Kivihiilihuippu

Kivihiilihuippu on hetki, jolloin kivihiilituotannon maksimi saavutetaan ja jonka jälkeen tuotanto alkaa väistämättä vähentyä. Kivihiilihuippu perustuu M. King Hubbertin vuonna 1956 kehittämään Hubbertin teoriaan, ja sitä voidaan kuvata ja ennustaa Hubbertin käyrän avulla. Täytyy huomioida, että kivihiilihuippu ei tarkoita kivihiilen loppumista vaan kivihiilituotantomaksimin saavuttamista, jonka jälkeen kivihiiltä ei kyetä tuottamaan enää yhtä paljon kuin aikaisemmin.
Kivihiilen tuotanto poikkeaa maakaasun ja maaöljyn tuotannosta, sillä kivihiili on kaivettava kivilaji. Tämän ansiosta kivihiilen tuotannossa ei tarvitse huolehtia lähteen sisäisestä paineesta. Kivihiilen energiasisältö vaihtelee paljon enemmän kuin maaöljyn. Ruskohiili on vähiten, antrasiitti eniten energiaa sisältävä kivihiilen laji. Kivihiilikaivoksissa on tapana kaivaa laadukkain kivihiili ensin. Tämän seurauksena siirryttäessä ruskohiilen hyödyntämiseen kivihiilen tuotanto voi kasvaa tonnimääräisesti, mutta tuotetun kivihiilen kokonaisenergiasisältö samaan aikaan laskea. Richard Heinbergin mukaan Yhdysvaltain kivihiilen tuotanto kasvaa yhä, mutta tuotetun kivihiilen yhteenlaskettu energiamäärä on laskenut vuodesta 1998.

Kivihiilihuipun ajankohdan ennustaminen

Kivihiiltä tuotettiin World Coal Instituten mukaan 5 370 miljoonaa tonnia vuonna 2006. Ylivoimaisesti suurin kivihiilen tuottaja on Kiina. Neljä suurinta kivihiilen viejää vuonna 2005 olivat Australia, Indonesia, Kiina ja Etelä-Afrikka. Kivihiilen saatavuuden kannalta maailmanmarkkinoilla kivihiilenviejien tuotannon kehitys on erityisen tähdellistä. Kiinan kasvavan sisäisen kulutuksen vuoksi kivihiilen vienti laski vuonna 2007. Kiinan kivihiilen kulutuksen ja tuonnin ennustetaan kasvavan ja viennin jatkavan vähenemistä.
Kivihiilivarannoista saatava informaatio on huonolaatuista, sillä kivihiilivarantoja ei ole päivitetty alaspäin tuotannon mukaisesti. Esimerkiksi Saksan hyvälaatuisen kivihiilen varantoarviota päivitettiin yllättäen 23 miljardista tonnista 0,183 miljardiin tonniin vuonna 2004. Vietnamin varantoarviota ei ole päivitetty 40 vuoteen ja Kiinan varantoarviota on viimeksi päivitetty vuonna 1992.
Energy Watch Group julkaisi maaliskuussa 2007 raportin Coal: Resources and Future Production, jossa kivihiilihuipun ennustetaan tapahtuvan vuosien 2020 ja 2030 välillä. Energy Watch Group teki raportin Saksan parlamentille. Institute for Energy julkaisi 31. toukokuuta 2007 raportin Prospects for Coal Supply and Demand in the Medium and Longer Term, jossa todetaan seuraavasti: "coal might not be so abundant, widely available and reliable as an energy source in the future" ja "the world could run out of economically recoverable (at current economic and operating conditions) reserves of coal much earlier than widely anticipated". Institute of Energy teki raportin Euroopan komission yhteiselle tutkimuskeskukselle (engl. European Commission Joint Research Centre).
Kivihiili ei ole energiasisällöltään tasalaatuista, jolloin kivihiilihuipun arvioinnissa voidaan huomioida kivihiilituotannon muutos korkean energiasisällön kivihiilestä (esimerkiksi antrasiitti), jota on luonnollisesti käytetty ensin, matalamman energiasisällön kivihiileen. Esimerkiksi Yhdysvaltain kivihiilituotannon energiasisällön huippu saavutettiin vuonna 1998. Tämä tarkoittaa, että kivihiilen tuotanto voi kasvaa tonnimääräisesti, mutta tuotetun kivihiilen yhteenlaskettu energiamäärä ei kasva samassa suhteessa.

Kivihiilihuipun seurausten lieventäminen

Kivihiilihuipun seurauksia voi lieventää vähentämällä kivihiilen kysyntää, parhaassa tapauksessa hyvissä ajoin ennen kivihiilihuippua. Joka tapauksessa markkinat ohjaavat siirtymään vaihtoehtoihin hinnan noustessa riittävästi, mutta markkinaratkaisu voi olla hidas ja sillä voi olla siirtymävaiheessa inflaatiota edistäviä vaikutuksia.

Energiantuotanto

Kivihiilen korvaamiseen energiantuotannossa soveltuvat erilaiset uusiutuvat energiat, kuten muun muassa vesivoima, tuulivoima, aurinkoenergia, geoterminen energia ja bioenergia. Lisäksi ydinvoimalla voidaan korvata kivihiiltä sähköntuotannossa. Kaukolämmön tuottaminen ydinvoimalla vaatisi voimalan sijaitsemista asutuskeskuksen lähellä, sillä kuuman veden kuljettaminen putkia pitkin hyvin kaukaa ei ole kannattavaa muun muassa lämpöhäviöiden vuoksi. Kaukolämpöä voidaan tuottaa suurella lämpöpumpulla esimerkiksi jätevesistä. Kivihiiltä voidaan korvata maakaasulla, joka on puhtaammin palava fossiilinen polttoaine, mutta kivihiilihuippu ajoittuu todennäköisesti maakaasuhuipun jälkeiseen aikaan, jolloin maakaasu ei liene varteenotettava substituutti kivihiilelle.

Raudan valmistus

Kivihiilestä kuivatislaamalla saatavaa koksia käytetään raudan valmistuksessa polttoaineena ja pelkistysagenttina. Koksi pelkistää rautaoksidin, minkä jälkeen raudasta voidaan valmistaa esimerkiksi terästä. Koksin sijasta rautaoksidin pelkistykseen voidaan käyttää esimerkiksi hiilimonoksidia tai vetyä. Koksin sijasta kuumuuden tuottamiseen soveltuvat erilaiset korkean lämpötilan tuotantotavat, jotka voivat perustua esimerkiksi sähköön.