or from solar power – is that the energy needs to either be (1) stored in physical form of fuel for when it can be used in the future, or (2) transported directly as electricity, through transmission lines. Neither is dispatchable, as there is no control over when the sun will shine or when the wind will blow. There are, however, concentrated solar power plants using thermal storage that can store energy efficiently for up to 24 hours. Nuclear fusion could replace oil on a global and gradual scale; since the announcement of the first net energy gain in a nuclear fusion reaction by Lawrence Livermore National Laboratory on December 13, 2022, a race to develop the nascent technology started, Microsoft was the first company to close a contract for the supply of energy from nuclear fusion with the company Helion Energy, companies in the sector accumulate investments of US$ 5 billion, and although there is no energy production plant, the sector is confident, especially in recent years, of delivering abundant and cheaper energy by 2040, with some more optimists believing that it will be available by the end of the decade, the holy grail of energy can play a decisive role in the future of oil in the world and its aftermath decline as a source of energy for human activity.