Мнение: Сумерки нефти. Пик «net energy» черного золота
danko2050
Когда говорят о добыче нефти, её росте или снижении, обычно от нас ускользает тот факт, что нам необходима не столько нефть, сколько энергия, которая в ней заключена. По умолчанию мы ставим знак равенства между энергией и её носителем. Тем самым пик нефти и пик энергии, получаемой из нефти, неявным образом рассматриваются как тождественные. Но это не так. Данные по EROI добычи нефти говорят о том, что «чистой энергии» (net energy) на единицу объема черного золота становятся меньше, а значит, пик энергии, получаемой из нефти, наступит раньше, чем пик добычи физического носителя. К сожалению, попыток оценить «net energy» добываемой нефти практически не предпринималось – за редким исключением. В тексте Антонио Турьеля (источник) есть спорные и непонятные положения (например, некоторые коэффициенты взяты просто «на глазок» за отсутствием исследований по теме, а сам показатель «net energy» следовало бы рассчитывать не вообще, а на душу населения), но в целом подход мне показался интересным, поэтому выкладываю свой перевод.
Заранее извиняюсь за его качество – в оправдание могу сказать, что текст изначально был написан на испанском, затем переведен на итальянский и лишь затем (!) на английский. Есть шанс, что некоторые непонятные и спорные моменты являются просто продуктом «испорченного телефона». Для тех, кто владеет испанским оригинал можно найти здесь 
Предисловие Уго Барди: В данном тексте Антонио Турьель рассматривает перспективы добычи нефти в свете параметров, которыми часто пренебрегают: плотность энергии, EROI и реалистичные оценки новых открытий. Как и ожидалось, полученные результаты далеки от господствующего сейчас оптимизма.
Дорогие читатели,
Хочу начать этот пост там, где закончился предыдущий: с графика прогноза добычи нефти из прошлогоднего отчета Международного энергетического агентства (IEA), который демонстрирует показатели, заложенные в базовый сценарий New Policies. Данный график показывает, что в глобальном масштабе добыча сырой нефти скоро начнет снижаться. Прогнозы IEA содержат определенный набор допущений относительно ожидаемой добычи из ещё не открытых и не разработанных месторождений, которые в лучшем случае можно назвать «немного оптимистичными», если не сказать откровенно фантастическими – как и сильно преувеличенные надежды на неконвенциональную нефть; основываясь на последних, IEA получила ежедневный уровень добычи в 100 млн. баррелей к 2035 году, в сравнении с почти 87 mbd в 2011 году. Все это уже было прокомментировано в моем блоге.
Карлос де Кастро написал интересный комментарий к тому посту о корректной интерпретации показателей, который заставил меня задуматься о небольшом упражнении, с простыми цифрами, чтобы показать, что даже в чудесном сценарии IEA цифры не сходятся. Даже в рамках наилучших предположений о будущем мы уже вступаем в стадию упадка нефти. Давайте посмотрим.
Я взял график выше, перевел его в высокое разрешение (600 dpi) и измерил относительную высоту столбцов. Затем, следуя простому правилу, я перевел столбцы в эквивалентный объем добычи в каждом году, выраженный в mbd (миллион баррелей в день). Вот что у меня получилось:
2000 65.9 65.9 65.9 73.8 74.9 74.9 76.7
2005 70.0 70.0 70.0 79.7 82.0 82.0 83.9
2011 68.2 68.2 68.2 80.2 83.2 84.4 86.2
2015 64.1 68.2 68.2 82.6 86.8 89.3 91.7
2020 56.3 65.3 66.5 82.1 88.0 91.1 94.0
2025 48.0 61.1 65.9 82.1 89.2 93.3 95.8
2030 36.7 56.4 65.3 82.1 90.9 94.6 97.6
2035 25.9 52.2 65.3 83.2 93.3 97.0 100.0
Принимая во внимание использованный метод можно предположить, что эти цифры имеют определенную погрешность, но она наверняка достаточно мала (например, для 2035 года общий объем добычи у меня получился на уровне 100 mbd, тогда как в отчете указана цифра 99,7 mbd, тем самым, расхождение приводимых мною цифр с данными IEA должно быть менее 0,5%).
С этими данными в качестве точки отсчета я подготовил график (простая линейная экстраполяция значений тех лет, для которых у нас нет данных); цвета приблизительно соответствуют тем, что были использованы в графике IEA.
Напомню основные значения: черная полоса внизу показывает добычу сырой нефти из уже разработанных на 2011 год месторождений. Светло-синяя полоса показывает добычу сырой нефти из месторождений, которые уже известны, но не эксплуатируются либо из-за отсутствия спроса, либо из-за слишком высоких затрат. Синяя полоса демонстрирует добычу из месторождений, которые ещё предстоит открыть. Все остальные категории представляют неконвенциональные источники нефти и её субституты. Фиолетовая полоса демонстрирует производство жидких углеводородов из природного газа [natural gas liquids – прим. пер.], желтая – производство из всех основных неконвенциональных источников нефти, за исключением сланцевой нефти, красная полоса показывает сланцевую нефть [хотя в тексте говорится о shale oil, речь идет о tight oil, нефти из низкопроницаемых (сланцевых) коллекторов – прим. пер.], а зеленая показывает дополнительный объем топлива, получаемый в процессе переработки.
Представленный в континуальной форме, даже с учетом линейной экстраполяции между последовательными точками, график позволяет получить более полное представление о сценарии, который рассматривается IEA в качестве наиболее правдоподобного. В частности, легкое снижение добычи нефти становится более заметным.
Но вернемся к комментарию Карлоса де Кастро. Этот график скрывает фундаментальный факт: мы складываем различные категории углеводородов предполагая, что они эквивалентны, тогда как это не верно. Нефть из неконвенциональных источников имеет меньшую энергетическую плотность на единицу объема, порядка 70% от энергетической плотности сырой нефти. Кроме того, дополнительные объемы топлива, полученные в результате улучшений в области переработки нефти, очевидно не предполагают увеличения энергии, получаемой из нефти. Это не значит, что продукты переработки одного барреля нефти содержат столько же энергии, сколько в одном барреле или даже меньше, учитывая потери в процессе трансформации (второй закон термодинамики действует постоянно и неизменно). В действительности, подобные продукты содержат больше энергии, чем в исходном барреле нефти, поскольку их переработка предполагает использование природного газа для гидрирования менее насыщенных углеводородов. Энергия продуктов переработки барреля нефти равна энергии исходного барреля плюс энергия природного газа, использованная в процессе. Скорректировав данные с учетом этих поправок (неконвенциональная нефть содержит около 70% энергии на единицу объема от нормальной сырой нефти, дополнительный объем, полученный в результате улучшений в процессе переработки, не увеличивает энергию) мы получим следующий график (в млн. баррелей нефтяного эквивалента в день):
Именно этот график должна была бы представить IEA, если бы вела подсчет должным образом, то есть учитывая потоки энергии, а не объемы. Как легко можно заметить перспективы роста добычи, выраженные через энергию, гораздо более ограниченные и менее привлекательны: с 79,5 mbd (понятых в данном случае как энергетический эквивалент) в 2011 году до 87,5 mbd в 2035 году.
Несмотря на все это, график по-прежнему не способен показать полную картину, поскольку демонстрирует валовую или совокупную энергию и ничего не говорит нам о том, сколько энергии на самом деле остается в распоряжении общества после того, как энергия, необходимая для её производства – т.е. энергия, необходимая для поддержания подобных энергетических потоков – была затрачена.
Для оценки чистой энергии (net energy) нам необходимы EROEI (Energy Returned on Energy Invested) различных источников углеводородов, смешиваемых с нефтью. Следует помнить, что EROEI получают по следующей формуле:
EROEI = Te/Ep
Где Те – совокупная энергия (total energy), полученная из определенного источника, а Ер – энергия, необходимая для её получения. Оба показателя берутся из расчета всего жизненного цикла источника энергии. Однако предположим, что, при условии большого количества месторождений и систем добычи, совокупная система добычи находится в динамическом равновесии и значения обоих переменных Те и Ер могут быть приняты в качестве мгновенных значений [«snapshot values», как я понял, речь идет о том, чтобы для удобства принять усредненные значения этих показателей за номинальные в определенный момент времени – прим. пер.] (упрощение, которое на самом деле смягчает снижение добычи). В рамках этого определения чистую энергию En, которую источник энергии обеспечивает в течение своей полезной жизни (и если у нас есть множество источников, находящихся в различных моментах своей полезной жизни, её можно использовать в качестве моментального значения целого), можно рассчитать следующим образом:
En = Te - Ep = Te x (1 – 1/EROEI)
Нам необходимо знать лишь значения EROEI для всех категорий [углеводородов], присутствующих на графике IEA. Расчёт этих значений является трудной задачей, не избавленной от споров, связанных с использованием различных методик. Я не буду здесь вдаваться в подробное обсуждение всех подобных значений. Я просто предложу несколько, которые кажутся мне разумными. Поскольку все цифры даны в явном виде каждый может поэкспериментировать с ними и предложить те изменения, которые покажутся наиболее разумными и правомерными, получив, тем самым, собственную версию. Так же следует сказать, что подобное упражнение должно было бы быть проделано самой IEA, чтобы дать более ясное представление о доступности энергии для общества в будущем (потому что график, демонстрирующий совокупный показатель, включающий в себя расходы на внедрение и поддержание системы добычи нефти, вводит в заблуждение). Вот мои собственные значения; все они приняты постоянными во времени, что в действительности делает спад более мягким:
- Для сырой нефти, добываемой в настоящий момент, я принял значение EROEI, равное 20, что соответствует наиболее распространенным оценкам. Подобное высокое значение оказывает незначительное влияние, учитывая, что оно вычитает лишь 5% из совокупной энергии.
- Для более дорогой сырой нефти, которая сейчас не добывается, я принимаю значение EROEI равное 5. Некоторые авторы оценивают её даже на уровне 3 или 2, другие дают 10. Значение, равное 5, мне кажется разумным компромиссом: достаточно маленькое, чтобы объяснить, почему некоторые из этих месторождений не могли разрабатываться по экономическим мотивам вплоть до настоящего времени, но достаточно большое, чтобы сейчас, на более высоком уровне цен, позволить ввести их в строй. Все это значит, что в виде чистой энергии мы получим около 80% от совокупной энергии.
- Для нефти, которую ещё предстоит открыть, я принимаю значение EROEI, равное 3. Большинство ещё не открытых месторождений являются глубоководными, где необходимо пробурить четыре или более сухих скважин прежде, чем будет пробурена та, что будет давать нефть. Кроме того, темпы снижения добычи подобных месторождений обычно выше, чем у месторождений, требующих более простые платформы или расположенных на материке, что предполагает необходимость бурить больше скважин или же делать их горизонтальными. Так же, у них большие проблемы с обслуживанием и многие находятся в тропических районах, где ураганы могут стать причиной периодических приостановок в работе, а также нанести ущерб, увеличивая издержки производства в терминах Ер. Нефть Арктики принадлежит к той же категории и подвержена схожим проблемам. В данном случае отдача в виде чистой энергии равна 66% от совокупной энергии.
- Для неконвенциональной нефти, включая сланцевую нефть, я принял значение EROEI, равное 2. Эта категория включает в основном биотоплива с EROEI, равное 1 или меньше, и сланцевую нефть с EROEI, равное 3 или меньше. Это значит, что лишь 50% совокупной энергии становится доступной для использования в виде чистой энергии.
Принимая во внимание все эти значения мы получим следующий график:
Данный график так же должен был бы составляться IEA, если бы они всерьез относились к своей работе, и, как вы можете видеть, он предлагает совсем иную картину, отличную от официальной. Согласно этому графику чистая энергия всех видов нефти и её заменителей, даже в рамках сильно завышенного прогноза IEA, достигнет своего пика приблизительно в 2015 году, с максимальным значением 79,7 mbd в 2035 году. Короче говоря, мы очень близки к зениту чистой энергии нефти, что крайне тревожно.
Но что произойдет, если вместо завышенных оценок IEA взять более реалистичные? Мне трудно точно оценить как на самом деле в будущем будет развиваться добыча различных видов жидких углеводородов, объединенных в категорию «нефти». Тем не менее, достаточно просто сделать немного более реалистичными приблизительные оценки действительного будущего добычи нефти. (Оценки, которые, конечно же, остаются дискуссионными). Далее я сформулирую свои предположения и цифры чтобы любой мог при желании повторить расчеты.
- Согласно ежегодному отчету IEA за 2010 год и главе Shell Питеру Возеру, темпы снижения добычи на уже существующих скважинах составляют порядка 5% процентов в год, а не 3,3%, как кто-то мог предположить, читая текущий отчет. [могут быть и больше – прим. пер.] Я исправляю эту тенденцию.
- Что касается скважин, которые в настоящее время не эксплуатируются, то можно с уверенностью утверждать, что не все из них будут введены в строй, отчасти из-за того, что цена барреля будет слишком высокой для общества (мы уже говорили, что, вопреки утверждениям экономической ортодоксии, энергия не является рядовым товаром и не все цены могут быть уплачены нашей текущей системой), отчасти из-за отсутствия эффективных методов переработки продуктов этой потенциальной добычи (наиболее очевидным примером, который мы уже не раз комментировали, может быть месторождение Манифа в Саудовской Аравии, чья нефть имеет настолько высокое содержание ванадия, что в мире не существует такого нефтеперерабатывающего завода, который мог бы её переработать). Я считаю, что IEA излишне оптимистичны в отношении потенциала подобных ресурсов. Принимая все сказанное в расчет, я сокращаю их количество в два раза.
- Относительно тех месторождений, которые ещё предстоит открыть, хорошо известно, что оценки IEA предполагают темпы разведки, которые в четыре раза выше тех, что были последние 20 лет. Добавьте к этому так же тот факт, что в контексте экономической нестабильности крупные нефтяные компании стремятся инвестировать в разведку и разработку не больше, а меньше. С 2008 по 2009 годы инвестиции упали на 19% и лишь немного восстановились в последующие годы [посмею не согласиться с этим утверждением – прим. пер.], тогда как для того, чтобы компенсировать растущие сложности в добыче они должны были значительно вырасти. В действительности, многие нефтяные компании уже опустили руки и отказались продолжать поиски нефти. Соответственно, я сокращаю объем данной категории до четверти от оценок IEA.
- Что касается жидкой смеси углеводородов, получаемых из природного газа (natural gas liquids, NGL), то лишь треть от её массы содержит достаточно длинные углеводородные цепи, позволяющие переработать их и в бензин (но не в дизель) и использовать в современных машинах. Необходимо значительно модифицировать бензиновый двигатель для того, чтобы он мог использовать более легкие газы (название «natural gas liquids» достаточно обманчиво), то есть пропан и метан [тут тоже можно не согласиться – прим. пер.] (кроме того, можно синтезировать этанол, начиная с этана и использовать его непосредственно). Расходы на адаптацию не очень высоки, но тем не менее требуют определенных инвестиций, к которым общество мало расположено во времена кризиса, и, кроме того, подобная модификация эффективна лишь в случае бензиновых двигателей (тогда как в Европе значительная часть частного транспорта и весь тяжелый транспорт используют дизель). Поэтому я полагаю, что лишь треть NGL может быть использована в качестве замены нефти.
- Относительно сланцевой нефти мы уже говорили, что эти оценки сильно завышены. Я их сокращаю вдвое.
- Оставшуюся конвенциональную нефть я оставляю как есть.
В рамках данных предпосылок график чистой энергии будет выглядеть следующим образом:
Результаты хорошо видны: год начала терминального снижения чистой энергии уже наступил. В действительности, это может быть любой год начиная с нынешнего и до 2015 года, поскольку использованные мной данные разбиты на пятилетние периоды и поэтому определение даты не может быть более точным, чем показано на рисунке. С другой стороны, следует также отметить, что пик чистой энергии не означает пика всей энергии, учитывая, что значительная доля источников обладает своего рода резервом для снижения и частично смогут компенсировать это падение. Тем не менее, чем сильнее будет снижение добычи нефти, тем сложнее будет компенсировать падение чистой энергии и, в определенный момент времени, который не за горами (так же связанный с истощением роста большей части источников), оно станет необратимым. В качестве итога я так же хотел бы подчеркнуть, что падение чистой энергии, получаемой из нефти, не будет распознано до тех пор, пока не станет очевидным также и падение объема (как было показано на первом графике), учитывая, что концепция чистой энергии является более сложной для понимания.
Мы уже знаем, что классическое экономическое образование не способно признать концепцию EROEI и, следовательно, объяснение, которое будет дано снижению добычи нефти, сведется к недостаточным инвестициям в разведку и разработку (как это уже происходит в Аргентине), не понимая, что экономические расчеты не могут быть верными, если не верны энергетические расчеты. Все это станет причиной жарких споров, которые приведут к неправильной политике, несущей больше вреда, чем пользы, к радикализации позиций и, в конечном счете, к принятию во многих случаях драконовских мер популистского характера, которые ничего не решат и, в действительности, лишь сделают хуже.
В конечном счете дело в том, что эра нефти подошла к своему концу. Она ещё будет доступна многие десятилетия, но все в меньших количествах и в итоге станет предметом роскоши. Наша эпоха быстрого экономического развития на базе недорогой нефти уже закончилась. Мы присутствует при её закате. И если мы не сможем распознать этого, то закат может стать нашим собственным.
Источник
Источник: ПолиСМИ.
Рейтинг публикации:
|
