Vârful Hubbert

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Previziunile producției de petrol, cu excepția țărilor OPEC și a Uniunii Sovietice, făcute de guvernul SUA (2004)

Teoria vârfului lui Hubbert (numită și scurt vârful lui Hubbert ) este o teorie (sau model ) științifică propusă, în formularea sa inițială, în 1956 de geofizicianul american Marion King Hubbert , care modelează evoluția temporală a producției oricărui mineral epuizabil sau limitat fizic resursă sau sursă fosilă, cum ar fi o curbă Hubbert . [1] În special, aplicarea teoriei la ratele producției de petrol este astăzi plină de consecințe importante din punct de vedere geopolitic , economic și ingineresc .

După formularea inițială a teoriei, s-au efectuat multe lucrări ulterioare pentru a „rafina” în continuare partea matematică a modelelor, precum și pentru a extinde câmpul de validitate al teoriei. În acest context merită menționate lucrările lui Colin Campbell [2] [3] și Jean Laherrère [4] [5] .

Teoria

Teoria propune să prezică, pornind de la datele referitoare la „istoria minieră” a unui câmp mineral, data maximă de producție a resursei extrase în câmp, precum și pentru un set de câmpuri sau o regiune întreagă. Punctul de producție maximă, dincolo de care producția nu poate decât să scadă, se numește vârful Hubbert .

Într-o primă fază, teoria a fost propusă de Hubbert ca un model pur empiric bazat exclusiv pe observarea datelor istorice extractive și a factorilor economici care pot interveni într-o economie de piață atunci când se ocupă cu o resursă fizic limitată (cum ar fi de exemplu petrolul ) și abia mai târziu i s-a adăugat un tratament matematic.

Etape de extracție

În Statele Unite , un vârf în extracția petrolului a fost de fapt observat în jurul anului 1970, după care creșterea consumului a fost compensată de importuri.

Se pot distinge patru macrofaze din istoria mineritului unui câmp:

  1. expansiune rapidă - Inițial, după prima fază a explorării, resursa este abundentă și investiții modeste sunt suficiente pentru a o extrage. În acest stadiu, creșterea producției este exponențială.
  2. începutul epuizării - Rezervele „ușoare”, adică cele mai puțin costisitoare, sunt cele extrase mai întâi. Odată cu această epuizare, devine necesară exploatarea resurselor mai dificile și acest lucru necesită investiții din ce în ce mai mari. Producția continuă să crească, dar nu la fel de exponențial ca în prima fază.
  3. vârf și declin - La un moment dat, epuizarea treptată face investițiile necesare atât de mari încât nu mai sunt durabile. Vârfurile de producție ( vârful lui Hubbert ) și apoi începe să scadă.
  4. declin final - Nu se mai fac investiții semnificative în această etapă. Producția continuă, dar declinul continuă până devine atât de mic încât încetează complet.

Aceste caracteristici „empirice” (observate fizic în numeroase câmpuri individuale) pot fi extinse la diferite seturi de câmpuri și pot fi simulate cu diferite modele matematice: empirice, stochastice sau bazate pe dinamica sistemului. Din aceste studii, se obțin întotdeauna curbe de clopot, deși nu neapărat simetrice. Combinarea acestor curbe de clopot, în mod logic, generează o curbă rezultată cu caracteristici similare de creștere inițială, vârf și declin.

Funcția matematică

Curba standard Hubbert

La baza acestei teorii, există descrierea consumului resursei (de exemplu petrol) ca o funcție continuă (în continuă creștere în era industrială) care posedă un maxim absolut (numit pe scurt „vârf”). Analiza seriei temporale vă permite să poziționați această funcție și să calculați valoarea maximă peste care funcția scade.

Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că analiza ia în considerare doar variabila cantitativă și nu variabila preț. Cu alte cuvinte, cantitatea produsă este singura variabilă independentă , iar prețul pieței depinde de cantitatea cerută și furnizată. Această abordare neglijează faptul că prețul în sine condiționează cantitatea oferită, făcând convenabilă extragerea și rafinarea câmpurilor noi, deși mai puțin „convenabile” sau cu costuri mai mari. Atunci când prețul de piață depășește costul de fabricație al unei noi tehnologii de extracție și rafinare, adoptarea acesteia devine rentabilă și poate genera o nouă creștere a producției sau chiar un nou vârf al acesteia.

După vârf, în orice caz (sau mai bine zis după vârful „principal”), deși variabila preț și tehnologie poate crea deci discontinuități și salturi în producția de petrol, însă, conform acestei teorii, producția nu poate decât să scadă. De fapt, deși sub ipoteza unei cereri în creștere de petrol care nu este susținută de ofertă, creșterea prețurilor poate duce (atunci când depășește o anumită valoare critică) la descoperirea sau exploatarea de noi câmpuri, aceste resurse ar fi totuși mai puțin convenabile, mai puțin importante sau mai puțin disponibile decât cele deja exploatate.

În special, istoria producției resursei de-a lungul timpului urmează, așadar, o curbă de clopot anume, numită curba Hubbert (care este derivatul funcției logistice ), care prezintă într-o fază inițială o creștere lentă a producției, care crește treptat. până la un punct de inflexiune și apoi la vârf și apoi începe un declin lent și apoi din ce în ce mai rapid.

Aplicații

Comparație între producția de petrol înregistrată (statele continentale americane) și curba Hubbert

Hubbert și-a bazat inițial teoria pe observarea datelor istorice ale producției de cărbune din Pennsylvania , ajungând doar după un tratament matematic generalizat aplicabil și în alte cazuri. Extrapolându-și teoria către viitorul producției de petrol a statelor continentale americane, Hubbert a prezis (în 1956 ) că la începutul anilor 1970, SUA vor atinge „vârful” petrolier.

Concluziile lui Hubbert au fost inițial privite cu dispreț de cercurile științifice și economice, situație care s-a schimbat radical la începutul anilor 1970 , când, într-adevăr , cele 48 de state continentale americane au atins apogeul producției. Concordanța acestor evenimente cu crizele petroliere din 1973 și 1979 l-au făcut pe Hubbert să fie probabil cel mai faimos geofizician din lume.

În ultimii ani, mai mulți cercetători din întreaga lume (inclusiv Colin Campbell [2] [3] , Jean Laherrère [4] [5] și alții) și-au reluat teoriile încercând să extrapoleze și să-și formalizeze mai bine rezultatele pentru a prezice vârful lui Hubbert în producția mondială de petrol și gaze naturale .

Deși astfel de analize sunt mult mai complicate din cauza marii incertitudini cu privire la rezervele de petrol din multe state (în special Orientul Mijlociu ), majoritatea analizelor renunță la „vârful mondial Hubbert” în jurul celui de-al doilea deceniu al secolului XXI sau, mai precis, între 2006 și, cel târziu, 2020 , de asemenea, în așteptarea unor posibile crize economice care ar putea reduce temporar cererea de petrol.

Alte studii conexe, care iau în considerare și dezvoltarea surselor de petrol „neconvenționale”, cum ar fi nisipurile petroliere , șisturile petroliere și gazele lichefiate (numite și NGL-uri ), nu avansează însă aceste date.

Sunt legate și alte studii, efectuate în paralel de Clubul Romei cu celebrul său Raport asupra limitelor de dezvoltare din 1972 , care ajung în esență la aceleași concluzii ca teoria vârfului lui Hubbert .

Recent a fost dezvoltată o teorie care modelează efectele scăderii producției de petrol din punctul de vedere al țărilor producătoare și din cel al consumatorilor, denumit Modelul Terenului de Export . Acest model prezice că, datorită creșterii cererii interne de petrol a țărilor producătoare, împreună cu scăderea producției câmpurilor, țările importatoare vor trebui să se confrunte cu o rată de scădere a ofertei mai mult decât dublată în comparație cu declinul natural. Limita acestei teorii este că depășește studiile economice care reflectă orice feedback asupra economiilor țărilor producătoare cu privire la declanșarea crizelor economice din țările importatoare, declanșate de lipsa aprovizionării cu petrol.

Teorii derivate

Pe baza studiilor din jurul Vârfului lui Hubbert pentru resursa petrolieră, au apărut diverse teorii științifice și, în principal, economice și politice, dintre care unele sunt, de asemenea, mai mult sau mai puțin „catastrofale”.

Aici vrem doar să menționăm, printre cele mai importante, teoria Olduvai propusă de Richard Duncan , care leagă însăși existența civilizației industriale de înclinația „crescândă” a curbei Hubbert, ajungând astfel să prezică sfârșitul acestui tip de civilizație într-o epocă a curbei Hubbert „descrescătoare”. Aceasta presupunând în mod evident că producția mondială de energie continuă să se bazeze în principal pe utilizarea surselor de petrol și fosile .

Urmări

Marea creștere economică și prosperitatea secolului al XX-lea s - au datorat în mare parte utilizării unei resurse energetice extrem de eficiente, versatile și cu costuri reduse , cum ar fi petrolul. Petrolul reprezintă astăzi aproape 40% din energia primară generată și aproximativ 90% din energia utilizată în transport ; Aplicațiile sale în industria chimică sunt, de asemenea, importante, în special în cazul îngrășămintelor pentru agricultură , precum și a materialelor plastice, lipici, vopsele, lubrifianți, detergenți. În orice caz, orice înlocuitori ai petrolului implică diverse probleme de natură tehnologică sau politică și în orice caz nu reușesc să „acopere” pe deplin toate sectoarele actuale de utilizare.

Implicații tehnologice

Faptul de a prevedea, pentru viitorul scurt, o epocă în care petrolul va deveni din ce în ce mai puțin disponibil și ieftin, necesită căutarea unor înlocuitori adecvați pentru principalele domenii de aplicare a petrolului ( producția de energie electrică , mijloacele de transport , industria chimică ). Acest lucru ar putea cauza mari probleme (și costuri) legate de producția agricolă, unde mecanizarea și transportul alimentelor domină și în alte țări, conversia echipamentelor industriale, a centralelor de producere a energiei electrice și, de asemenea, la schimbarea obiceiurilor individuale și colective.

Atâta timp cât petrolul era o marfă abundentă și la un cost relativ scăzut, fezabil din punct de vedere tehnic, dar inconvenient din punct de vedere economic, soluțiile de producție și consum de energie au fost puse deoparte. Costurile lor devin comparabile cu cele ale situației petrolului după vârful Hubbert.

Un prim efect al vârfului Hubbert este acela de a face convenabilă extragerea petrolului la adâncimi mai mari și țiței de calitate inferioară, care are costuri mai mari de rafinare. Creșterea prețurilor face ca exploatarea câmpurilor să fie cunoscută din punct de vedere economic fezabilă, precum și investițiile în noi tehnologii pentru cercetarea, extracția și rafinarea câmpurilor petroliere.

Creșterea prețului surselor de petrol face ca dezvoltarea motoarelor cu consum redus și cu emisii reduse să fie viabilă din punct de vedere economic, precum și adoptarea unor forme alternative de producere a energiei, de exemplu din surse regenerabile, cu investiții în tehnologii pentru raționalizarea costurile asociate.

Conversia centralelor de producere a energiei electrice în special ar putea duce atât la adoptarea unor politici mai „ durabile ”, cu utilizarea surselor regenerabile (de exemplu solare, eoliene, hidroelectrice etc.), cât și la alegerea înlocuitorilor cu un impact mai mare asupra mediului (ce ar putea fi cărbunele ).

Repercusiuni mari ar putea avea și în sectorul transporturilor pe bază de petrol ( autoturisme , avioane , nave etc.), unde, dacă nu se găsesc soluții alternative „eficiente”, întregul sector ar putea fi zguduit și de o criză globală.

Implicații politice

Realizarea pe termen scurt a vârfului lui Hubbert ar putea duce la schimbări geopolitice greu de prezis astăzi.

În special, trebuie remarcat faptul că zona planetei care ar ajunge ulterior la „vârf” este ( ca unanim recunoscută [ fără sursă ] ) zona Orientului Mijlociu . Prin urmare, lumea se va găsi (cel puțin într-o primă fază) din ce în ce mai dependentă de acest domeniu, care este astăzi instabil din punct de vedere politic.
Ulterior, utilizarea de noi resurse ar putea aduce „în prim plan” alte zone ale planetei sau chiar să fie cauza războaielor sau a instabilității politice.

Conștienți de faptul că, mai devreme sau mai târziu, petrolul se va epuiza, unele țări precum Emiratele Arabe Unite, de exemplu, investesc profiturile obținute din vânzarea de petrol în activități durabile care pot garanta o dezvoltare economică a teritoriului, chiar și după încetarea acestuia.

Critici și comentarii asupra teoriei

Principalele critici ale teoriei lui Hubbert sunt în mod substanțial de natură economică și, prin urmare, nu subminează baza științifică și teoretică a modelului, ci speculează asupra posibilului său incomplet.

În practică, se imaginează că, în cazul unei crize și a unor prețuri ridicate la țiței, pot veni „natural” una sau mai multe descoperiri sau un rafinament general al tehnologiei, care va putea utiliza sau înlocui mai bine activul petrolier și scăderea prețului. Din acest motiv, economiști autorizați, cum ar fi Michael Lynch de la MIT [6] , Leonardo Maugeri și alții se opun teoriilor de vârf ale petrolului, deoarece nu au în vedere potențiale noi metode de producere a energiei. Lynch afirmă că la baza teoriei lui Hubbert există o simplificare excesivă și un punct de vedere malthusian [7] . Potrivit lui Maugeri, relația dintre rezervele de petrol stabilite și producția actuală s-a îmbunătățit în mod constant, deși admite în continuare că cantități mari din aceste rezerve pot fi greu folosite din cauza costurilor ridicate sau a imposibilității tehnice [8] .

De asemenea, se menționează că cererea de petrol este substanțial inelastică față de prețuri, adică petrolul este o marfă primară, de care nu se poate lipsi; dacă la un moment dat investițiile necesare pentru extracție devin prohibitive, producția nu se va opri deoarece va satisface o cerere care este, în orice caz, dispusă să le remunereze. Teoria lui Hubbert are în vedere numai logica pieței, în timp ce producția poate fi finanțată parțial prin intervenția statului sau prin diferite forme pentru care investiția privată aduce profit și doar o parte din costuri sunt încasate consumatorului.

Cambridge Energy Research Associates , deși nu neagă îngustimea fizică a câmpurilor petroliere, afirmă că producția globală va urma probabil un „platou rulant” timp de câteva decenii înainte de a scădea constant [9] .

Ca răspuns la astfel de poziții, se subliniază că astfel de ipoteze nu resping teoria lui Hubbert. Introducerea (optimistă și ipotetică) a oricăror alte surse de energie, lasă doar contextul pentru care teoria lui Hubbert este valabilă, adică modelarea fluxului extractiv al unui bun limitat sau lent regenerabil în raport cu rata consumului. Pur și simplu, această modelare este valabilă până când un element schimbă ipotezele teoriei. În acest moment, nefiind încă descoperită o sursă cu densitate de energie și versatilitate de utilizare comparabilă cu cea a petrolului, teoria rămâne valabilă.

În ceea ce privește subvențiile de stat pentru căutarea de noi zăcăminte de fosile, aceasta nu poate schimba cadrul geologic subiacent al zăcămintelor (care sunt în cantitate finită) și, prin urmare, nu poate afecta costul energetic unitar absolut al extracției, care devine om din ce în ce mai nefavorabil suntem obligați să punem în producție câmpuri mai mici și de calitate inferioară, ceea ce se traduce prin costuri mai mari și fluxuri de extracție reduse, în prezența - printre altele - a unei cereri în continuă creștere.

Cu alte cuvinte, o intervenție de stat sau o eventuală descoperire deosebit de norocoasă a depozitelor considerabile poate modifica forma curbei Hubbert, dar nu și caracteristicile fundamentale ale teoriei și consecințele acesteia. [ fără sursă ]

Notă

  1. ^ Marion King Hubbert , Energia nucleară și combustibilii fosili „practici de forare și producție” ( PDF ), Întâlnirea de primăvară a districtului sudic. Divizia de producție. American Petroleum Institute , San Antonio , Texas , Shell Development Company , iunie 1956, pp. 22-27. Adus la 18 aprilie 2008 (arhivat din original la 27 mai 2008) .
  2. ^ a b Viitoarea criză a petrolului , Colin Campbell (în italiană: The imminent petrol crisis ) din 1997
  3. ^ a b Sfârșitul petrolului ieftin Arhivat 27 septembrie 2007 la Internet Archive ., Colin J. Campbell și Jean H. Laherrère, au apărut în Scientific American în martie 1998, tradus în italiană de Le Scienze ( The end of cheap oil )
  4. ^ a b Jean Laherrere, Prognozarea producției după descoperire Arhivat 24 mai 2013 la Internet Archive ., ASPO Lisabona (2005)
  5. ^ a b oilcrisis.com: Jean Laherrère
  6. ^ energyseer.com
  7. ^ Noul pesimism cu privire la resursele petroliere: dezmembrarea modelului Hubbert (și a modelatorilor Hubbert)
  8. ^ L. Maugeri, Oil: Never Cry Wolf - De ce epoca petrolului este departe de a se termina , în Știință , vol. 304, nr. 5674, 2004, pp. 1114-5, DOI : 10.1126 / science.1096427 , PMID 15155935 .
  9. ^ energybulletin.net: „WAX spune că teoria petrolului de vârf este defectă” , pe energybulletin.net . Adus la 27 ianuarie 2012 (arhivat din original la 22 februarie 2012) .

Bibliografie

Elemente conexe

linkuri externe

Putere Portalul Energiei : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu Energia