K ropnému zlomu ještě nedošlo? Omezení Hubbertova modelu

20. 1. 2011

V roce 1998 Colin Campbell a Jean Laherrere v časopise Scientific American zveřejnili článek, v němž předpovídají, že celosvětový zlom v produkci ropy ("ropný zlom") nastane zhruba v letech 2004-2005. Založili svou predikci na datech o dostupných zdrojích ropy a na Hubbertově modelu, který předpokládá takřka symetrickou produkční křivku ve tvaru zvonu. Campbell a Laherrere možná měli pravdu, přinejmenším pokud se díváme na produkci "konvenční" ropy. Můžeme přinejmenším tvrdit, že produkce vyvrcholila v roce 2005, ačkoliv bude muset uplynout více času, než bude trend moci být spolehlivě vyhodnocen. (Obrázek 1. - Světová produkce konvenční ropy. Zdroj: Oilwatch Monthly.)

Pokud uvažujeme o produkci "všech tekutých paliv", to znamená pokud zahrneme takové zdroje tekutých uhlovodíků jako zkapalněný zemní plyn (NGL), biopaliva, ropné písky a další, je těžké detekovat jakýkoliv zlom. Produkce oscilovala kolem přibližně konstantní - nebo dokonce mírně rostoucí - úrovně přinejmenším pět let. Nejčerstvější data (například z "Early warning") indikují, že produkce možná právě překročila rekord zaznamenaný v roce 2008. (Obrázek 2. - Světová produkce všech kapalných paliv. Zdroj: Oilwatch Monthly.)

Než budeme pokračovat, je na místě určité varování. Za prvé, je příliš brzy tvrdit, že data nejsou slučitelná s Hubbertovým modelem, protože může pár let trvat, než bude zlom v křivce jasně detekovatelný. Za druhé, data se vztahují k objemu produkce. Ale barel zkapalněného zemního plynu (NGL) nebo biopaliva obsahuje méně energie než barel konvenční ropy. Takže pokud jde o energii, produkce už docela dobře může klesat, i když vezmeme v úvahu všechna kapalná paliva.

To co sledujeme nepochybně není to, co bychom mohli očekávat: Nevidíme dobře definovaný zlom, přinejmenším v případě veškerých tekutých paliv. To vede k zásadní otázce: Je Hubbertův model platným nástrojem popisu budoucnosti celosvětové produkce ropy?

Víme, že Hubbertův model fungoval v řadě regionálních připadů, ale ne ve všech. Jedním z těch, kde model selhal, je produkce zemního plynu v USA. Sám Hubbert spočítal, že by měla vyvrcholit kolem roku 1973. K tomu i došlo, nicméně významný pokles nenastal. Místo toho produkce oscilovala kolem stabilní hladiny a nedávno překročila hladinu z doby zlomu v roce 1973. Zcela odlišný případ představuje ropa v USA, kde pokles po zlomu je s Hubbertovým modelem slučitelný. Zde je srovnání těchto dvou případů (od EIA). Měřítko je v ekvivalentních Exajoulech (EJ), přičemž jedna krychlová stopa zemního plynu se rovná 1,1x10^E+6 J a barel ropy 6,1x10^E+9 J. (Obrázek 3. - Produkce zemního plynu a ropy v USA.)

Rozdílné chování těchto dvou případů je nápadné, zvláště vezmeme-li v úvahu, že se díváme na data pocházející ze stejného geografického regionu, stejných ekonomických, politických a právních podmínek. Takže odkud se vzal ten rozdíl? Možná se nacházíme v rozhodujícím bodě: Pokud se světová produkce bude chovat jako ropa v USA, brzy začne klesat. Pokud se namísto toho bude chovat jako zemní plyn v USA, může se dlouho udržovat na stávající úrovni, možná i desítky let. Takže jde o to pochopit, co způsobilo rozdíl. A to zase záleží na validitě předpokladů ležících v základech Hubbertova modelu.

Interpretace Hubbertova modelu je provedena v příspěvku, který jsem nazval Mind-sized Hubbert (přibližně: Polopatický Hubbert). Z tohoto hlediska je model založen na koncepci poměru získané energie vůči energii investované (Energy Return on Energy Invested, EROEI). Ropa je formou energie, ale její těžba také vyžaduje energii; EROEI je poměrem těchto dvou energií. V jádru modelu leží očekávání, že těžební průmysl reinvestuje do nových těžebních zařízení přibližně konstantní podíl energie, kterou produkuje. Tímto způsobem může exponenciálně růst, přinejmenším na chvíli. Nicméně průmysl má sklon těžit nejdříve "snadné" zdroje s vysokým EROEI. Časem musí přecházet k progresivně horším zdrojům (s nižším EROEI). Když je pro těžbu k dispozici méně energie, růst produkce se zpomaluje. Nakonec se produkce zlomí a pak začne klesat. Pokud jsou tato očekávání vyjádřena v matematické formě, výsledkem je zvonovitá křivka.

Ekvivalentní způsob je považovat tento účinek za výsledek vývoje monetárních nákladů. Nižší EROEI znamená vyšší cenu těžby. V důsledku toho zisky klesají a to snižuje kapacitu průmyslu investovat do nových zdrojů. Alternativně, průmysl se může snažit zvyšovat ceny, aby udržel zisky konstantní. Ale vyšší ceny snižují poptávku, a v důsledku toho produkce klesá - je to opět Hubbertova křivka.

To je zjedodušený pohled na Hubbertův model, který jej vidí jako izolovaný pododdíl celé ekonomiky. Nicméně samozřejmě jde o aproximaci. Ekonomika je složitější a reakce poptávky na růst ceny ceny závisí na vlastnosti, kterou ekonomové nazývají "elasticita". Vyšší ceny za normálních okolností poptávku snižují, ale určitá komodita může být tak zásadně potřebná, že poptávka zůstane vysoká i při vysokých cenách. V takovém případě se o poptávce říká, že "neelastická". Ropa a další fosilní paliva jsou pro ekonomiku tak vitálně nezbytná, že rozmary cen ropy v minulých několika letech měly na produkční křivku pouze malý účinek. Takže ropa je klasickým případem neelastické poptávky (v určitých mezích, samozřejmě).

Důsledkem takřka stabilní poptávky spojené s vysokými cenami je, že průmysl může udržovat své zisky a investice do nových produkčních zařízení i při vysokých cenách zdrojů. V praxi těžební průmysl bere energii a zdroje z jiných sektorů ekonomiky a používá je při těžbě zdrojů s nízkým EROEI. V takovém případě už ale nemůžete očekávat, že uvidíte zvonovitou produkční křivku.

Tyto úvahy vysvětlují rozdílné chování ropy a plynu v USA. Obojí je pro ekonomiku životně důležitou komoditou, a v obou případech je poptávka v zásadě neelastická. Ale je tu rozdíl. Ropa může být importována ze zahraničí tankerem. Plyn naproti tomu musí být zkapalněn za nízké teploty a to vyžaduje speciální zařízení, ale také zvláštní dopravní lodě a další věci - a to vše je velmi drahé.

Ve výsledku tedy po národním zlomu těžby v roce 1971 představoval pro americkou ekonomiku nejlevnější cestu, jak získat ropu, import ze zahraničí, a tedy nevznikla potřeba rozvíjet těžbu drahých zdrojů uvnitř národních hranic. Spotřeba ropy neklesla, ale importy postupně rostly a dnes tvoří takřka dvojnásobek národní produkce.

Pro zemní plyn, jehož import byl velmi drahý, platí opak. V důsledku toho dávalo smysl investovat do rozvoje nových domácích zdrojů, i těch drahých. To trvá od roku 1973, od okamžiku zlomu v těžbě plynu v USA. Posledním kolem procesu je nedávný trend využití takzvaného "prasklinového plynu" (fracture gas). Technologie není nová, ale nyní je využívána, protože všechny ostatní zdroje ubývají. A pokud je využívána až teď, znamená to, že je dražší. Ale americká ekonomika plyn potřebuje a - až dosud - je ochotna investovat tolik, kolik je třeba, aby ho získala. Ve výsledku americká domácí produkce zemního plynu dnes zůstává takřka desetkrát vyšší než importy.

Na následujícím obrázku vidíme vývoj cen plynu v USA. Data pocházejí od EIA a jsou opravena o inflaci s využitím dat zveřejňovaných na stránce Usinflationcalculator. (Obrázek 4. - Ceny zemního plynu v USA.)

Růst cen zemního plynu po zlomu v roce 1973 mohl stačit k udržení produkce na takřka konstantní úrovni. Nicméně všimněte si, že vyšší ceny nestačily k udržení rapidního růstu produkce, který byl před zlomem v roce 1973 pravidlem. To nejlepší, čeho bylo možno dosáhnout, bylo udržet produkci přibližně na stabilní urovni. Všimněte si také, že ceny rostly v míře, kterou lze považovat za exponenciální. Pokud je ke stimulaci produkce třeba právě toho, jak dlouho to může trvat, než budou ceny plynu tak vysoké, že si je mnoho lidí nebude moci dovolit platit? Neelastičnost poptávky nemůže trvat věčně.

Nyní se podívejme, zda můžeme tyto úvahy aplikovat na případ ropy v celém světě. EROEI ropy v posledních dekádách klesal, a můžeme to vidět v tomto dobře známém grafu Cutlera Clevelanda, který pro The Oil Drum zpracoval David Murphy. (Obrázek 5. - Ropa v USA.)

Takže Hubbertův model nám říká, že progresivně se snižující EROEI může způsobit pokles produkce. Nicméně zoufale potřebujeme kapalná paliva a protože je nemůžeme importovat z jiné planety, můžeme pouze investovat peníze a energii do jejich těžby ze zdrojů s nižším EROEI. To je to, co průmysl dělá, k čemu je stimulován vyššími cenami. Zde jsou například některá čerstvá data o ropných píscích z Early Warning. Produkce kapalných paliv z ropných písků není nic nového, ale začíná hrát v dostupnosti ropy významnou roli. (Obrázek 6. - Světová produkce tekutých paliv z ropných písků.)

Něco podobného se děje i s biopalivy, jejichž produkce rapidně vzrostla. (Obrázek 7. - Světová produkce biopaliv. Vertikální stupnice v milionech barelů denně. Data z Koppelaarova OilWatch Monthly.)

Všimněte si také, že to vypadá, jako by se i americká domácí produkce ropy v nedávné době odchýlila od Hubbertovy křivky; jde tu - opět - o efekt růstu cen, který vyvolal nové investice do produkčních zařízení.

Takže světová ekonomika převádí zdroje v různých formách do těžby ropy, aby udržela vitálně důležitou nabídku tekutých paliv. Ale má to své náklady. Energie a zdroje nutné k udržení produkce ze zdrojů s nižším EROEI musejí odněkud pocházet: Některé jiné sektory světové ekonomiky se bez nich musejí obejít. Jinak řečeno, celková čistá energie dostupná pro ekonomiku se nezvyšuje a mohla ve skutečnosti klesnout.

Biopaliva jsou zajímavým případem tohoto fenoménu. EROEI biopaliv jako ethanol z kukuřice je nízký, pohybuje se kolem hodnoty jedna nebo o málo více. Ale můžete použít energii z uhlí, abyste z kukuřice vyrobili ethanol, a když to děláte, vlastně transformujete uhlí v kapalné palivo. Ale uhlí použité tímto způsobem není v ekonomice dostupné pro jiné účely - čistá energie dostupná pro společnost se nezvýší. Tento typ fenoménu se objevuje také u jiných zdrojů a snížená dostupnost energie představuje možné vysvětlení světových ekonomických potíží.

Takže co se stane v budoucnosti? Zde se dostáváme na zcela neznámé území. V moderní historii se nikdy nestalo, že by kruciálně důležitý neobnovitelný zdroj by v celosvětovém měřítku vyčerpán až "bodu zlomu", jak se to nyní děje s fosilními palivy. Jistě, mechanismy ekonomiky se snaží udržet úroveň produkce komodity, která je pro naši společnost nepostradatelná: kapalných paliv. Za tímto účelem budou zdroje dál odváděny z jiných sektorů ekonomiky, například z uhelného průmyslu, a používány ke zvýšení produkce kapalných paliv. To bude pokračovat tak dlouho, dokud to půjde - ale nikoliv věčně: Ekonomika není nekonečně veliká a dostupné zdroje jsou konečné. Nemůžeme přesně říci kdy, ale v jistém bodě produkce kapalných paliv bude muset začít klesat. Nemůžeme s jistotou říci, jakou podobu bude mít pokles, avšak některé modely, jako ten v Mezích růstu, který bere v úvahu celou ekonomiku, indikují, že pokles může být nenadálý.

Pokud od modelu - jakéhokoliv modelu - očekáváte, že bude schopen predikovat budoucnost, budete těžce zklamáni. Hubbertův model není výjimkou, ale řada modelů vám může o budoucnosti říci dost na to, abyste se na ni mohli připravit. Nezáleží na tom, zda modely jsou aproximativní a v některých případech dokonce nefungují; záleží na tom, jak jsou používány. Pírko vznášející se ve vzduchu neznamená, že Newtonův gravitační zákon je chybný. Pouze ukazuje, že musíte model používat tak, abyste chápali jeho omezení. Totéž platí pro Hubbertův model: Případ zemního plynu v USA neznamená, že model je špatný. Pouze ukazuje, že musíte chápat jeho omezení. Pokud je chápete, Hubbertův model vám toho může dost říci o tom, co se děje, a o důvodech potíží, kterým čelíme. A to by nám mělo říci něco i o tom, kam směřujeme; je dosud čas, i když ne mnoho, na to, abychom se připravili.

Článek v angličtině:ZDE

Vytisknout