Падение EROEI vs рост энергоэффективности
В энергетике, как и в быту, существует проблема “отцов и детей”. В нашем случае это проблема EROEI и энергоэффективности. “Отцы” переживают за будущие поколения из-за снижения EROEI энергоресурсов, “дети” же уповают на энергоэффективность и бОльшие доступные резервы, хоть и с меньшим EROEI. Попробуем сравнить эти тенденции и разобраться: “В чём сила, брат?”. В высоком EROEI или в энергоэффективности и резервах?
Часть 1. Общая ситуация
Коэффициент EROEI применяется для оценки “чистой” энергии доступной обществу, где “чистая” энергия это вся добытая (грязная) энергия минус затраты на саму добычу. Однако, EROEI формирует искажение в восприятии “чистой” энергии. Дело в том, что падение EROEI энергоресурса с 100 до 10 обычно преподносится как что-то ужасное для чистой энергии и человечества. Предлагаем не использовать “косвенности” (т.е. EROEI), а обратиться напрямую к чистой энергии.
Учитывая, что данные есть только по США, то и разбираться вопрос будет на примере США. Вообразим такую модель:
1.) добыча нефти в США последние сто лет постоянна и составляет 1000 миллионов баррелей в год, это “грязная” добыча.
2.) EROEI линейно падает со 100 единиц в начале 20-го века до 10 единиц в современности.
Отразим это на графике с разбивкой на чистую энергию и на затраченную на саму добычу:
И если падение EROEI с 100 до 10 кажется ужасным, то на графике чистой энергии ничего ужасного не видно. “Чистая” добыча снизилась с 1 млрд до 900 млн барр. Энергоресурс (нефть) затраченный на добычу, составил в конце периода 10% от самой добычи, т.е. 100 млн барр.
Проще говоря, в данной модели из-за падения EROEI с 100 до 10 США в последнем рассматриваемом году теряли 10% своей добычи. Что такое 10% добычи? Если взять в среднем за последнее столетие, то есть со всеми падениями добычи и т.п., то с 1919 года по 2012 нефть набирала 10% от первоначальной добычи в среднем за два года. Из этих двух абзацев следует, что падение EROEI с 100 до 10 за столетие в данной модели не является серьёзной проблемой, потому что десятипроцентная потеря чистой энергии компенсировалась бы в реальности ростом добычи.
Исторический EROEI
Следующий аспект, который обязательно стоит осветить, это реальность суждения о том, что сто лет назад EROEI нефтегаза США был под сотню. Обычно это принимается с потолка, однако, этому вопросу посвящены научные исследования с точными данными. К счастью, основатель концепции EROEI и один из ведущих исследователей этого вопроса, Чарльз Холл, совместно со своими коллегами выполнял подсчёт EROEI нефтегаза США для столь отдалённых в прошлое периодов и никаких “100” для EROEI нефтегаза США вековой давности нет и в помине:
После 1997 мы дополнили результат авторов своими вычислениями с новыми данными, но по их же методологии, чтобы сохранить возможность сопоставления результатов. Ознакомиться с подсчётом, результатами и выводами можно здесь: http://mirvn.livejournal.com/5904.html
Теперь преобразуем модель в более реальную.
1.) Грязную добычу оставим ту же - постоянную в 1000 млн барр,
2.) вместо вымышленного падения EROEI со 100 до 10 подставим полученные значения EROEI (график выше)
и посмотрим на чистую энергию:
Опять же, как видно, ничего ужасного с чистой добычей не происходит. И это, напомню в данном примере добыча взята постоянная.
Если же взять реальную добычу нефти в США и EROEI нефтегаза для неё, то “чистая” добыча нефти будет выглядеть так:
Видно, что чистая добыча нефти плевать хотела на снижающийся EROEI. Да, EROEI в среднем за столетие снизился. Но добыча выросла в два десятка раз.
Эту ситуацию можно характеризовать дилеммой:
1.) либо добывать мало нефти из хороших традиционных месторождений, но с хорошим EROEI (которые давно закончились)
2.) либо добывать много нефти и чистой энергии, но с худшим EROEI.
Ответ очевиден и он есть на графике выше: для человечества второй вариант лучше в разы, ибо человечество “питается” чистой энергией, а не коэффициентом EROEI.
Часть 2. EROEI vs энергоэффективность
Итак, основное использование нефти - транспорт. Возьмём такую модель:
1.) грязная добыча нефти постоянна,
2.) EROEI снижается с 100 до 10.
Однако и прогресс в транспортном секторе не стоит на месте: автотранспорт всё более эффективен и использует всё меньше нефти/бензина, чтобы проехать условные 100 км. Данные по затратам топлива на расстояние для разных модельных годов удобно взять из отчёта агентства по защите окружающей среды США, т.к. они сами меряют этот параметр. Итак, вопрос: сколько миль можно проехать на чистую добычу автомобилям разного модельного года, если грязная добыча постоянна, но её EROEI снижается с 100 до 10?
Данные по затратам топлива есть только с 1975 года по 2012, поэтому примем, что в 1975 EROEI нефти был 100, а в 2012 это 10. Результат:
Получается, что при условиях
1.) грязная добыча нефти постоянна
2.) EROEI падает со 100 до 10
3.) энергоэффективность авто растёт по указанным данным,
новые авто могут проехать в два раза больше при добыче с низким EROEI, чем старые авто при добыче с высоким EROEI. То есть энергоэффективность авто намного перекрыла модельное падение EROEI и общество в итоге в плюсе.
Отставим в сторону авто и посмотрим на какой-нибудь хардкор. Например, выплавку стали в США. Я бы рад взять Россию, но нет исторических данных ни по EROEI, ни по остальному. Конечно же, и в этом секторе прогресс энергоэффективности не стоит на месте. Позволит ли он компенсировать падение EROEI? Возьмём “условное топливо” т.к. нефть к стали имеет мало отношения и как обычно положим падение EROEI с 100 в 1950 году до 10 в 2006 при постоянной же добыче условного топлива (данные по энергозатратам на сталь есть за период 1950-2006).
Вот так вот. На мой взгляд, очень наглядно. Об энергии и энергоэффективности в более практичном ключе можно почитать тут: http://mirvn.livejournal.com/7698.html
Ну и ещё есть тэги " EROEI" и " энергия"