Spisu treści:

Jak szybko na planecie zabraknie ropy?
Jak szybko na planecie zabraknie ropy?

Wideo: Jak szybko na planecie zabraknie ropy?

Wideo: Jak szybko na planecie zabraknie ropy?
Wideo: NASA's NEW Helical Engine that Breaks the Laws of Physics 2024, Marsz
Anonim

W porównaniu z tematem globalnego ocieplenia czy nawet bardzo hipotetycznego zagrożenia kolizją Ziemi z asteroidą Apophis, szczyt wydobycia ropy w Rosji nie jest często poruszany. Opierając się na laurach wielkiej potęgi energetycznej, znacznie rzadziej niż ludzie Zachodu myślimy o tym, że wyczerpują się na to zasoby, aby kiedyś wyschły.

Jednocześnie „peak oil” jest jedną z najważniejszych „horrorów” naszych czasów, a nasze rosyjskie realia nie dają żadnych szczególnych powodów do optymizmu. Właściwie dyskusje wokół szczytu wydobycia ropy nie dotyczą tego, czy kiedyś nadejdzie, czy nie. Pytanie jest inne - „olej do zbierania” już się wydarzył, stanie się dopiero teraz, albo zostało nam kilka dekad.

Mroczne wizje

Każdy, kto przeczytał powieść „Spalone” niemieckiego pisarza Andreasa Eshbacha, uznanego mistrza europejskiego technotrillera, zapamięta dramatyczną fabułę tej książki. W Arabii Saudyjskiej ma miejsce masowy atak terrorystyczny. Terminale naftowe w porcie, przez który przepływa główny nurt saudyjskiej ropy na Zachód, zostały zniszczone.

Arabia Saudyjska jest największym światowym dostawcą ropy i nawet niewielkie opóźnienie od razu wpłynęło na globalną sytuację naftową. Zbiorniki w porcie są pełne, ale tankowców nie można załadować. Ceny ropy rosną. Obawiając się dalszej niestabilności politycznej, która jeszcze bardziej opóźni wysyłkę arabskich surowców, rząd USA wysyła wojska do Arabii Saudyjskiej, aby opanować sytuację.

Do portu walczą amerykańskie czołgi, a wtedy wojsko, a zarazem cały świat czeka niemiła niespodzianka. Zbiorniki są puste, ale atak okazał się widowiskiem. Tyle, że wyschło największe saudyjskie pole naftowe Ar-Ravar i nie ma czym napełniać tankowców.

Konsekwencją szokujących wiadomości nie był już wzrost cen ropy, ale całkowity upadek współczesnej cywilizacji z jej tanią energią, Internetem i telefonami komórkowymi, lotami transatlantyckimi i masywnymi pojedynczymi pojazdami. Na każdym podwórku ludzie musieli nauczyć się wyrzucać bimber z wierzchołków (nie dla przyjemności picia, ale dla paliwa) i podnosić w powietrze sterowce pasażerskie.

Morskie olbrzymy

Obraz
Obraz

Platformy wiertnicze to najbardziej imponujące konstrukcje w całym przemyśle naftowym. Wykorzystywane są głównie do wydobycia ropy naftowej na morzu i to właśnie na polach morskich działa większość tych struktur. Jednak wzrost cen ropy i możliwy spadek światowej produkcji wymuszają rozwój platform, które mogą pobierać ropę spod dna morskiego z dużych głębokości.

Wśród platform wiertniczych są prawdziwi giganci posiadający tytuł największych ruchomych konstrukcji wykonanych przez człowieka. Istnieje kilka rodzajów platform (patrz diagram poniżej). Wśród nich są stacjonarne (czyli spoczywające na dnie), wolnostojące platformy wiertnicze półzanurzalne, platformy mobilne z wysuwanymi podporami.

Rekord głębokości dna morskiego, na którym pracuje instalacja, należy do półzanurzalnej pływającej platformy Independence Hub (Zatoka Meksykańska). Poniżej rozciąga się słup wody o wysokości 2414 m. Całkowita wysokość platformy Petronius (Zatoka Meksykańska) wynosi 609 m. Do niedawna była to najwyższa konstrukcja na świecie.

Można się spierać, jak prawidłowo Eshbach opisał nudną przyszłość ludzkości, ale nie ma wątpliwości, że intryga nie jest bynajmniej naciągana. Pytanie, co stanie się z krajami rozwiniętymi przemysłowo, kiedy elektryczności i benzyny nie da się zdobyć tak łatwo, jak pieniędzy z osławionej szafki nocnej, od dawna niepokoiło umysły.

W życiu zawsze jest miejsce na optymizm i oczywiście wszyscy mamy nadzieję, że aktywne badania naukowe w dziedzinie alternatywnych źródeł energii pozwolą w końcu na stopniowe zastępowanie zmniejszających się rezerw węglowodorów. Ale czy ludzkość ma ten czas?

Platformy wiertnicze
Platformy wiertnicze

W zależności od głębokości dna morskiego w obszarze produkcyjnym stosowane są różne konstrukcje platform: stacjonarne, pływające, a także systemy instalowane na dnie.

W 2010 roku założyciel Virgin Group, Richard Branson, słynny naukowy i techniczny wizjoner, „kapitalista hippisów”, który aktywnie inwestuje swoje pieniądze w nowoczesny transport, w tym w turystykę kosmiczną, wydał ostrzeżenie o zbliżającym się kryzysie naftowym: do którego nalegał, aby przygotować się teraz, póki jest czas. Swoje przesłanie skierował przede wszystkim do rządu brytyjskiego.

Dlaczego pytanie jest tak pilne? Czy na świecie pozostało bardzo mało ropy? Aby zrozumieć, co martwi Bransona, wystarczy wrócić do fabuły powieści „Spalony”. Według scenariusza zaproponowanego przez autora upadek cywilizacji przemysłowej następuje po wyczerpaniu jednego, choć największego pola na świecie. W Arabii Saudyjskiej nadal jest ropa, są też inne kraje produkujące ropę – członkowie OPEC, Rosja i Stany Zjednoczone. Ale… świat gwałtownie się pogorszył.

Ręce są zmęczone

W Tanzanii, pośród równin Serengeti, wyrzeźbił ląd 48-kilometrowy wąwóz z łagodnymi ścianami. Nosi nazwę Olduvai, ale jest również znana jako „kolebka ludzkości”. Odkrycia dokonane tutaj w latach 30. XX wieku przez brytyjskich archeologów Louisa i Mary Leakey pozwoliły nauce wywnioskować, że ludzkość pochodzi z Afryki, a nie z Azji, jak wcześniej sądzono.

Znaleziono tu także najstarsze narzędzia pracy związane z epoką kamienia. Teoria Olduvai nosi nazwę słynnego wąwozu, ale nie ma nic wspólnego z pochodzeniem homo sapiens. Raczej w kierunku jego upadku.

Termin „teoria Olduvai” został ukuty w 1989 roku przez Richarda S. Duncana, amerykańskiego socjologa z dyplomem inżyniera. W swoich pracach oparł się na swoich poprzednikach – w szczególności na architektu Fredericku Lee Ackermannie (1878-1950), który na rozwój cywilizacji patrzył przez pryzmat stosunku wydatkowanej energii ludzkiej do populacji (stosunek ten określał łacińska litera „e”).

Od epoki starożytnych cywilizacji Egiptu i Mezopotamii do około połowy XVIII wieku człowiek tworzył swoje bogactwo materialne głównie pracą własnych rąk. Rozwinęły się technologie, populacja trochę wzrosła, ale wartość parametru „e” zmieniała się bardzo powoli, według bardzo płaskiego harmonogramu.

Jednak gdy tylko maszyny weszły do gry, społeczeństwo zaczęło się gwałtownie zmieniać, a wykres „e” wyraźnie wzrósł. Na jednego mieszkańca planety ludzkość zaczęła wydawać coraz więcej energii (nawet jeśli poszczególni mieszkańcy planety nadal żyli z rolnictwa na własne potrzeby i nie używali samochodów).

Wiek wkrótce się skończy…

Jednak prawdziwa rewolucja nastąpiła w XX wieku, wraz z początkiem nowoczesnej cywilizacji przemysłowej, której punkt wyjścia wielu przypisuje około 1930 roku. Wtedy pojawiły się warunki do gwałtownego, wykładniczego wzrostu wykresu „e”. Kraje rozwinięte przemysłowo zaczęły zużywać coraz więcej paliwa, które spalano w silnikach spalinowych, następnie w silnikach odrzutowych, a także w piecach elektrowni. A głównym paliwem była ropa i jej produkty.

Pompa
Pompa

Schemat działania pompy prętowej przyssawki. Tłok w komorze wykonuje ruch posuwisto-zwrotny. Gdy tłok porusza się w górę, ciśnienie w komorze spada. Pod wpływem różnicy ciśnień otwiera się zawór ssący i olej wypełnia komorę roboczą przez perforację. Gdy tłok porusza się w dół, ciśnienie w komorze wzrasta. Zawór spustowy otwiera się i ciecz z komory zostaje przemieszczona do rurociągu tłocznego.

Zaraz po II wojnie światowej wydobycie ropy naftowej poszybowało w górę, ale sytuacja ta nie mogła trwać długo, a do 1970 roku widoczne było spowolnienie. Kryzysy energetyczne lat 70., z gwałtownym wzrostem cen ropy i recesją na początku lat 80., czasami ograniczały zużycie ropy, a wraz z nią produkcję.

Biorąc pod uwagę szybki wzrost liczby ludności w tym samym okresie, krzywa wykresu „e” wyglądała mniej więcej tak: od 1945 do 1979 – wzrost wykładniczy z lekkim spowolnieniem w ostatniej dekadzie, potem okres „plateau” (z niewielkie wahania, wykres poruszał się równolegle do osi poziomej).

Istotą „teorii Olduvai” jest to, że znalezienie wykresu w trybie „plateau”, gdy wartość „e” pozostaje mniej więcej stała, nie może trwać w nieskończoność. Populacja świata nadal szybko rośnie, przy czym coraz więcej z niej przenosi się ze społeczeństwa rolniczego do przemysłowego.

Im więcej ludzi mieszka w miastach, korzysta z własnych samochodów, sprzętu AGD, transportu publicznego, tym więcej energii potrzeba na zaspokojenie ich osobistych potrzeb. W jednym niezbyt pięknym momencie wartość parametru „e” nieuchronnie zacznie spadać i to bardzo gwałtownie.

Według wyliczeń Richarda S. Duncana historię współczesnej cywilizacji przemysłowej zostanie ostatecznie opisana grafem w postaci wzgórza o niemal równych zboczach, pomiędzy którymi leży „płaskowyż”. Okres szybkiego wzrostu zużycia energii na mieszkańca (1930-1979) zostanie zastąpiony równie, a może nawet szybszym spadkiem.

Około 2030 r. wartość „e” będzie równa wartości tego samego parametru sprzed wieku, co oznacza koniec społeczeństwa przemysłowego. Tak więc (jeśli obliczenia są poprawne) już za życia obecnych pokoleń ludzkość dokona historycznego regresu i wyruszy w swoim historycznym rozwoju z powrotem do epoki kamienia. To właśnie ma z tym wspólnego wąwóz Olduvai.

Grunt
Grunt

Zgodnie z biologiczną teorią pochodzenia ropy, jej materiałem wyjściowym był umierający plankton. Z biegiem czasu nagromadziły się osady organiczne, przekształciły się w masę węglowodorową, przykrywały ją coraz więcej warstw osadów dennych. Pod wpływem sił tektonicznych z nadkładu powstały fałdy i zagłębienia. Powstały olej i gaz gromadziły się w tych wnękach.

Świat zjada olej

Zwolennicy teorii energetycznego samobójstwa obecnej cywilizacji zastanawiają się tylko, kiedy osławiony harmonogram zerwie się z „plateau”. Ponieważ przemysł energetyczny Ziemi nadal jest silnie uzależniony od spalania ropy naftowej, wszystkie oczy zwrócone są na globalną produkcję ropy naftowej.

Osiągnięcie szczytu wydobycia ropy naftowej, po którym nastąpi nieodwracalny upadek, może stać się początkiem upadku cywilizacji, jeśli nie do epoki kamienia, to do życia bez wielu dostępnych przyjemności, którymi cieszą się mieszkańcy najbardziej rozwiniętych krajów lub terytoria. Wszakże trudno sobie wyobrazić zależność dosłownie wszystkich aspektów życia współczesnego człowieka od ogromnej ilości wciąż stosunkowo tanich paliw kopalnych.

Na przykład wytworzenie nowoczesnego samochodu (w tym energii i materiałów syntetycznych ropopochodnych) wymaga użycia oleju dwukrotnie większej niż masa samego samochodu. Mikrochipy - mózg współczesnego świata, jego maszyny i urządzenia komunikacyjne - są malutkie i prawie nieważkie.

Ale produkcja jednego grama zintegrowanego mikroukładu wymaga 630 g oleju. Internet, który jest tak obciążający energetycznie dla pojedynczego użytkownika, „pożera” w skali globalnej ilość energii, która stanowi 10% prądu zużywanego w Stanach Zjednoczonych. I to znowu w dużej mierze zużycie oleju. Warzywo lub owoc wyhodowany w rolnictwie na własne potrzeby afrykańskiego czy indyjskiego chłopa jest produktem niskoenergetycznym, czego nie można powiedzieć o przemysłowych technologiach rolniczych.

Szacuje się, że jedna kaloria żywności spożywanej przez amerykańskiego konsumenta pochodzi ze spalania lub rafinacji paliw kopalnych zawierających 10 kalorii. Nawet produkcja urządzeń do alternatywnych źródeł energii, takich jak panele słoneczne, wymaga dużego zużycia energii, które nie może być jeszcze zrekompensowane przez zielone źródła wytwarzania.

Energia, materiały syntetyczne, nawozy, farmakologia – wszędzie widać ślady ropy, stosuje się ten rodzaj surowca kopalnego, unikalny pod względem gęstości energetycznej i wszechstronności.

Maszyna do kołysania
Maszyna do kołysania

Jednym z głównych symboli przemysłu naftowego jest maszyna do kołysania. Służy do mechanicznego napędu pomp tłokowych (nurnikowych) szybów naftowych. Z założenia jest to najprostsze urządzenie, które zamienia ruchy posuwisto-zwrotne na strumień powietrza.

Sama pompa z przyssawką znajduje się na dnie studni, a energia jest do niej przekazywana przez pręty, które mają prefabrykowaną konstrukcję. Silnik elektryczny obraca mechanizmy zespołu pompującego tak, że belka kołyskowa maszyny zaczyna się poruszać jak huśtawka, a zawieszenie pręta głowicy odbiera ruchy posuwisto-zwrotne.

Dlatego istnieją obawy, że niedobór ropy będzie miał efekt mnożnikowy i spowoduje szybką i globalną degradację współczesnej cywilizacji. Wystarczy jeden wrażliwy impuls – na przykład wiadomość o poważnym spadku wydobycia ropy w tej samej Arabii Saudyjskiej. Mówiąc najprościej, nie trzeba czekać, aż światu zabraknie ropy – będzie wystarczająco dużo wiadomości, że od tej pory będzie go coraz mniej…

Czekam na szczyt

Termin peak oil wszedł do użytku dzięki amerykańskiemu geofizykowi Kingowi Hubbertowi, który stworzył matematyczny model cyklu życia pola naftowego.

Wyrazem tego modelu jest wykres zwany „krzywą Hubberta”. Wykres wygląda jak dzwon, co implikuje wykładniczy wzrost produkcji na początkowym etapie, następnie krótkotrwałą stabilizację i wreszcie równie gwałtowny spadek produkcji do momentu, w którym konieczne jest wydatkowanie energii równoważne tej samej beczce zdobyć baryłkę ropy.

To znaczy do momentu, w którym dalsza eksploatacja pola nie ma sensu handlowego. Hubbert próbował zastosować swoją metodę do analizy zjawisk o większej skali – na przykład cyklu życia produkcji w całych krajach produkujących ropę. W rezultacie Hubbert był w stanie przewidzieć początek szczytu wydobycia ropy w Stanach Zjednoczonych w 1971 roku.

Teraz zwolennicy teorii rychłego pojawienia się „szczytowego oleju” na całym świecie działają na „krzywej Hubberta”, próbując przewidzieć los światowej produkcji. Sam naukowiec, już nieżyjący, wierzył, że „szczytowy olej” będzie w 2000 roku, ale tak się nie stało.

Brudne alternatywy

W związku z możliwym spadkiem wydobycia ropy na świecie opracowywane są obie technologie pełniejszego wydobycia ropy z już zagospodarowanych złóż, a także metody wydobycia ropy ze źródeł niekonwencjonalnych. Jednym z takich źródeł mogą być piaskowce bitumiczne. Są mieszaniną piasku, gliny, wody i bitumu naftowego. Główne potwierdzone zasoby bitumu naftowego znajdują się dziś w USA, Kanadzie i Wenezueli.

Na razie komercyjne wydobycie ropy z piaskowców bitumicznych odbywa się tylko w Kanadzie, jednak według niektórych prognoz już w 2015 roku światowa produkcja przekroczy 2,7 mln baryłek dziennie. Z trzech ton piasku bitumicznego można uzyskać 2 baryłki ciekłych węglowodorów, ale przy obecnych cenach ropy taka produkcja jest nieopłacalna. Łupki bitumiczne są wymieniane jako kolejne główne źródło niekonwencjonalnej ropy.

Łupki bitumiczne mają wygląd podobny do węgla, ale mają wyższą palność ze względu na zawartość substancji bitumicznej kerogen. Główne zasoby łupków naftowych - do 70% - skoncentrowane są w Stanach Zjednoczonych, około 9% w Rosji. Z tony łupku pozyskuje się od 0,5 do 2 baryłek ropy, przy czym pozostaje ponad 700 kg skały płonnej. Podobnie jak przy produkcji paliw płynnych z węgla, wydobycie ropy naftowej z łupków jest bardzo energochłonne i niezwykle przyjazne dla środowiska.

Jednocześnie na świecie istnieje dość autorytatywna organizacja, która sama siebie nazywa „Stowarzyszeniem Badań nad Szczytami Nafty i Gazu” (ASPO). Jej przedstawiciele uważają za swoje zadanie zarówno prognozowanie szczytów, jak i rozpowszechnianie informacji o możliwych zagrożeniach, które niosą ze sobą nieodwracalny spadek produkcji najbardziej poszukiwanych paliw kopalnych na świecie.

Mapa jest częściowo zdezorientowana faktem, że dane dotyczące rezerw ropy naftowej i gazu oraz wydobycia w różnych krajach świata mają często charakter szacunkowy, przez co łatwo przeoczyć peak oil. Na przykład według niektórych szacunków rok 2005 mógł być rokiem „szczytu”.

Wróżenie na fusach kawowych, którymi zajmuje się ASPO („może był już taki „olejek”, a może będzie w nadchodzącym roku…”), czasami stwarza pokusę do zaklasyfikowania tej organizacji jako sekta milenijna, która regularnie odkłada daty ofensywy końca świata na trochę więcej.

Ale są dwa względy, które powstrzymują cię od tej pokusy. Po pierwsze, rosnący popyt na ropę i rosnąca populacja oraz spadek potwierdzonych rezerw to obiektywna rzeczywistość naszego świata. A po drugie, skoro ropa jest najpoważniejszym czynnikiem w istnieniu cywilizacji, to wszelkie prognozy technokratyczne będą koniecznie korygowane „czynnikiem ludzkim”, a właściwie, po prostu, polityką.

Hubbert nie interesował się polityką – operował wyłącznie danymi geofizycznymi i przemysłowymi. Jednak spadek zużycia ropy w latach 70. i 80. był spowodowany nie wyczerpywaniem się zasobów, ale działaniami kartelu naftowego i recesją gospodarczą.

Dlatego wielu uważa, że szczyt Hubberta z 2000 roku przesunął się w czasie, ale niewiele, o dziesięć lat. Z drugiej strony potężny przełom przemysłowy Chin i Indii na początku XXI wieku spowodował, że ceny ropy poszybowały do pozornie niewiarygodnych dziś półtorastu dolarów za baryłkę. Po obniżeniu cen przez kryzys finansowy, ceny ropy ponownie zaczęły rosnąć.

Rosja na mecie

Docelowo globalny „peak-oil” zostanie utworzony ze szczytów wydobycia, które przeszły przez największe kraje produkujące ropę. I wydaje się, że szczyt produkcji w Rosji można już mówić o rzeczywistości. W każdym razie jeszcze w 2018 roku stwierdził wiceprezes Łukoilu Leonid Fedun, mówiąc, że jego zdaniem wydobycie ropy w najbliższych latach ustabilizuje się na poziomie 460-470 mln ton rocznie, a w przyszłości „w najlepszym przypadku będzie to powolny spadek, w najgorszym – dość znaczny”.

W tym samym duchu wypowiadało się kierownictwo Gazpromu. Jak wyjaśnił w rozmowie z premierem Borys Sołowjew, szef departamentu oceny perspektyw potencjału naftowo-gazowego i koncesjonowania europejskiej części Federacji Rosyjskiej WNIGNI Borys Sołowjow, głównym problemem, z jakim boryka się dziś branża naftowa jest stopniowy spadek produktywności gigantycznych pól naftowych powstałych w czasach sowieckich, mimo że ponownie oddane do eksploatacji złoża nie są porównywalne pod względem skali z tym samym Samotlorem.

Jeśli złoże Samotlorskoje ma 2,7 miliarda ton zbadanych i możliwych do wydobycia rezerw, to jedno z najbardziej obiecujących dziś złoża Vankorskoye (Krasnojarsk) ma takie rezerwy w ilości 260 milionów ton. Poszukiwanie nowych złóż znajduje się obecnie w rękach dużych koncernów naftowych i nie jest prowadzone wystarczająco intensywnie, ponieważ najwyraźniej nie jest to priorytetem ich interesów biznesowych.

Z drugiej strony szereg potencjalnie interesujących obszarów z punktu widzenia poszukiwań ropy naftowej, takich jak szelf mórz północnych, przy obecnych cenach ropy nie może być opłacalny ze względu na trudne warunki naturalne.

Produkcja oleju
Produkcja oleju

Peak Oil i jego wrogowie

Teoria gwałtownego spadku wydobycia ropy po szczytowej produkcji ma wielu krytyków. Uważają, że nieunikniony spadek zużycia ropy może zostać zrekompensowany przez inne źródła surowców i energii, płynnie zmniejszając obecne globalne zapotrzebowanie na ropę z 80-90 megabaryłek dziennie do 40.

W końcu istnieją alternatywy dla oleju, ale… wszystkie bywają droższe. Epoka tanich węglowodorów, jeśli naprawdę dobiegnie końca, sprawi, że alternatywne projekty energetyczne staną się bardziej konkurencyjne. Ostatnio dużo mówi się o wydobyciu ropy naftowej z niekonwencjonalnych źródeł, np. z łupków naftowych (pomimo tego, że taka produkcja jest bardzo energochłonna).

Jedno jest pewne – nawet jeśli ludzkość nie dokona tragicznego zwrotu w kierunku epoki kamienia, bliższe i zrozumiałe dla nas wszystkich stanie się zdanie Dmitrija Iwanowicza Mendelejewa, że spalanie oleju jest jak palenie pieca z banknotami.

Zalecana: