Cómo la cuestión del Cenit del Petroleo podría estar casi aclarada.

[Anselmo]

https://ourfiniteworld.com/author/gailtheactuary/

2 de febrero de 2019

Hace unos años, especialmente en el período 2005-2008, a muchas personas les preocupaba que se agotara el  suministro de petróleo . Estaban preocupados por los altos precios del petróleo y la posible necesidad de racionamiento. La historia a menudo se llamaba "Peak Oil". Los teóricos de Peak Oil también se han diversificado para ofrecer cálculos que podrían usarse para determinar qué sustitutos de los combustibles fósiles parecen ser los más prometedores. ¿Qué es lo correcto acerca de la historia del Peak Oil y qué es engañoso o incorrecto? Veamos algunas de las piezas.

[1] ¿Cuál es el papel de la energía en la economía?

La verdadera historia es que el funcionamiento de la economía depende del suministro de energía asequible. Sin este suministro de energía, no podríamos fabricar bienes y servicios de ningún tipo. El PIB mundial sería cero. Todo lo que tenemos, desde la comida en nuestra mesa, hasta los píxeles en nuestra computadora, hasta los caminos por los que circulamos, solo es posible porque la economía "disipa" la energía. Incluso nuestros trabajos dependen de la disipación de energía . Parte de esta energía es energía humana. La gran mayoría de ellos es la energía de los combustibles fósiles y de otros suplementos de la energía humana.

Los petroleros de pico generalmente han entendido bien esta historia, pero a menudo se pierden la parte "asequible" de la historia. Los economistas han negado esta historia. Una gran parte del problema es que sería problemático admitir que la economía está ligada a los combustibles fósiles y otras fuentes de energía cuyo suministro parece ser limitado. Sería imposible hablar de crecimiento para siempre, si el crecimiento económico estuviera directamente relacionado con el consumo de recursos energéticos limitados.

[2] ¿Qué sucede cuando el petróleo y otros suministros de energía se vuelven cada vez más difíciles de extraer?

Los productores de combustibles fósiles tienden a extraer los combustibles que son más fáciles de extraer primero. Con el tiempo, incluso con los cambios tecnológicos, esto tiende a conducir a mayores costos de extracción para los combustibles restantes. Los petroleros de pico han sido rápidos en notar esta relación.

La pregunta que surge entonces es: “ ¿Pueden estos mayores costos de extracción pasarse al consumidor como precios más altos? "Los teóricos del petróleo pico, como muchos otros, han tendido a decir:" Por supuesto, el mayor costo de la extracción de petróleo conducirá a precios más altos del petróleo. La energía es esencial para la economía ”. De hecho, vimos precios muy altos del petróleo en el período 1974-1981, en el período 2004-2008 y en el período 2011-2013.

Desafortunadamente, no es cierto que los mayores costos de extracción siempre se puedan pasar a los consumidores como precios más altos . Muchos costos de energía están muy bien "enterrados" en productos terminados, como alimentos, automóviles, equipos de aire acondicionado y camiones. Después de un punto, los precios de la energía "superan" lo que es asequiblepara los ciudadanos, considerando los niveles actuales de salarios y tasas de interés. Este nivel de precio de energía asequible variará con el tiempo, con tasas de interés más bajas y montos de deuda más altos que generalmente permiten precios de energía más altos. Una mayor disparidad salarial tenderá a reducir el nivel de precios asequible, porque menos trabajadores pueden pagar estos productos terminados.

El problema subyacente es que, desde la perspectiva del consumidor, los altos precios del petróleo parecen ineficientes por parte de la compañía petrolera. Normalmente, ser ineficiente conduce a costos que no se pueden pasar al consumidor. No deberíamos sorprendernos si, en algún momento, ya no es posible pasar estos costos más altos como precios más altos.

Si los mayores costos de extracción no se pueden transferir a los consumidores, esta es una situación terrible para los productores de energía. Después de no muchos años, esta situación tiende a conducir a un pico de producción de energía porque los productores y sus gobiernos tienden a quebrar. Esta parece ser la situación que estamos alcanzando para el petróleo, el carbón y el gas natural. Esta es una situación mucho peor que la situación de precios altos porque la situación de precios altos tiende a conducir a una mayor oferta; Los precios bajos tienden a colapsar el sistema de producción.

El problema subyacente es que los precios bajos, incluso si son satisfactorios para el consumidor, tienden a ser demasiado bajos para las compañías que producen productos energéticos. Los engrasadores de los picos se pierden el hecho de que se está produciendo un tirón de dos vías. Los precios bajos parecen un gran resultado desde la perspectiva de los consumidores, pero son un desastre desde la perspectiva de los productores.

[3] ¿Qué importancia tiene la curva de Hubbert para determinar la forma de la extracción futura de petróleo (o carbón o gas natural)?


Figura 1. Curva simétrica de M. King Hubbert de la Energía Nuclear y los combustibles fósiles . La cantidad total de recursos que finalmente se extraerá es Q.

La mayoría de los picoleros parecen creer que si vemos curvas con forma de Hubbert en campos individuales, deberíamos esperar ver una curva con forma similar para el suministro total de petróleo o para el suministro de otros combustibles fósiles. Piensan que los patrones de producción hasta la fecha más las reservas pendientes pueden dar una visión realista de los patrones de extracción futuros. Con frecuencia, los picolero asumirán que una vez que la producción de petróleo, carbón o gas natural comience a disminuir, todavía nos quedará alrededor del 50% de la cantidad inicial. Por lo tanto, podemos planear un declive bastante largo y lento en la producción de combustibles fósiles.

Sin embargo, muchos picoleros estarán de acuerdo en que si se resta la energía utilizada para extraer energía, el resultado será más como un acantilado de Séneca (Figura 2). Séneca es conocida por decir : "Los aumentos son de crecimiento lento, pero el camino a la ruina es rápido".


Figura 2. Seneca Cliff por Ugo Bardi .

Los picoletos también tienden a limitar la cantidad de recursos que consideran extraíbles, para excluir aquellos que son particularmente altos en costo.

Incluso con estos ajustes, me parece que es probable que la situación sea incluso peor de lo que sugiere la mayoría de los análisis de Peak Oil debido a la naturaleza interconectada de la economía y al hecho de que la población mundial sigue creciendo. La economía no puede llevarse bien con una fuerte reducción en el consumo de energía per cápita. Algunos gobiernos pueden colapsar; muchos deudores pueden incumplir; Algunos bancos pueden ser forzados a cerrar. La situación puede parecerse a la situación de “colapso social” que experimentaron muchas economías tempranas.

Una preocupación que tengo es que el modelo de Hubbert, una vez que se convirtió en el modelo estándar para el suministro de energía disponible en el futuro, podría distorsionarse fácilmente. Con suficientes supuestos sobre los precios de la energía en constante aumento y la tecnología en constante mejora, fue posible afirmar que cualquier recurso de combustible fósil en el suelo podría extraerse en algún momento en el futuro. Tales suposiciones escandalosas pueden usarse para afirmar que nuestro mayor problema futuro será el cambio climático. Después de escuchar suficientes pronósticos de cambio climático, las personas tienden a olvidarse de nuestros problemas inmediatos de energía, ya que los problemas actuales están ocultos a los consumidores por los bajos precios de la energía.

[4] ¿Se está quedando sin petróleo nuestro mayor problema energético?

La historia contada por picoleros se basa en la suposición de que el petróleo es nuestro gran problema y que tenemos muchos otros combustibles. El petróleo es nuestro combustible más costoso y es muy denso en energía. Sin embargo, creo que esta es una evaluación incorrecta de nuestra situación; el problema real es  mantener el costo promedio del consumo de energía  lo suficientemente bajo como para que los bienes y servicios hechos de productos energéticos sean asequibles para los consumidores. Incluso los trabajadores de las fábricas necesitan poder comprar bienes hechos por la economía.


Figura 2. Producción histórica de petróleo, gas natural y petróleo, según la Revisión estadística de World Energy , 2017.

La forma en que el costo del consumo de energía puede mantenerse bajo es principalmente un problema de "mezcla" . Si la combinación de productos energéticos está fuertemente ponderada hacia productos relacionados con la energía a bajo costo, como el carbón y la mano de obra de países con salarios bajos, entonces el costo general de la energía puede mantenerse bajo. Esta es una de las principales razones por las que las economías de China e India han podido crecer rápidamente en los últimos años.

Si los costos subyacentes de producción aumentan, no se puede esperar que los cambios de la mezcla mantengan el problema oculto indefinidamente. Una recesión es un resultado probable si el precio promedio de la energía, incluso con la combinación de cambios, no se mantiene lo suficientemente bajo para los consumidores. Los productores de energía, por otro lado, dependen de los precios de la energía que son lo suficientemente altos como para que puedan hacer una reinversión adecuada. Si no pueden hacer una reinversión adecuada, todo el sistema tenderá a colapsarse.

Sin embargo, un colapso basado en precios que son demasiado bajos para los productores no ocurrirá de inmediato. El problema puede ocultarse por un tiempo mediante una variedad de técnicas, que incluyen deuda adicional para los productores y menores tasas de interés para los consumidores. Ese es el período durante el cual los problemas de los productores pueden ocultarse temporalmente. Una vez que este período de gracia ha pasado, la economía está en peligro de colapsar, y el petróleo no necesariamente se selecciona primero.

Después del colapso, es probable que queden grandes cantidades de petróleo, carbón y gas natural en el subsuelo. Algunas de ellas pueden incluso dejar de estar disponibles antes de que se alcance el punto del 50% de la curva de Hubbert.  El suministro eléctrico puede muy bien colapsar al mismo tiempo que los combustibles fósiles.

[5] ¿Cómo debemos medir si un dispositivo de producción de energía está brindando realmente un servicio valioso a la economía?

La respuesta que algunos investigadores de energía han encontrado es: "Necesitamos comparar la producción de energía con la entrada de energía" en un cálculo llamado Retorno de energía sobre la energía invertida(EROI). Este enfoque parece una proporción simple de (Salida de energía) / (Entrada de energía), pero "el diablo está en los detalles".

Mientras observaba el funcionamiento del modelo de Límites al Crecimiento , se me ocurrió que el cálculo de la EROI debe alinearse con la forma en que realmente funciona la economía. Si este es el caso, realmente necesitamos un retorno muy rápido de la salida de energía, en relación con la entrada de energía. Además, en conjunto, la producción de energía necesita escalar muy rápidamente. Además, la salida de energía debe coincidir con los tipos de energía necesarios para los dispositivos que la economía está utilizando actualmente. Si la salida es diferente (como la electricidad en lugar de los combustibles fósiles), el cálculo de la EROI debe ajustarse para reflejar el costo de energía esperado y el retraso de tiempo asociado con un cambio de dispositivos para que coincida con el nuevo tipo de salida de energía.

En una nota a pie de página, adjunto una lista de lo que veo como requisitos que parecen ser necesarios para los cálculos de EROI, basados ​​en el modelo LTG, así como otras consideraciones. 1

Por supuesto, en un entorno de muchos investigadores que trabajan en un tema y muchos artículos revisados ​​por pares, un concepto como el EROI se modifica y mejora gradualmente por diferentes investigadores. Por ejemplo 42, EROI se da vuelta para convertirse en el período de recuperación de energía. Esto se usa para mostrar a los posibles compradores de un dispositivo lo útil que supuestamente es un dispositivo en particular. Los investigadores que están tratando de "empujar" un tipo de producto energético encontrarán formas de realizar el cálculo de la EROI que sean lo más útiles posible para su causa.

Sin embargo, el problema es que si se implementan requisitos más estrictos de la EROI, se puede esperar que la energía eólica y solar lo hagan mucho menos en los cálculos de la EROI. Es muy probable que caigan por debajo del umbral de ser útiles para la economía como productores de energía. Este es especialmente el caso si se suman a la economía en gran número para tratar de reemplazar significativamente los combustibles fósiles.

Independientemente de su valor como productores de energía, todavía puede haber una razón para instalsr energía eólica y solar. Hacer tal cosa probablemente ayude a la economía en el mismo sentido que lo hace construir carreteras innecesarias y edificios de apartamentos. En teoría, todas estas cosas podrían algún día ser algo útiles. Son útiles ahora que agregan trabajos. Además, la construcción de dispositivos solares y eólicos agrega "demanda", lo que ayuda a mantener el precio del carbón en China lo suficientemente alto como para alentar la extracción adicional. Pero en términos de mantener verdaderamente a la economía mundial operando a largo plazo, o en términos de escalar a la cantidad de suministro de energía que realmente se necesita para operar la economía, la energía eólica y solar hacen muy poco.

[6] ¿Cómo debería definirse la energía neta?

La energía neta es definida por los investigadores de EROI como (Salida de energía) menos (Entrada de energía). Desafortunadamente, por lo que puedo ver, este cálculo prácticamente no proporciona información válida. En su lugar, promueve la creencia de que el beneficio de un dispositivo se puede definir en términos de (Salida de energía) menos (Entrada de energía). En la práctica, es muy difícil de medir más de una pequeña fracción de las entradas de energía necesaria para producir una salida de energía, mientras que la salida de energía no tienden a ser fácilmente medible. Este desequilibrio conduce a una situación en la que el cálculo de (Salida de energía) menos (Entrada de energía) proporciona una sobrestimación general de cuán útil es realmente un dispositivo de energía.

Si estamos tratando con un pez o algún otro animal, la cantidad de energía que el animal puede gastar en la recolección de alimentos no es muy alta porque necesita usar la gran mayoría de su energía para otros fines, como la respiración, la reproducción y digestión. En general, un pez solo puede utilizar aproximadamente el 10% de su energía de los alimentos para recolectar alimentos. Los modelos de Límites al Crecimiento parecen sugerir un porcentaje de uso de captación de energía máximo similar del 10%. En este caso, este porcentaje se aplicaría a los recursos necesarios para capturar, procesar y distribuir energía a la economía mundial.

Tal vez exista la necesidad de un sustituto de la Energía Neta, calculado en comparación con el gasto máximo presupuestado para la función de "Recolección, procesamiento y distribución de energía". Por ejemplo, el término Energía excedente  podría usarse en su lugar, calculado como (10% x Salida de energía) menos (entrada de energía), donde las entradas de energía están sujetas a amplios límites adecuados. Si un producto energético tiene una evaluación muy favorable sobre esta base, será barato de producir, haciéndolo asequible para los compradores. Al mismo tiempo, el costo de producción será bajo, lo que dejará muchos fondos para pagar los impuestos.

Alternativamente, la energía extra podría calcularse en términos de los ingresos fiscales que los gobiernos pueden recaudar, en relación con el nuevo tipo de energía. Los ingresos tributarios basados ​​en la producción y / o consumo de combustibles fósiles son muy significativos hoy en día. Las naciones exportadoras de petróleo a menudo dependen principalmente de los ingresos fiscales derivados del petróleo para respaldar sus programas. Muchos países gravan el consumo de gasolina altamente. Otro tipo de impuesto a los combustibles fósiles es un impuesto al carbono. Cualquier reemplazo de los combustibles fósiles tendrá que reemplazar la pérdida de ingresos fiscales asociados con los combustibles fósiles, ya que los impuestos son la forma en que Surplus Energy se captura por el bien de la economía en su conjunto.

Cuando consideramos el aspecto fiscal, encontramos que cualquier reemplazo para los combustibles fósiles tiene tres demandas conflictivas en su precio:

(a) Los precios al consumidor deben ser lo suficientemente bajos para evitar la recesión.

(b) Los precios deben ser lo suficientemente altos como para que el productor del suministro de energía de reemplazo pueda obtener un ingreso adecuado después de impuestos para respaldar sus operaciones.

(c) El margen entre el costo de producción y el precio de venta debe ser lo suficientemente alto como para que los gobiernos puedan tomar una parte muy importante de los ingresos brutos como ingresos fiscales.

La única forma en que es posible satisfacer estas tres demandas simultáneamente es si el costo no subsidiado de la producción de energía es extremadamente bajo. Claramente, el viento y la energía solar están lejos de poder alcanzar este umbral de precios tan bajos; Todavía dependen de los subsidios. Uno de los mayores subsidios se le permite "ir primero" cuando su suministro de energía está disponible. Cuanto mayor es la proporción de energía eólica y solar intermitentes que se agrega a la red eléctrica, más disruptiva se vuelve esta subvención.

Epílogo: ¿Es esta una crítica de los investigadores de la energía del pico del petróleo?

No. Conozco a muchos de estos investigadores bastante bien. Son personas que trabajan duro y que han tratado de averiguar qué está sucediendo en el campo de la energía con muy poca financiación. Algunos de ellos son conscientes del problema del colapso, pero no es algo que puedan discutir en las revistas en las que escriben. El modelo de Los límites del crecimiento de 1972 que mencioné en mi última publicación (vínculo) fue ridiculizado por un gran número de personas. No era posible creer que la economía mundial pudiera colapsar, ciertamente no a corto plazo.

Los primeros investigadores no sabían que la física de la extracción de energía se extiende a la economía en su conjunto, en lugar de terminar en la boca del pozo. Debido a esto, tendían a pasar por alto la importancia de la asequibilidad. La asequibilidad es importante porque existe un conflicto de precios entre los bajos precios que necesitan los compradores de productos energéticos y los altos precios que necesitan los productores. Este conflicto se hace especialmente evidente a medida que el mundo se acerca a los límites de la energía; Este conflicto no se vio fácilmente en los datos revisados ​​por Hubbert. Una vez que Hubbert se perdió el tema de la asequibilidad, sus seguidores tendieron a seguir el mismo camino.

Los investigadores necesitaban comenzar de alguna parte. El comienzo que hicieron los investigadores de Peak Oil fue tan razonable como cualquiera. Estaban convencidos de que había un problema de energía, y querían convencer a otros del problema. Pero esto fue difícil de hacer. Cuando desarrollaran un enfoque que pensaron aclararía el problema de la energía para todos, otros investigadores lo modificarían. Tomarían cualquier aspecto de la investigación que les pareciera útil y lo modificarían para respaldar cualquier punto de vista que quisieran alentar, a menudo con la intención opuesta a la que esperaban los investigadores originales.

Por lo tanto, los enfoques que los investigadores del Cenit del Petróleo pensaron que mostrarían que era probable que hubiera una escasez de energía por delante terminaron siendo utilizados para "probar" que tenemos una cantidad casi ilimitada de energía de combustibles fósiles disponible. Parece que el mundo tiene una necesidad tan fuerte de finales siempre felices que la autoorganización empuja la investigación en la dirección de mostrar los resultados que las personas quieren ver, incluso si no son ciertas.

Nota:

[1] Lo siguiente es de un correo electrónico que envié a algunos investigadores de energía preocupados por los cálculos de EROI:

Una de las preocupaciones que tengo es que la EROI realmente necesita coincidir con el concepto de Fracción del capital para obtener recursos no renovables (FCONRR) en el modelo de Límites al crecimiento. Si una persona ve cómo funciona el modelo 2003 World3, la persona puede descubrir varias cosas:

1. FCONRR es lo que yo llamaría una función de "entrada y salida" del año calendario. El pronóstico de la EROI utilizando un enfoque de año modelo da indicaciones artificialmente favorables. Los cálculos de FCONRR se alinean bastante bien con muchos cálculos de EROI de combustibles fósiles, pero no con el enfoque de modelo habitual utilizado para los dispositivos de capital utilizados para generar electricidad.

2. Describiría FCONRR como correspondiente a "EROI de punto de uso (POU)", no a EROI de cabeza de pozo.

3. Si un dispositivo de nueva construcción hace que un dispositivo de capital previamente construido se cierre antes de que finalice su vida útil (por ejemplo, la producción solar provoca una distorsión en los precios de la electricidad, lo que a su vez conduce a una energía nuclear no rentable), esto tiene un impacto adverso en FCONRR. Por lo tanto, las energías renovables intermitentes deben evaluarse sobre una base muy amplia.

4. En el modelo, FCONRR comienza al 5% y aumenta gradualmente hasta el 10%. Esto es equivalente al promedio general del año calendario POU EROI que comienza en 20: 1 y cae a 10: 1. El modelo muestra que la economía mundial está creciendo bien, cuando el FCONRR total es del 5%. Se ralentiza gradualmente, ya que FCONRR aumenta a 10%. Una vez que el FCONRR total supera el 10%, el modelo muestra la contratación de la economía mundial.

5. Me sorprendió el hecho de que FCONRR igual al 10% corresponde a la proporción que Charlie Hall describe como la proporción de energía que un pez puede permitirse usar para recolectar su comida. Una vez que un pez comienza a usar más del 10% de su energía para recolectar alimentos, todo es cuesta abajo desde allí. Los peces no pueden vivir mucho tiempo, sin suficiente energía para soportar el resto de las funciones. Del mismo modo, una economía no puede durar mucho tiempo, sin la energía suficiente para soportar sus otras funciones.

6. En el modelo, los recursos necesarios dependen de la población. Cuanto mayor sea la población, más recursos se necesitarán. Es la caída de los recursos per cápita lo que provoca el colapso del sistema. Esta es la razón por la cual FCONRR debe permanecer estrictamente por debajo del 10% y el consumo de energía debe incrementarse rápidamente. Esto sugeriría que la EROI de POU promedio debe mantenerse estrictamente por encima de 10: 1, para evitar que el sistema se colapse.

7. Si no hay suficientes recursos en total, para un año calendario dado, esto se convierte en un gran problema. La forma en que esto funciona en la práctica es que si un dispositivo utiliza una gran cantidad de capital inicial, estos dispositivos pueden funcionar bien, si (a) solo se construyen unos pocos cada año, (b) tienen una EROI muy alta, y (c) duran mucho tiempo. Así, las hidroeléctricas y las presas pueden funcionar. Pero los dispositivos con una EROI cercana a 10: 1 no pueden funcionar, especialmente si necesitan ser ampliados rápidamente y necesitan una gran cantidad de infraestructura de soporte.

8. Claramente, al utilizar el enfoque FCONRR, eliminar un alto combustible EROI es tan perjudicial para el sistema como agregar un dispositivo EROI bajo con una gran cantidad de gastos de capital iniciales necesarios. Es la producción total en comparación con la población lo que es importante. La cantidad de salida es aún más importante que la relación EROI.