Peak Oil- wyjście technologiczne

Jak uparcie twierdzę, peak oil jest największym wyzwaniem przed jakim stoi obecnie ludzkość, a być może też największym w całej jej historii. Jednocześnie przy każdym tekście pojawiają się komentarze, jak najbardziej słuszne, że ludzkość dysponuje znacznymi możliwościami, zarówno ograniczenia zużycia paliw kopalnych, jak też technologiami pozwalającymi na zastąpienie ich w olbrzymim stopniu.
Tylko jest parę „ale”. Oczywiście- można i to dość łatwo zmniejszyć ilość paliwa niezbędnego do indywidualnego transportu (praca bliżej miejsca zamieszkania, komunikacja zbiorowa, rowery, itp...). To jest oczywiście drobiazg, choć zmieni już sporo. Problem jest jednak znacznie szerszy- peak oil oznacza, że osiągnęliśmy (osiągniemy?) szczyt wydobycia i następnie zacznie ono spadać- w dłuższej perspektywie do zera, przy jednocześnie i stale rosnących kosztach tego wydobycia (bo trzeba sięgać coraz głębiej, w coraz bardziej nieprzyjaznych ludziom i technologii miejscach do coraz mniejszych złóż), więc pytanie też brzmi czy dysponujemy technologią pozwalająca na całkowite uniezależnienie się od paliw kopalnych przy zachowaniu czegoś podobnego do obecnej cywilizacji (przecież całkiem przyjemnej- nieprawdaż?), czyli w pewnym uproszczeniu dzisiejszego poziomu bezpieczeństwa, pewności i stabilności życia.
Zakładam (myślę, że to nie wymaga dowodu), że proste rezerwy zostaną wyczerpane dość szybko- mniejsza ilość energii wystarczy na tej samej lub nieco mniejszej ilości domów i mieszkań z nieco zmniejszoną temperaturą, przejechanie nieco mniejszej ilości kilometrów nieco oszczędniejszymi samochodami, itd... To pewnie pozwoli zaoszczędzić, nie tylko w Polsce, ale całym zachodnim świecie powiedzmy, że z 10-20% zużywanej energii. Następne, już nieco boleśniejsze kroki, to oczywiście ograniczanie konsumpcji dóbr przemysłowych, a szczególnie tych wytworzonych z dużym nakładem energii/kosztownym transportem. Kombinowanie jak naprawiać rzeczy, na których wymianę nas zwyczajnie nie stać może być zabawne- ale to w rzeczywistości oznacza dylemat pomiędzy zwykłym utrzymaniem, a przyzwyczajeniami konsumpcji dóbr przemysłowych. Oczywiście gdzieś po drodze są jeszcze ogniwa paliwowe, które mogą zastąpić klasyczne silniki cieplne- ale to IMO, jest ślepa uliczka. To są jedynie nieco efektywniejsze sposoby przetwarzania kopalin w energię elektryczną i dalej mechaniczną. Jedyne co mogą nam dać to wzrost sprawności z 40 do 60% za cenę olbrzymich nakładów na rozwój i upowszechnianie nowej technologii, przy i tak kurczących się zasobach. Bez sensu.
Po tym przydługawym wstępie- czas na trochę obliczeń. Oczywiście kompletne wyliczenie energetycznej przyszłości świata jest zadaniem raczej nierealnym, więc przyjmę pewne uproszczenia. Wśród obecnie zużywanych kopalin energetycznych jak wiadomo, dominuje węgiel, zaraz potem ropa naftowa i na dalszym trzecim miejscu jest gaz ziemny. Co do węgla praktycznie nie istnieją rzetelne dane, ale załóżmy, że jest możliwe utrzymanie obecnego poziomu wydobycia jeszcze przez jakiś czas- oczywiście za cenę rosnących kosztów tego wydobycia i pewnej degradacji infrastruktury- ale przyjmuje też, że nie jest możliwe w żadnym wypadku zwiększenie wydobycia do stopnia zastąpienia innych kopalin. Z gazem sytuacja zapowiada się w najbliższych latach całkiem optymistycznie i tu możemy spodziewać się nie tylko utrzymania, ale też zwiększenia jego dostępności w najbliższych latach, a nawet dziesięcioleciach. Co prawda nie zastąpi on w całości ropy naftowej, ale pozwoli częściowo załatać dziurę.
Pozostaje „tylko” problem ropy. Więc przyjmijmy dość optymistyczne założenie, że po uzupełnieniu tego co się da zwiększonym wydobyciem gazu ziemnego roczny ubytek energii kopalnej wyniesie zaledwie ekwiwalent 2 mln baryłek ropy dziennie. Czyli co roku średnie wydobycie będzie mniejsze o te 2 mln b/d. Teraz należy to czymś zastąpić. Możliwości rozwoju energetyki wodnej na świecie już praktycznie nie ma (przynajmniej na większa skalę), wiatr to są naprawdę drobne ilości, a jego potencjał tez jest skończony. Jak słusznie sceptyczni wobec mojego czarnowidztwa komentatorzy podnoszą- mamy praktycznie niewyczerpane źródło energii pod ręką- znaczy słońce. I mamy dziś technologię, która pozwala światło słoneczne zamienić w użyteczna dla cywilizacji formę energii- czyli fotowoltaikę. I to jest właściwie wszystko, czym jako cywilizacja dysponujemy. Energia atomowa ma też ładnych parę znaków zapytania (realne koszty utylizacji zużytego paliwa, prawdziwie ryzyko i braki uranu na rynku), więc jej specjalnie nie liczę.
Więc przechodząc do konkretów- w miarę wystarczy uzupełniać co roku system energetyczny o panele słoneczne dające efektywnie równowartość 2 mln baryłek dziennie i po długotrwałym kryzysie jakoś z tego bagna wyjdziemy w całości- jednocześnie oczywiście przebudowując system energetyczny i transportowy.
Dobrze- więc ile to naprawdę jest? Zgodnie z Wikipedią 1 baryłka ropy równa się 1,7 MWh. Energii cieplnej, ale na razie to pomińmy. Czyli należy zastąpić 3,4 TWh dziennie. Dzieląc przez 24h otrzymujemy wymagane średnio 0,1416 TW mocy. Piękna liczba, bo akurat mieści się w realnym przedziale wydajności paneli fotowoltaicznych (pomiędzy 0,12 a 0,15). Tak, wiem, że sprzedawcy zwykle mówią coś innego, ale jakoś przyzwoite opracowanie nowozelandzkiego rządu wydaje mi się bardziej wiarygodnie....
A wracając do obliczeń- może nie do końca rozwiązanie, ale pozwoli na przebudowę infrastruktury i utrzymanie dzisiejszego pięknego świata montowanie co roku paneli fotowoltaicznych o nominalnej mocy 1 TW. Czyli- ile to właściwie jest?
Najprostsza odpowiedź- 10^12 W. Zakładając instalację w miejscu korzystniejszym niż północna Europa, zajmie to obszar 5*10^12 m2, czyli 500 000 km2. Sporo.... Ale da się zrobić. Chyba. Miejsca na Ziemi na jakiś czas wystarczy. Np. Sahara ma powierzchnie 9,4 mln km2. Czyli jeśli CAŁĄ Saharę zabudujemy szczelnie panelami słonecznymi to rozwiążemy problem spadku wydobycia ropy na 19 lat. Nie jest źle- pozostałych pustyń i innych nieużytków w strefie dobrego nasłonecznienia powinno wystarczyć. Czyli od tej strony ludzkość jest w stanie sobie poradzić. W istocie sceptycy mieli rację.
Ale- to nie koniec równania. W 2010 roku wyprodukowano rekordową ilość paneli fotowoltaicznych- bo 20,5 GW mocy nominalnej. Imponująca liczba- tylko porównajmy ją do potrzeb. Jest to w bliskim przybliżeniu 2% optymistycznego szacunku utraty energii z ropy....
Oczywiście- chyba nie ma realnych przeszkód dla zwiększenia produkcji 50-krotnie. Przeszkodą jest jedynie pazerność rządów, istniejąca infrastruktura dostosowana wyłącznie do energii kopalnej i ogólnie pojęty socjalizm- co w połączeniem z kurczącym się czasem na przeprowadzenie takiej zmiany jest przepisem na katastrofę. Ale jestem przekonany, że jeśli w ogóle istnieje szansa na zachowanie naszej pięknej cywilizacji w obecnym kształcie- to właśnie ta.
A wracając do wyliczenia opartego na energii ze spalania ropy, choć przekształcenie energii cieplnej w mechaniczną jest zdecydowanie mniej efektywne niż elektrycznej w mechaniczną- odpowiedź jest prosta- niestabilność i mała przewidywalność takiego źródła energii i obłędnie wysokie koszty jej składowania, nawet chwilowego.
Ja niestety i tak jestem sceptykiem- uważam, że obecne rządy (z kilkoma drobnymi wyjątkami) nie będą w stanie zrozumieć tej zmiany i doprowadzi to prędzej do katastrofy na skalę wojny światowej niż do sprawnego przekształcenia infrastruktury...

31 komentarzy:

Anonimowy pisze...

A mnie trochę te wyliczenia przypominają dywagacje ludzi na początku II poł. XX wieku na temat komputerów ;) Bodajże Lem miał wizję komputera zajmującego całą Saharę czy pół i obsługującego ludzkość...w ten sposób miało wystarczyć mocy obliczeniowej...
Ale rzecz jasna, warto się zastanawiać. Należy jednak pamiętać, że dane mogą być zmienne, że dojdą liczne inne czynniki i obliczenia na podstawie wiki to jednak zdecydowanie za mało.

Maczeta Ockhama pisze...

@ Anonimowy
Coż-skojarzenie dość obrazowe. Choć w tym wypadku istnieje linia oporu, którą jest realne nasłonecznienie. I absolutnie teoretycznie można tą powierzchnie zmniejszyć 5-krotnie- tylko mówimy akurat o czymś co jest potrzebne juz praktycznie teraz... A podstawową motywacja dla robienia przeze mnie tych obliczeń byla zwykla ciekawosc- czy slońcem, przy obecnej technologii da sie zastąpic rope

2jarek pisze...

Zapominacie o tym że technologie/infrastruktura typu farmy wiatrowe potrafią energetycznie zwracać się ponad 10 lat a niektóre lokalizacje opłacalne są tylko dzięki dotacją, z fotowoltaniką podobnie żeby wyprodukować taką ilość paneli/infrastruktury trzeba tyle kalorii z ropy/węgla/gazu ile dadzą one np przez lat 10.

Takie Jeden Łoś pisze...

@Maczeta

Przepraszam Cie, ale wpis ten odebralem jako nieco infantylny zal nad tym, ze zasoby energii na ziemi nie sa nieskonczone. Troche jak zal dziecka nad tym, ze lody w zamrazarce sie koncza i konkluzja, ze trzeba by kupic wieksza zamrazarke. Najlepiej nieskonczona ;-) No i jest dylemat, czy zatrudnic inzynierow do konstruowania nieskonczenie wielkiej zamrazarki, czy wyjasnic dziecku, ze musi sie pogodzic z tym, ze jesli sie bierze z kupki, to chocby byla bardzo duza, to sie w koncu wyczerpie? Gdy patrze na zmiany stylu zycia w naszej cywilizacji to widze, ze ludzie przyzwyczaili sie do wymyslania sobie kaprysow (bo to juz nawet nie sa zachcianki, nie mowiac o potrzebach) i beda je wymyslac, poki technicznie mozliwe bedzie ich zaspokajanie. Tego typu podejscie zawsze doprowadzi do sytuacji w ktorej nawet najwieksze zasoby beda niewystarczajace - bo jak zamrazarka bedzie wieksza, to przeciez mozna na impreze zaprosic wiecej kolegow... Jest to zatem inherentny problem ludzkiej mentalnosci i to ludzka mentalnosc wymaga na tym polu zmiany. Nowa lepsza technologia nic tu nie pomoze, bo rozwiaze problem jedynie czasowo. A tak mowiac na marginesie to nasza cywilizacja, skupiona na konsumpcji i zaspokajaniu kaprysow srednio mi sie podoba.

slawod pisze...

Zgadzam się z Łosiem.
Czym prędzej ropa się skończy tym lepiej dla środowiska naturalnego a tym samym i dla nas.

futrzak pisze...

@TJL:
a tak poza tym to masz jakies konkretne argumenty czy tylko "a ja odebralem to jako es-smes-whatsoever"?

marcin pisze...

"Mam na imię MILION, gdyż cierpię za miliony".
Proszę Maczety, a co kogo obchodzą rozwiązania globalne, zamierza Pan być członkiem nowej Rady Mędrców Problemów Globalnych? Potrzeba jest zawsze tu i teraz, jak dać sobie radę dziś, jakie problemy spotkają MNIE jutro.
1.Polska nie ma ropy, nie będzie samochodów-dam radę
2. Polska ma za mało węgla, nie będzie ogrzewania-dam radę
3. Nie będzie prądu-dam radę
4. Mam grilla, mam piwko, mam w d@pie świat.

Racjonalne Oszczędzanie pisze...

Powtórzę się - jeśli wzrost cen będzie w miarę płynny - zmiany odbędą się płynnie.

Skończą się energożerne urządzenia w stylu mojej ukochanej Plazmy, zacznie się też powolny kolaps infrastruktury (mieszkańcy wsi już go czują), zacznie się zabawa z mikrogeneracją, z Watami i Voltami wyciąganymi z czego się da, będzie zabawa z LEDami, kombinacjami, patentami.

O tym piszę u siebie.
Pozdrawiam.

Anonimowy pisze...

@Racjonalne Oszczędzanie - o jakim kolapsie infrastruktury na wsi mówisz?

Anonimowy pisze...

Maczeta - a jak tam wnioski z pobytu w Argentynie? Plany się nie zmieniły?

Racjonalne Oszczędzanie pisze...

Głównie o sieci energetycznej. Chociaż teraz patrząc na to co się buduje - drogi itp. można odnieść inne wrażenie.

Anonimowy pisze...

@marcin:
Osoba chyba pomyliła bloga... :)
Ad 1-4 Wygląda na to, że wpasowałbyś się idealnie w klimaty rezerwatu dla aborygenów :D

panika2008 pisze...

Dobrze Maczeta pisze a wy nie rozumicie.

Oczywiście że debile na świeczniku to największe zagrożenie, a raz już tak było że się nie udało - Wyspa Wielkanocna. Co nie znaczy że teraz się nie uda. Ale jak Unie Europejskie i Wszechświatowe się dostatecznie mocno postarają, to się nie uda.

Bogdan Szymański pisze...

Większość ropy idzie na cele transportowe i tu największym problemem będzie zmiana technologiczna w transporcie abstrahując już z czego będzie pochodzić energia elektryczna.

panika2008 pisze...

Utrzymanie przy życiu transportu lądowego dalszego zasięgu (dalszego, niż z wiosek w okolicy 20-50 km do miasta) bez ropy jest praktycznie nierealne. Ba! Tak naprawdę utrzymanie tego transportu w takiej skali, jak teraz, nawet biorąc pod uwagę historycznie tanią i niezmiernie łatwo dostępną rope, i tak jest jednym wielkim oszustwem - ponieważ transport kołowy, zarówno na drogach, jak i torach, nie ponosi prawdziwych jego kosztów - koleje, a szczególnie TIRy, są gigantycznie dotowane przez podatników - skala dotacji przy drastycznie droższej ropie i/lub kopalnych źródłach prądu byłaby niewyobrażalna i raczej niemożliwa do uniesienia nawet przez najbogatsze gospodarki.

Natomiast transport morski i związana z nim globalizacja istniejąca od co najmniej XIX wieku nie zaniknie, nawet jak zabraknie paliw kopalnych. Wrócą żaglowce. Tak samo nie zanikną podróże do dalekich krajów, będą tylko trochę droższe i znaaaacznie wolniejsze, a dla niektórych nie do zniesienia (choroba morska).

Takie Jeden Łoś pisze...

@Panika2008

> [...] a szczególnie TIRy, są gigantycznie
> dotowane przez podatników [...]

Na czym opierasz to stwierdzenie? Biorac pod uwage jaka czesc ceny paliwa w Europie stanowia podatki, to zawsze wydawalo mi sie, ze jest na odwrot...

panika2008 pisze...

@TJŁ, zob. np. http://www.adamduda.pl/2010/10/07/tiry-na-tory/

Racjonalne Oszczędzanie pisze...

Nierealny transport bez ropy? Zapominacie o kolei?

Pozyskiwacz pisze...

Biorąc pod uwagę stan PKP to chwilę potrwa zanim kolej zacznie odgrywać , rolę przynajmniej zbliżoną do tej jaka miała w pierwszej połowie XX w. Będzie gorzej niż przed I wś.

Racjonalne Oszczędzanie pisze...

Czy ja mówiąc(pisząc u siebie) o motoryzacji piszę o małych fiatach lub trabantach?

Nie piszę teraz o PKP - piszę o kolei.

W świecie post-peak oil to może stać się jakaś alternatywą (ktokolwiek będzie właścicielem trakcji lub taboru).

Linie kolejowe istnieją - i to jeszcze dość gęsta sieć - choćby na terenach Polski, które przez setki lat znajdowały się pod okupacją niemiecką. Oczywiście bardzo zaniedbana, ale jest. W wielu miejscach uchowały się nawet wąskotorówki.

Pozyskiwacz pisze...

Wraz ze wzrostem cen paliw naturalne jest że rozwiną się metody transportu mniej energochłonne, licząc na "tonokilometr".Czyli właśnie koleje i transport wodny. Dodatkowo energia w transporcie kolejowym pochodzi w niewielkim stopniu z ropy.
Chodzi o to że teraz trzeba praktycznie odbudowywać infrastrukturę kolejową. Nie mówiąc już o transporcie wodnym.A to będzie coraz trudniejsze.Kiedyś każdy większy zakład pracy miał bocznice kolejową. Na "ziemiach odzyskanych" nawet do większych majątków ziemskich dochodziły kolejki wąskotorowe. A teraz co? Zaczynamy od początku i to z perspektywą kryzysu i baraku energii nad głową.

panika2008 pisze...

Sieć kolejowa będzie odgrywała znaczenie tylko tak długo, jak długo elektrownie będą za sensowne pieniądze produkować prąd. Pod nieobecność jakiejś rewolucji energetycznej typu opanowanie na szeroką skalę reaktorów na tor albo fuzji, pozostaje praktycznie tylko węgiel i gaz ziemny; zakładając, że ich peak'i wystąpią, odpowiednio, 50 i 20 lat po peak oil'u - transport kolejowy jawi się jako rozwiązanie raczej przejściowe. Jedyne, absolutnie jedyne rozwiązanie na to - rozwiązanie "sustainable" - to tradycyjny transport morski w drewnianych żaglowcach. Osiedla ludzkie przy okazji wrócą nad morza i łatwe w żegludze akweny :)

Racjonalne Oszczędzanie pisze...

użyje się tego co jest, jeśli chodzi o koleje - mimo ogólnej dewastacji dużo odcinków jeszcze istnieje i to w stanie "odzyskiwalnym"

to samo z torami wodnymi, kanałami, itp.

nawet bez wielkich renowacji te kanały będą w stanie przechwycić transport - oczywiście na początek w jednostkach o mniejszym zanurzeniu i tonażu

widzę po prostu jak jakoś odradza się jakiś ruch na Odrze (fakt że głownie pasjonaci i turyści), niedawno obserwowałem kolej żuławską, gdzie część infrastruktury jest aktywnie używana przez turystów - a część po renowacji da się przywrócić do ruchu

stare technologie i rozwiązania, gdzieś tam na krawędzi mainstreamu istnieją

jak mówię wielokrotnie - wszystko jest kwestią tempa wzrostu cen ropy

cedric pisze...

Czy tekst o złocie i srebrze w medycynie doszedł na maila?

Anonimowy pisze...

Szanowni panowie. Nie jest problem w braku surowców na produkcję energii, a na dobra powszechnego użytku. Energię można produkować na wielokroć sposobów bez wykorzystania ropy, gazu, węgla, czy też atomu. Ostatnio opracowano bardzo wydajne technologie uzyskiwania elektryczności przy pomocy fotosyntezy( wcięło mi link). Do tego już linkowano tutaj rozwiązania prof. Żakiewicza.

http://artelis.pl/artykuly/15067/czy-polska-moze-byc-niezalezna-energetycznie-dzieki-technologii-profesora-zakiewicza.

Potrzeba dobrej woli decydentów w tej materii (wielki kapitał światowy).
O utajnionych wynalazkach Tesli wspominał już nie będę.

Anonimowy pisze...

Mam potworne przeczucie, że Maczeta wymaga, aby to państwa wspomagały miękkie lądowanie przy peak-oil, co może mieć tylko jeden skutek - prawdziwą katastrofę. Aby zabudować tak gigantyczny obszar fotowoltaiką potrzebne by były monstrualne dotacje, co wywindowałoby cenę ropy - no skądś energia na solary się bierze... A gwałtownego skoku ceny faktycznie niektóre gospodarki mogą nie przeżyć, co zauważyli już komentatorzy wyżej.

haael pisze...

Nie zgadzam się z wyliczeniami autora artykułu.

Panele fotowoltaiczne mają na chwilę obecną _ujemny_ bilans energetyczny. Tzn. żeby wyprodukować taki panel, trzeba zużyć więcej energii, niż wyprodukuje on w ciągu całego swojego życia. Nie liczę nawet kosztów utylizacji.

Jedyna nadzieja, jeśli już, to właśnie energetyka jądrowa. Posiada ona najniższe koszty produkcji jednostki energii z wszystkich znanych dzisiaj technologii.

Co do kosztów utylizacji - atom ma je najlepiej wyliczone z wszystkich technologii i jako jedyny w ogóle sprząta po sobie śmieci. Energetyka węglowa swoje śmieci po prostu puszcza w atmosferę, co powoduje efekt cieplarniany (czort wie, ile to nas kosztuje). Energetyka odnawialna nie ma żadnych szacunków utylizacji, a te wszystkie tamy i wiatraki kiedyś trzeba będzie rozebrać.

Podsumowując - atom albo śmierć. Nie ma innej drogi.

Maczeta Ockhama pisze...

@ Anonimowy z 1.07
Cóż- z mojej wiedzy wynika, że najbardziej efektywne ozyskiwanie energii w drodze fotosyntezy to nadal zwyczajne spalanie drewna- ale może w istocie coś sie udało wymyslić.
@ Anonimowy z 2.07 2:12
Nie miałem na myśli państwych dotacji- choć w tym wypadku nie wykluczam ich użyteczności. To jest po prostu określenie wielkości potrzebnych zasobów, a czy bedą one dystrybuowane na zasadach rynkowych czy mniej to nie takie ważne (choć rynek przeważnie jest efektywniejszy, oczywiście)
@ haael
To nie takie pewne- tak naprawdę nie znamy jeszcze czasu życia paneli fotowoltaicznych. Znamy długość gwarancji- a ta nie jest zła. Choć dostrzegam wyższość atomu na dziś- to jednak uprzejmie zwracam uwagę na pewne problemy z pozyskaniem uranu...

panika2008 pisze...

haael, jak by elektrownie atomowe nie miały implicite statusu TBTF i ukrytych gwarancji rządowych, tylko musiałyby uczciwie płacić z kasy spółki za wszystkie awarie, skażenia, oraz za ubezpieczenie tego interesu, to jest prawie pewne, że zamiast stawiać reaktory, stawialiby panele PV lub wiatraki.

Koszt (łącznie ze środowiskowym) produkcji najnowszych paneli na bazie uczulonego barwnikami organicznymi tlenku tytanu nie jest już taki zły. Przed tą dziedziną jest dobra przyszłość, ale oczywiście bez problemów się nie obędzie...

Anonimowy pisze...

Czy możesz zacząć przyjmować dotacje w Bitcoin'ach?

Anonimowy pisze...

mówiąc o fotosyntezie miałem na myśli rozwiązanie z poniższego linku
http://web.mit.edu/newsoffice/2008/oxygen-0731.html.
To zupełna nowość technologiczna w wykorzystaniu energii słonecznej