![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
mikhai1-t.livejournal.com) wrote in ![[community profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/community.png){kind=small}
engineering_ru2015-01-08 11:30 pm
Вымрет ли человечество “тепловой смертью"?
![[livejournal.com profile]](https://www.dreamwidth.org/img/external/lj-community.gif){kind=small}
mirvn в Вымрет ли человечество “тепловой смертью"?
Сценарии “мывсеумрём” всегда были и будут популярны. Тематика энергоресурсов не стала исключением и тут есть свои два главных апокалипсиса - один из них это пик добычи нефти. Концепция пика нефти получает широкое распространение при высоких ценах на нефть и уходит в забвение при низких. Так, ещё в 2008 году все писали о пике нефти в 2012 году, а позже это пришло и в рунет. К счастью, мировая добыча нефти с тех лет всё ещё растёт, поэтому сторонникам теории пришлось редуцировать свою теорию “пика добычи нефти вообще” к частностям: “пик добычи легкодоступной нефти” или “пик добычи традиционной нефти”. Причина упоминания “легкодоступности” лежит во втором “апокалипсисе” - в снижении коэффициента энергетической рентабельности (EROEI), по аналогии с экономической рентабельностью (ROI). О нём и поговорим.
Что такое EROEI? Представьте себе гепарда за охотой на антилоп. Мясо антилопы содержит белки и жиры, которые дают гепарду энергию, так необходимую для существования. Если бы гепард владел термодинамикой, то перед каждой охотой ему стоило просчитывать сколько энергии он потратит на погоню за антилопой и сколько получит из её мяса. Если он будет охотиться за антилопой, а поймает в результате только мышку, которая не может даже компенсировать потери энергии на охоту, то очевидно, что лучше было в этот день вообще не охотиться.
Соотношение добытой гепардом энергии к затраченной и будет называться коэффициентом EROEI. Если гепард из мяса антилопы получит 20 джоулей, а потратит 1, то EROEI охоты гепарда будет равно 20:1. Очевидно, что EROEI=1 это критическое значение, ниже которого энергоресурс, по сути, перестаёт быть энергоресурсом, а становится даже обузой.
Если у гепарда есть антилопы, то у нас есть нефть, газ и уголь. Они удовлетворяют потребности человечества в энергии на 92%, то есть почти целиком. И если на добычу этих и остальных энергоресурсов будет тратится больше энергии, чем в них заключено, то человечество останется без энергии на своё существование и обречено на вечные муки роста энтропии и смерть, согласно второму началу термодинамики. Вообще, аллегория этой статьи уходит к аналогичному сценарию для вселенной. Поэтому, второй апокалиптический сценарий подразумевает снижение EROEI энергоресурсов до единицы и ниже. Чтобы разобраться с этим сценарием следует обратиться к реальным значениям EROEI, но вот незадача - вычисление EROEI довольно трудоёмко, расплывчато, а главное - не несёт коммерческой ценности. Итог предсказуем - есть множество оценок экономической рентабельности чего угодно, а энергетической занимаются лишь несколько исследователей по всему миру.
Раз уж речь пошла о “мывсеумрём”, то следует изучить EROEI наиболее разработанного энергоресурса. Лучше всего рассмотреть нефтегазовый сектор США - уже в середине 20-го века там добывалось гигантское количество нефти и газа даже по современным меркам, пик традиционной нефти был пройден ещё в 70-х годах. Сложно представить себе что-то более исчерпанное и именно поэтому местная нефтегазовая отрасль переходит с добычи традиционных углеводородов на “сланцевые” газ и нефть.
Прошлые исследования EROEI
Вследствие того, что:
а) исследования EROEI нефти и газа США можно пересчитать по пальцам одной руки;
б) тема “сланцев” холиварна чуть более, чем полностью;
в) апокатиптические прогнозы популярны намного более оптимистичных;
будет полезно окунуться в существующие результаты, чтобы понять что вообще достоверно известно про EROEI нефтегаза США. А известно очень мало, по крайней мере, намного меньше того, что про него говорят.
Исследований за последнее время всего два. Первое датировано 2005 годом, а второе 2011-м и EROEI во втором в нём рассчитывается с 1919 по 2007 гг. То есть, новее 2007 года данных нет, а именно в 2007-2009 только зарождалось самое интересное в вопросе EROEI нефтегазовых ресурсов - “сланцевая революция” и именно поэтому про EROEI “сланцев” почти никаких данных нет. С прискорбием для тех, кто считал EROEI “сланцев” равным пяти (очень распространённое мнение) сообщаем, что эти данные взяты с потолка и цифра является результатом ошибок и манипуляций.
Методология рассчёта
Все исследования EROEI нефтегаза США выполнялись группой исследователей при руководстве или участии идейного вдохновителя - Чарльзом Холлом как “изобретателя” этого понятия. Конечно же, хочется иметь возможность сравнивать результаты разных исследований как в контексте США, так и всего мира, а для этого требуется одинаковая методология - что и как считать и учитывать? Коллектив рубит с плеча - вводит 15 разных EROEI, присваивая каждому свой индекс. Подход, на наш взгляд, логичен и изобразить их можно такой таблицей:
Нам наиболее интересен EROEI(stnd) - “стандартный”. Он учитывает затраты вплоть до косвенных, а добытую энергию меряет прямо на месте добычи, то есть без переработки, например, нефти в бензин и без транспорта готового бензина до бензоколонок, отсекая лишнее - не связанное с добычей. Авторы методологии приняли его как наиболее удобный для подсчёта и сравнения, отсюда и соответствующий индекс. Первая строчка, EROEI(1,deo), добавлена нами и пригодится в следующей статье. Поэтому, чтобы получить осмысленное значение EROEI и иметь возможность с чем-либо его сравнивать, надо выполнять расчёт в соответствии с таблицей выше, а желательно вычислить именно EROEI(stnd). Методология расчёта EROEI(stnd) для нефтегаза США есть в упомянутом выше исследовании от 2011г. - мы не будем изобретать велосипед и воспользуемся ей, подставив новые данные по 2013 год. Если убрать всё несущественное, то формула выглядит так:
(Более подробно про методологию можно прочитать здесь)
Результат получился такой:
Что видно:
а) EROEI(stnd) традиционного нефтегаза падает с 1997 по 2008, что в принципе закономерно.
б) С началом сланцевой революции EROEI(stnd) начинает, в целом, расти.
С 2008 по 2013 “сланцы” совершили рывок в добыче с околонулевой доли до половины: “сланцевая” нефть (нефть НПК) сейчас составляет около половины от всей добычи США, а добыча сланцевого газа недавно превысила половину. Поэтому эти данные логично интерпретировать как:
а) EROEI(stnd) даже у такой разработанной страны как США не такой уж и низкий и сейчас около 11. Никаким апокалипсисом и не пахнет.
б) EROEI(stnd) “сланцев”, скорее всего, выше традиционного нефтегаза США и потому EROEI(stnd) не только переломил тренд падения, но и начал расти с началом сланцевой революции.
в) EROEI(stnd)=10,5 это лишь “среднее по больнице” американского нефтегаза. Конечно же, существует разброс значений. Учитывая вышесказанное, EROEI традиционного нефтегаза находится где-то около среднего и ниже, а “сланцев” - около среднего и выше. По нашим предположениям EROEI(stnd) “сланцев” находится в диапазоне 8 … 25
Это отлично вписывается в происходящее в США с нефтегазовой сферой и объясняет почему отрасль массово переходит на “сланцевые” углеводороды. Дело в том, что между энергетической и экономической рентабельностью существует, конечно, некая корреляция и “сланцы” выгоднее в добыче не только энергетически, но и экономически.
Ну и справочно стоит привести EROEI нефтегазодобычи США за последние 100 лет для любознательных. Для этого объединим вышеупомянутое исследование и наше продолжение:
Подытожим, дискуссия формата “апокалипсис” vs “светлое будущее” в контексте ресурсов это всегда вопрос “природа” vs “знания”. Попытки представить, что человек стоит перед ресурсным кризисом на планете, где ресурсы относительно наших потребностей с практической точки зрения бесконечны, произрастают из ошибочной оценки наших знаний. Людям всегда кажется, что мы уже очень близко к пику познания, а ведь на самом деле мы только только начали на него восходить. Поэтому крайне неверно представлять мир статичным без экстенсивного прогресса и интенсивных прорывов, хотя последние, понятное дело, прогнозировать невозможно. Что и порождает ошибки.
//Кросспост в фейсбуке
no subject
no subject
no subject
no subject
Потребление основного капитал действительно не идеальный параметр, но к сожалению, приходиться использовать финансовые параметры поскольку энергетические затраты на прямую на таком уровне отследить не реально, это задача для целого отдела госслужбы.
no subject
no subject
no subject
То есть до 01.01.2015 можно было зудеть, что на производство солненчных батарей идет больше энергии, чем они производят, теперь все.
no subject
Ну это совсем ерунда. Раньше отбивали затраченную энергию, допустим, за 3 года, сейчас за 1,5. В обоих случаях отбивали гораздо раньше, чем разрушались.
no subject
no subject
Это был восстановительный рост. Был нефтяной кризис и разбурили поламерики - EROEI упал. Потом опять стали меньше бурить и пожинать плоды предыдущего бурения и разведки и EROEI восстановился.
no subject