Mitigación del pico del petróleo - Mitigation of peak oil

La curva de Hubbert estándar , que representa la producción de petróleo crudo de una región a lo largo del tiempo.
Consumo mundial de energía, 1970-2025. Fuente: International Energy Outlook 2004.

La mitigación del pico del petróleo es el intento de retrasar la fecha y minimizar los efectos sociales y económicos del pico del petróleo reduciendo el consumo y la dependencia del petróleo . Al reducir el consumo de petróleo, los esfuerzos de mitigación buscan cambiar favorablemente la forma de la curva de Hubbert , que es la gráfica de la producción de petróleo real a lo largo del tiempo predicha por la teoría de picos de Hubbert . El pico de esta curva se conoce como pico del petróleo y, al cambiar la forma de la curva, se ve afectado el momento del pico en la producción de petróleo. Un análisis del autor del informe Hirsch mostró que, si bien la forma de la curva de producción de petróleo puede verse afectada por los esfuerzos de mitigación, los esfuerzos de mitigación también se ven afectados por la forma de la curva de Hubbert.

En su mayor parte, la mitigación implica la conservación de combustible y el uso de fuentes de energía alternativas y renovables . El desarrollo de recursos petrolíferos no convencionales puede ampliar el suministro de petróleo, pero no reduce el consumo.

Históricamente, los datos del consumo mundial de petróleo muestran que los esfuerzos de mitigación durante las crisis del petróleo de 1973 y 1979 redujeron el consumo de petróleo, mientras que las recesiones generales desde la década de 1970 no han tenido ningún efecto en frenar el consumo de petróleo hasta 2007. En los Estados Unidos, el consumo de petróleo disminuye como reacción a altos precios.

Las preguntas clave para la mitigación son la viabilidad de los métodos, las funciones del gobierno y el sector privado y qué tan pronto se implementan estas soluciones. Las respuestas a estas preguntas y los pasos que se tomen hacia la mitigación pueden determinar si se puede mantener o no el estilo de vida de una sociedad, y pueden afectar la capacidad poblacional del planeta.

Energía alternativa

El método más eficaz para mitigar el pico del petróleo es utilizar fuentes de energía renovables o alternativas en lugar del petróleo.

La energía nuclear , considerada por algunos como una fuente alternativa viable, puede sustituir al petróleo en algunos casos. China se está preparando para el futuro del petróleo posterior al pico mediante la construcción de reactores de lecho de guijarros configurados para producir combustible de hidrógeno a partir de la electrólisis del agua . El uso de la energía nucleoeléctrica es a menudo un tema muy polémico debido a cuestiones sobre la disponibilidad futura de combustible y la naturaleza peligrosa de los desechos nucleares . Algunos proyectos de investigación actuales se centran en la energía de fusión sin neutrones , en la que el hidrógeno y el boro se calientan a más de mil millones de grados, aunque todavía existen barreras técnicas y económicas.

En su informe sobre el cenit del petróleo de octubre de 2009, el Centro de Investigación de Energía del Reino Unido, respaldado por el gobierno, advirtió del riesgo de que `` el aumento de los precios del petróleo alentará el rápido desarrollo de alternativas intensivas en carbono que dificultarán o imposibilitarán la prevención del cambio climático peligroso y afirmó que "La inversión temprana en alternativas bajas en carbono al petróleo convencional es de considerable importancia" para evitar este escenario.

Islandia fue el primer país en sugerir la transición a energía 100% renovable , utilizando hidrógeno para vehículos y su flota pesquera, en 1998, pero el progreso real ha sido muy limitado.

Uso de combustible para transporte

Debido a que la mayor parte del petróleo se consume para el transporte, la mayoría de las discusiones sobre mitigación giran en torno a cuestiones de transporte.

Sustitución de combustible

Si bien existe cierta intercambiabilidad, las fuentes de energía alternativas disponibles tienden a depender de si el combustible se utiliza en aplicaciones estáticas o móviles.

Biocombustible

El uso de biocombustibles, que son combustibles derivados de material biológico recientemente muerto , reduce la dependencia del petróleo y mejora la seguridad energética . Los biocombustibles también desempeñan un papel importante en el debate " alimentos contra combustible ", la mitigación de los precios del petróleo y el equilibrio y la eficiencia energética. El etanol es un biocombustible producido a partir de cultivos con alto contenido de azúcar (por ejemplo, caña de azúcar , sorgo dulce ) o almidón (maíz / maíz ). Los biocombustibles también se pueden producir a partir de plantas que contienen altas cantidades de aceite vegetal , como la palma de aceite , la soja , las algas , la hierba varilla o la jatrofa . Estos aceites pueden quemarse directamente en ciertos diseños de motores diésel o pueden procesarse químicamente para producir combustibles como el biodiésel . La madera y sus subproductos también se pueden convertir en biocombustibles como gas de madera , metanol o etanol . También es posible fabricar etanol celulósico a partir de partes de plantas no comestibles, pero esto puede ser difícil de lograr económicamente. Los biocombustibles se utilizan con mayor frecuencia en vehículos , calefacción de hogares y cocina . Las industrias de biocombustibles se están expandiendo en Europa , Asia y América .

Varias empresas han creado con éxito productos derivados del petróleo en el laboratorio utilizando catalizadores sólidos o microorganismos modificados genéticamente. En julio de 2008, estas empresas están produciendo productos petrolíferos en cantidades muy pequeñas, pero esperan aumentar la producción en los próximos años.

Instalaciones estáticas

La sustitución del petróleo por otros combustibles fósiles es teóricamente relativamente fácil cuando se trata de instalaciones estáticas, como en el caso de la generación eléctrica . Las reservas de carbón son sustanciales y la tecnología para utilizarlo está bien establecida. Sin embargo, aumentar el uso de carbón daría lugar a mayores emisiones de carbono, lo que probablemente sea políticamente inaceptable en muchos países debido a las implicaciones del calentamiento global , aunque la captura y el almacenamiento de carbono pueden proporcionar una solución. El gas natural es otra alternativa, y la generación de energía de ciclo combinado usando gas natural es la fuente de energía más limpia disponible usando combustibles fósiles, produciendo aproximadamente un 30% menos de dióxido de carbono que la quema de petróleo y aproximadamente un 45% menos que la quema de carbón . La mayor dificultad en el uso del gas natural es el transporte y almacenamiento debido a su baja densidad. Los gasoductos de gas natural son económicos, pero imprácticos a través de los océanos .

Aplicaciones móviles

Debido a su alta densidad energética y facilidad de manejo , el petróleo tiene un papel único como combustible de transporte . Sin embargo, existen varias alternativas posibles. Entre los biocombustibles, el uso de bioetanol y biodiésel ya está establecido hasta cierto punto en algunos países.

El uso de combustible de hidrógeno es otra alternativa en desarrollo en varios países, junto con los vehículos de hidrógeno, aunque el hidrógeno es en realidad un medio de almacenamiento de energía, no una fuente de energía primaria y, en consecuencia, se requeriría el uso de una fuente que no sea de petróleo para extraer el hidrógeno. para usar. Aunque actualmente el hidrógeno está superado en términos de costo y eficiencia por los vehículos que funcionan con baterías, hay aplicaciones en las que sería útil. Los transbordadores de corta distancia y los climas muy fríos son dos ejemplos. Las celdas de combustible de hidrógeno son aproximadamente un tercio más eficientes que las baterías y duplican la eficiencia de los vehículos de gasolina.

Los vehículos eléctricos que funcionan con baterías son otra alternativa, y estos tienen la ventaja de tener la tasa de eficiencia del pozo a las ruedas más alta de cualquier vía de energía y, por lo tanto, permitirían un número mucho mayor de vehículos que cualquier otro método. Además, incluso si la electricidad se obtuviera de centrales eléctricas de carbón, permanecerían dos ventajas: primero, es más barato secuestrar carbono de unos pocos miles de chimeneas que modernizar cientos de millones de vehículos, y segundo, alentar el uso de Los vehículos eléctricos permiten una nueva vía para la ampliación de las fuentes de energía renovables.

Actualmente, el costo de las baterías capaces de alimentar vehículos eléctricos para un rango de 300 millas (480 km) (comparable al rango de muchos vehículos de gasolina) es prohibitivamente alto, aunque se producen baterías para híbridos enchufables con 40 millas (64 km) El rango podría hacerse con la tecnología actual y los modelos de precios actuales al alcance de la persona promedio. Un híbrido enchufable con un alcance de 64 km (40 millas) tendría la ventaja de que no usa gasolina ni diésel durante las primeras 40 millas (una distancia que cubre el 80% de todos los desplazamientos del vehículo).

Desafortunadamente, actualmente no hay modelos de producción de vehículos híbridos enchufables o vehículos de combustible alternativo (que no sean de combustible flexible ) disponibles de los grandes fabricantes, aunque tanto Toyota como General Motors han prometido versiones para 2010. Los vehículos totalmente eléctricos están disponibles en Tesla Motors por su alta calidad. deportivo y también un vehículo de ciudad pequeña de Th! nk en Noruega, en series de producción limitada en Noruega y el Reino Unido.

Combustible de aviación alternativo

El Airbus A380 voló con combustible alternativo por primera vez el 1 de febrero de 2008. Boeing también planea utilizar combustible alternativo en el 747 . Debido a que algunos biocombustibles, como el etanol, contienen menos energía, podrían ser necesarios más "tanques" para tales aviones.

La Fuerza Aérea de los EE. UU. Está actualmente en proceso de certificar toda su flota para que funcione con una mezcla 50/50 de combustible sintético derivado del proceso Fischer-Tropsch y combustible para aviones JP-8 .

Conservación

Cuando no se dispone de combustibles alternativos, el desarrollo de vehículos más eficientes energéticamente se convierte en un mitigante importante. Algunas formas de disminuir el aceite usado en el transporte incluyen el aumento del uso de bicicletas , transporte público , uso compartido del coche , vehículos eléctricos , y diesel y los vehículos híbridos con una mayor eficiencia de combustible .

Las mitigaciones más integrales incluyen una mejor planificación del uso de la tierra a través de un crecimiento inteligente para reducir la necesidad de transporte privado, mayor capacidad y uso del transporte público , van y carpooling , transporte rápido en autobús , teletrabajo y transporte impulsado por humanos desde los niveles actuales. Las prohibiciones de racionamiento y conducción también son formas de reducir el transporte privado. Los mayores precios del petróleo de 2007 y 2008 hicieron que los conductores estadounidenses comenzaran a conducir menos en 2007 y en mucha mayor medida en los primeros tres meses de 2008.

Para hacer frente a los problemas potenciales del pico del petróleo, Colin Campbell ha propuesto el protocolo de Rimini , un plan que, entre otras cosas, requeriría que los países equilibren el consumo de petróleo con su producción actual.

Aceite no convencional

El petróleo no convencional es el petróleo producido o extraído utilizando técnicas distintas del método tradicional de los pozos de petróleo de fuentes como arenas bituminosas , esquisto bituminoso y la conversión de carbón o gas natural en hidrocarburos líquidos a través de procesos como la síntesis de Fischer-Tropsch . Actualmente, la producción de petróleo no convencional es menos eficiente y tiene un mayor impacto ambiental en comparación con la producción de petróleo convencional. En comparación con el petróleo convencional, se requiere mucha más energía para extraer petróleo de fuentes no convencionales, lo que aumenta los costos y las emisiones de carbono . Se está desarrollando tecnología, como el uso de inyección de vapor en depósitos de arenas petrolíferas, para aumentar la eficiencia de la producción de petróleo no convencional.

El combustible sintético , creado mediante licuefacción de carbón , no requiere modificaciones en el motor para su uso en automóviles estándar. Como subproducto de los embargos de petróleo durante el apartheid en Sudáfrica , Sasol , utilizando el proceso Fischer-Tropsch , desarrolló combustible a base de carbón de costo relativamente bajo. Actualmente, alrededor del 30% del combustible de transporte de Sudáfrica (principalmente diésel) se produce a partir del carbón. Con precios del crudo por encima de los 40 dólares por barril, este proceso ahora es rentable.

Masdar, un experimento de mitigación

Un gobierno que está avanzando con planes de mitigación es el emirato de Abu Dhabi . El ministro de Economía de los Emiratos Árabes Unidos declaró en 2007 que los Emiratos Árabes Unidos no creen que depender de los ingresos del petróleo sea sostenible, por lo que se están moviendo para diversificar sus economías. Además de asignar terrenos para plantas de energía solar y asociarse con el Instituto de Tecnología de Massachusetts para construir un instituto de investigación de energía alternativa , se está construyendo una nueva ciudad a 17 kilómetros (11 millas) al este-sureste de la ciudad de Abu Dhabi , que dependerá completamente de energía solar. energía , con una ecología sostenible , cero emisiones de carbono y cero residuos . Conocida como Masdar (árabe para la fuente ), la iniciativa está encabezada por Abu Dhabi Future Energy Company (ADFEC) Se estima que el proyecto tardará unos 10 años en completarse, con la primera fase completa y habitable en 2009, y un objetivo de vivienda 50.000 personas y 1.500 empresas. La ciudad está destinada a cubrir 6 kilómetros cuadrados (1,500 acres), sin un punto a más de 200 m de un enlace de tránsito rápido personal alimentado por energía solar , comunidades de energía, ciencia y tecnología, áreas comerciales, una universidad y la sede del Futuro. Compañía de Energía. Confiando en fuentes de energía sostenibles, manteniendo los automóviles fuera de la ciudad, volviendo a las convenciones arquitectónicas más antiguas (como reducir los costos de aire acondicionado con carpas grandes y espacios estrechos entre edificios), utilizando las aguas residuales para producir energía y crear suelo, aprovechando todo el reciclaje oportunidades (incluidas para y desde la construcción) y la reutilización de aguas grises, Masdar está diseñada para ser una ciudad que no consumirá petróleo.

Bioplásticos

Otro factor importante en la demanda de petróleo es el uso generalizado de productos derivados del petróleo como el plástico . Estos podrían ser reemplazados parcialmente por bioplásticos, que se derivan de materias primas vegetales renovables como aceite vegetal, almidón de maíz , plantas de cáñamo, almidón de guisantes o microbiota . Se utilizan como sustituto directo de los plásticos tradicionales o como mezclas con plásticos tradicionales. El mercado de uso final más común es el de materiales de embalaje. Japón también ha sido pionero en bioplásticos, incorporándolos a la electrónica y los automóviles.

Debate del gobierno de EE. UU. Sobre estrategias de mitigación

Parte del debate actual gira en torno a la política energética y si se debe cambiar la financiación para aumentar la conservación de la energía , la eficiencia del combustible u otras fuentes de energía como la energía solar , eólica y nuclear . En las audiencias del Congreso sobre el cenit del petróleo, el representante Tom Udall argumentó que, si bien el aumento de los precios del petróleo alentaría alternativas (tanto del lado de la oferta como de la demanda), los costos e impactos de otros problemas relacionados con el transporte personal basado en el petróleo (como la contaminación, los efectos económicos del calentamiento global , las amenazas a la seguridad causadas por el envío de grandes cantidades de dinero a Oriente Medio y los costos de mantenimiento de carreteras) también deben tenerse en cuenta. "Debido a que el precio del petróleo es artificialmente bajo, no existe una inversión privada significativa en tecnologías alternativas que brinden una recuperación a largo plazo. Hasta que el petróleo y sus alternativas compitan en un mercado justo, las nuevas tecnologías no prosperarán".

En 2005, la Oficina de Presupuesto del Congreso sugirió que "el gobierno federal podría aumentar de manera más efectiva la eficiencia de la flota automotriz del país aumentando los impuestos a la gasolina, imponiendo tarifas al usuario en la compra de vehículos de bajo millaje por galón , o ambos". Esto daría a los fabricantes de automóviles más incentivos para investigar la tecnología de combustibles alternativos y una mayor eficiencia (a través de vehículos más livianos, mejor aerodinámica y menos energía desperdiciada).

Hans-Holger Rogner , jefe de sección del OIEA , advirtió en 1997 que el nivel de incentivo requerido para la investigación y el desarrollo impulsados ​​por el mercado en realidad aumentará. Debido a que no se espera que los costos de producción disminuyan y debido al continuo énfasis que las empresas le dan a las ganancias a corto plazo, "un desglose regional de 11 regiones del mundo indica que ni la disponibilidad de recursos de hidrocarburos ni los costos probablemente se conviertan en fuerzas que automáticamente ayudarían a destetar a la economía mundial. sistema energético a partir del uso de combustibles fósiles durante el próximo siglo ".

Los problemas de la investigación y el desarrollo financiados con fondos privados no son exclusivos de la mitigación del pico del petróleo. Bronwyn H. Hall, profesor de economía de posgrado en la Haas School of Business , señala que, "incluso si los problemas asociados con la apropiabilidad incompleta de los rendimientos de la I + D se resuelven mediante la protección de la propiedad intelectual , los subsidios o los incentivos fiscales, aún puede ser difícil o costoso financiar I + D utilizando capital de fuentes externas a la empresa o al empresario. Es decir, a menudo existe una brecha, a veces grande, entre la tasa de rendimiento requerida por un empresario que invierte sus propios fondos y la requerida por inversores externos ". La gravedad del problema de la energía se refleja en el último informe de la Agencia Internacional de Energía .

En los Estados Unidos, el transporte en automóvil lo guía más el gobierno que una mano invisible . Las carreteras y el sistema de carreteras interestatales fueron construidas por los gobiernos locales, estatales y federales y se pagaron con impuestos sobre la renta , impuestos sobre la propiedad , impuestos sobre el combustible y peajes. La Reserva Estratégica de Petróleo está diseñada para compensar los desequilibrios del mercado. El estacionamiento municipal está subvencionado con frecuencia. Las normas de emisión regulan la contaminación de los automóviles. Los estándares de economía de combustible de EE. UU . Existen pero no son lo suficientemente altos como para tener efecto. También hay un impuesto a los consumidores de gasolina de alcance limitado. Estados Unidos ofrece créditos fiscales para ciertos vehículos y, con frecuencia, estos son híbridos o automóviles de gas natural comprimido (consulte la Ley de Política Energética de 2005 ).

Para ser rentables, muchas alternativas al petróleo requieren que el precio del petróleo se mantenga por encima de algún nivel. Los inversores en estas alternativas deben jugar con los datos limitados sobre reservas de petróleo disponibles. Esta información imperfecta puede conducir a una falla del mercado causada por un movimiento de la naturaleza . Una explicación para esto es la regla de Hotelling para los recursos no renovables . Incluso con información perfecta, el precio del petróleo se correlaciona con la capacidad de reserva y la capacidad de reserva no advierte de un pico. Por ejemplo, a principios de la década de 1960 (10 años antes de que la producción de petróleo alcanzara su punto máximo en los Estados Unidos), había suficiente capacidad sobrante en la producción estadounidense que el pico predicho por Hubbert de 1966-1971 fue "al menos completamente irreal para la mayoría de la gente", lo que impidió se están tomando las medidas necesarias para mitigar la situación. La ausencia de información precisa sobre la capacidad de producción excedente agrava la situación actual.

Lester Brown cree que el gobierno podría resolver este problema estableciendo un precio mínimo para el petróleo. Un cambio de impuestos que aumente los impuestos a la gasolina es la misma idea. Los que se oponen a ese precio mínimo argumentan que los mercados desconfiarían de la capacidad del gobierno para mantener la política cuando los precios del petróleo son bajos.

En 2007, un Informe del Pentágono, " Energía solar basada en el espacio: una oportunidad para la seguridad estratégica " propuso la energía solar basada en el espacio como una solución macro para el agotamiento del petróleo y los combustibles fósiles. Recientemente, una propuesta de liderazgo estadounidense en SBSP ganó el concurso SECDEF D3. El ingeniero Keith Henson discutió la escala en " Dólar por galón de gasolina ". Mike Snead ha evaluado recientemente las perspectivas de los combustibles fósiles y el SSP de EE. UU. En " La inseguridad energética de los combustibles fósiles y la energía solar espacial de EE. UU .". Snead y Henso publicaron recientemente un video .

Implicaciones de un pico mundial absoluto

Escenarios de agotamiento del petróleo

Según el informe de Hirsch preparado para el Departamento de Energía de Estados Unidos en 2005, una disminución global en la producción de petróleo tendría serias implicaciones sociales y económicas sin la debida preparación. Inicialmente, un pico absoluto en la producción de petróleo se manifestaría como una rápida escalada de precios y una crisis energética mundial . Si bien la escasez de petróleo en el pasado se debió a una insuficiencia temporal de suministro, cruzar el pico de Hubbert significa que la producción de petróleo continúa disminuyendo, por lo que la demanda debe reducirse para satisfacer el suministro. Si no se presentan alternativas o conservación ( destrucción ordenada de la demanda ), se producirá una destrucción desordenada de la demanda, con el posible efecto de que los numerosos productos y servicios producidos con petróleo se vuelvan más escasos y conduzcan a un nivel de vida más bajo .

  • Los viajes aéreos, que utilizan aproximadamente el 7% del consumo mundial de petróleo, serían uno de los servicios afectados. La densidad de energía de los hidrocarburos y la densidad de potencia de un motor a reacción son tan necesarias para la aviación que los combustibles de hidrocarburos son casi imposibles de reemplazar con electricidad, en un grado más allá de cualquier otro modo de transporte común.
  • Un informe del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU. Sobre las opciones energéticas de los militares indica

    El uso intensivo de petróleo y gas natural del Ejército y la nación no está bien coordinado con los recursos de la nación o de la Tierra y su próxima disponibilidad.

  • Costos de envío

    En promedio, un aumento del uno por ciento en los precios del combustible conduce a un aumento del 0.4% en las tarifas totales de flete. Utilizando esta regla empírica, la reciente duplicación de los precios del petróleo ha elevado las tarifas de flete promedio en casi un 40%.

Los costos de envío son particularmente relevantes para un país como Japón que tiene más millas de alimentos .

  • El aumento del costo del petróleo para los países importadores reduce en última instancia la compra de bienes no petroleros en el extranjero por parte de esos países. El Banco de la Reserva Federal de San Francisco analiza el petróleo y la balanza comercial de EE. UU .:

    Los precios del petróleo casi se han cuadriplicado desde principios de 2002. Para un país importador de petróleo como Estados Unidos, esto ha aumentado sustancialmente el costo de las importaciones de petróleo. Los datos del comercio internacional sugieren que este aumento ha exacerbado el deterioro del déficit comercial de Estados Unidos, especialmente desde el segundo semestre de 2004.

Los indicios estadounidenses de volatilidad económica se han manifestado en el mayor aumento de las tasas de inflación en 15 años (septiembre de 2005), debido principalmente a los mayores costos de la energía.

  • Los países productores de petróleo importantes tendrán una ventaja de compra nacional sobre países similares sin petróleo para vender. Esto puede resultar en ejércitos más grandes para los productores de petróleo o en la inflación del precio de los productos básicos que compren. Arabia Saudita compró armas por valor de 40.000 millones de dólares a Estados Unidos entre 1990 y 2000.
  • Estados Unidos promedió 464 galones estadounidenses (1,760 L) de gasolina por persona en 2004. Por lo tanto, el aumento en el costo de la gasolina probablemente hará que las alternativas de reducción de gas sean cada vez más necesarias y comunes para los residentes estadounidenses de bajos ingresos.

Aquellos que sienten que se producirán cambios sociales y culturales mucho más drásticos e inminentes a causa de la escasez de petróleo se conocen como fatalistas .

Ver también

Referencias

enlaces externos