8 типовых мифов об энергетике

Ниже перечислены восемь типовых мифов об энергетике. Полезный ликбез для начинающих (но миф 7 - "Прохождение пика нефти будет медленным и постепенным" - может показаться интересным для многих):

Миф 1. Из того, что компании, добывающие нефть в США, хотят разрешить ее экспорт, следует, что у США достаточно нефти для своих нужд.

Реальная правда в том, что добывающие компании хотят получить максимальную прибыль.  Расширение рынка сбыта означает для них большую возможность выбора между покупателями и, тем самым, потенциально бОльшие прибыли. Причем повышенные транспортные расходы могут быть легко компенсированы тем, что европейским покупателям сложно переключаться на другие сорта нефти, и они предпочтут доплачивать компаниям США за транспорт, лишь бы не переключаться на другие сорта.

США при этом потребляло в 2013 году 18.9 миллионов баррелей в день, из которых 6.2 миллиона было чистым импортом.  Если производство и потребление останутся на прежнем уровне, возникновение экспорта нефти из США означает, что его придется компенсировать импортом нефти откуда-то еще - либо дешевой, но плохих сортов (более дорогих в переработке), либо придется платить больше за хорошие сорта. 

Таким образом с точки зрения добывающих компаний, экспорт означает получение больших прибылей, но для хозяйства США это обернется ростом цен на нефтепродукты. В любом случае, желание добывающих компаний экспортировать никак не характеризует достаточность для внутренних нужд.

Миф 2. На самом деле экономике требуется не сильно много энергии.

Человеку требуется еда для обеспечения энергией, чтобы выполнять различные функции.  Точно также и экономике.  В старые времена большая часть энергии поступала от работы человека и животных, а также сжигания биомассы, но, по мере дополнения новыми видами топлива, природа экономики изменилась кардинально.  В мире в целом, это началось примерно в начале 1800-х:  

Figure 1. World Energy Consumption by Source, Based on Vaclav Smil estimates from Energy Transitions: History, Requirements and Prospects and together with BP Statistical Data on 1965 and subsequent

Сперва индустриальная революция началась в Британии, с использования угля, давшего новые возможности работы с металлами, стеклом и цементом. До угля большой проблемой являлась вырубка лесов, особенно  в урбанистических областях, таких как Лондон. Уголь избавил от этой проблемы, а также удешевил процессы, требующие создание высоких температур. Появление угля дало мощный толчок к развитию различных технологий.  Например, первый паровой двигатель был запатентован в 1608, но широкое внедрение его началось лишь после появления угля.  Уголь также дал возможность широкого развития электроэнергетики - тем, что дал цемент и металл, требуемые в больших количествах для гидроэлектростанций.

Случились перемены и в сельском хозяйстве - например, появились стальные плуги - сопровождаемые ростом производительности труда в сельском хозяйстве, освобождающие людей для других задач. 

Нынешняя экономика сильно отличается от уклада 1820-го года, и случилось это благодаря более широкому использованию энергии.

Верно и обратное.  При переходе от нынешней высоко энергетической системе обратно, например, к биотопливу и устройствам работающим на биотопливе, случатся гигантские изменения.

Миф 3.  Мы можем легко перейти на возобновляемые источники.

На первой картинке выше, единственные возобновляемые источники - гидроэлектростанции и биотопливо (остальные будут иметь мизерные масштабы).  Если посмотреть на рост населения за этот период:

Figure 2. World Population, based on Angus Maddison estimates, interpolated where necessary.

и пересчитать поток энергии на душу населения:

Figure 3. Per capita world energy consumption, calculated by dividing world energy consumption (based on Vaclav Smil estimates from Energy Transitions: History, Requirements and Prospects together with BP Statistical Data for 1965 and subsequent) by population estimates, based on Angus Maddison data.

то уровень потребления энергии в 1820 достаточен лишь для самых базовых нужд - еда, отопление, одежда, очень немножко индустриального производства.  И даже этот минимум требовал 20 гигаджоулей на человека.  А возобновляемые источники сегодня смогут обеспечить лишь 11 гигаджоулей.

Также нужно учесть, что современная гидроэнергетика стала возможна только после появления угля, поэтому при исчерпании ископаемых видов топлива, она тоже может исчезнуть. Нынешние объемы биоэтанола и биодизеля возможны исключительно благодаря скрытым дотациям из других видов энергетики, давших возможность работу с металлами, машиностроением и производством удобрений. Эти виды биотоплива тоже исчезнут при их исчезновении.   Все это относится и к солнечной энергетике.

Миф 4.  Численность населения не связана с доступностью энергии.

На картинках выше видно, что скачок населения после второй мировой сопровождался с резким ростом энергии на душу населения. Энергия дала лучшую производительность труда в сельском хозяйстве (удобрения!), давших больше еды, а также лучшую санитарию, антибиотики и т.д., давших возможность большему количеству детей доживать до зрелости.

Страны, имевшие падения в энергопотреблении, наоборот демонстрировали сокращение населения.  Например, при коллапсе СССР:

Figure 6. Population as percent of 1985 population, for selected countries, based on EIA data.

Миф 5.  Один вид энергии легко заменить другим.

Нефть в сравнении с углем, дала новые возможности.  Без нефти, но с электроэнергией, которая доступна через уголь, можно будет строить исключительно электрокары, работающие от батарей.  Либо на биотопливе, но для него потребуется очень много площадей земли для урожая в необходимом объеме. Аналогично дела обстоят с самолетами.

Нефть более энергетически плотна, требуя гораздо меньшие объемы, и жидкая, что облегчает с ней работу.  Переход к электричеству в транспорте будет небыстрым и дорогим процессом.

Миф 6.  Нефть иссякнет потому, что она ограничена и невоспроизводима.

Миф более близок к правде, чем другие, но не совсем. Сценарий немного другой.  Удорожание нефти сперва приведет к нарушению работы экономики в целом (через рост цен на нефть и росту долгов), а потом уже общий сбой хозяйства приведет к резкому падению добычи нефти.  Производители нефти на определенном уровне цен и спроса просто не будут видеть смысла в дальнейшей добыче.  При этом нефть вполне еще будет оставаться в наличии, но более сложная в добыче.

Миф 7.  Прохождение пика нефти будет медленным и постепенным

Обычно тут ссылаются на график Хабберта:

Figure 7. M. King Hubbert’s 1956 image of expected world crude oil production, assuming ultimate recoverable oil of 1,250 billion barrels.

Но этот график строился в предположении, что появится другой тип энергии, перед тем как будет пройден пик нефти, и этот новый тип позволит разрабатывать деградирующие нефтяные месторождения:

Figure 8. Figure from Hubbert’s 1956 paper, Nuclear Energy and the Fossil Fuels.

Но если такого скачка не случилось (а его пока не случилось), возникнет проблема в связи с наличием падающего энергопотока и его несоответствия численности населения.  Это повлечет проблемы с производством товаров и услуг, а также выполнением ряда функций, в том числе правительственных, что влечет риск коллапса всей системы.

Миф 8.  Возобновляемая энергетика доступна в неограниченном количестве.

Все технологии и ресурсы имеют проблему "падающего возврата" - то есть все больше энергии требуется тратить на добычу единицы ресурса. Это касается нефти, угля, металлов и т.д.  Это то, что мы уже видим сегодня.

Все это касается и возобновляемой энергетики - она требует определенных руд и минералов, чья энергетическая стоимость будет со временем только расти.  

Помимо этого, в случае возобновляемой энергетики, есть еще проблема  расположения - очевидно, самые лучшие места будут разобраны в первую очередь.   Этот процесс человечество уже проходило на таком возобновляемом источнике как дрова (как и суперкризисы, связанные с вырубкой лесов). 

Кроме того, производство солнечных батарей  и ветряков требует наличие добывающей, транспортной и обрабатывающей индустрии, основанной на нефти, и при ее исчезновении, станет невозможным.  В общем, это лишь надстройка над другим типом энергетики.

ИСТОЧНИК (перевод alexsword)