שיא תפוקת הנפט

התאוריה של האברט

האברט, גאו-פיזיקאי במקצועו, פיתח מודל מתמטי של עקומת שאיבת הנפט (המכונה לרוב, באי-דיוק, "תפוקת נפט"), אשר ניבא כי הכמות הכוללת של נפט שיישאב ממאגר נתון לאורך זמן תתנהג כעקומה לוגיסטית. קצב שאיבת הנפט החזוי בכל נקודת זמן יהיה שקול לנגזרת של העקומה הלוגיסטית, שצורתה צורת פעמון, והיא ידועה גם
בשם עקומת האברט (Hubbert’s curve).
תוך התבססות על נתוני תפוקה מהעבר, והתעלמות מגורמים חיצוניים, כגון ירידה בביקוש, המודל מנבא את התאריך שבו התפוקה (שאיבה) משדה נתון, ממספר שדות, או מאזור שלם, תהיה מרבית. נקודת התפוקה המרבית מכונה הפסגה או השיא (Peak). השלב שבא לאחר מכן קרוי שלב ההידלדלות (Depletion). צורת הגרף המתאר את קצב שאיבת הנפט בשדה נתון לאורך זמן היא צורת פעמון: בתחילה, עלייה איטית בקצב השאיבה; אז, עלייה חדה; מישור (או שיא חד); ולבסוף, ירידה תלולה.
כאשר מתגלה מאגר נפט, התפוקה מצומצמת בתחילה, היות שלא הותקנה עדיין כל התשתית הנחוצה. אט אט נקדחות בארות נוספות וציוד מתקדם יותר מוכנס לשימוש, כך שקצב השאיבה גובר. בנקודת זמן מסוימת מגיעה התפוקה (שאיבה) לשיא. בשלב זה גם טכנולוגיה מתקדמת או קדיחה של בארות נוספות לא יביאו להגברת התפוקה. לאחר השיא מתחילה תפוקת הנפט לצנוח בקצב הולך וגובר. לאחר שיא התפוקה, אך לפני שהשדה מתרוקן כליל, מגיעה נקודת ציון משמעותית נוספת: הנקודה שבה תהליכי השאיבה, הניוד והזיקוק של חבית נפט אחת דורשים יותר אנרגיה מזו הקיימת באותה חבית. באותה נקודה, לא כדאי לשאוב נפט, ואין ברירה אלא לנטוש את השדה או להוזיל את עלויות ההפקה.
ב-1956 חזה האברט שתפוקת הנפט בשטחי ארצות הברית היבשתית (ללא אלסקה והוואי) תגיע לשיא בין 1965 ל-1970. התפוקה אכן הגיעה לשיא ב-1971 וירדה עד העשור השני של המאה ה-21, אז החלה לעלות שוב. על פי המודל של האברט, רזרבות הנפט של ארצות הברית יתרוקנו לחלוטין לפני סוף המאה ה-21.
המודל של האברט יושם על ידי אחרים לסוגי דלק מחצבי אחרים, כגון גז טבעי, פחם, ונפט לא קונבנציונלי.

חיזוי שיא תפוקת הנפט

מעטים יחלקו על ההצהרה שדלק מחצבי מוגבל ושיש למצוא מקורות אנרגיה חלופיים לעתיד. רוב הביקורת נוגעת לתאריך שבו יגיע שיא תפוקת הנפט, ולכך שצורת הפסגה עשויה להיות בלתי סדירה וממושכת, ולאו דווקא שיא חד של עקומה לוגיסטית. הנוסחאות המקוריות של האברט התייחסו למצב תאורטי של "אספקה בלתי מוגבלת", ויש לבצע התאמה למודל לגורמים מלאכותיים משמעותיים, כגון תקנות סביבתיות או פוליטיות. כמו בכל מודל מתמטי, מידת הדיוק של הניבוי מוגבלת על ידי רמת הדיוק של המידע שעליו מתבססים. אם משתנים כגון מידת הצריכה מחושבים באופן שגוי, אזי הנוסחה תניב תוצאות שגויות.
ב-1971 השתמש האברט בערכי מינימום ומקסימום של הרזרבות הגלובליות המוערכות, כדי לנבא ששיא תפוקת הנפט העולמי יתרחש בין 1995 לשנת 2000. ארגון ASPO חישב ששיא התפוקה השנתית של נפט ממקור קונבנציונלי כבר התרחש, בתחילת שנת 2004 ].
ייתכן שאירועים שהתרחשו לאחר שהאברט פרסם את תחזיותיו גרמו לעיכוב במועד שיא תפוקת הנפט, במיוחד משבר האנרגיה של 1973, אז גרמה אספקה מופחתת של דלק למחסור, ולכן לירידה בצריכה. משבר האנרגיה של 1979, כמו גם הזינוק במחירי הדלק בשנת 1990, עקב מלחמת המפרץ, היו בעלות השפעות דומות (אם כי פחות דרמטיות) על היצע הנפט. מצד הביקוש לדלק, תקופות מיתון בשנות השמונים המוקדמות והתשעים, הפחיתו את הביקוש לדלק ואת הצריכה שלו. כל התופעות הללו תרמו לדחיית ההגעה לשיא תפוקת הנפט.
ארגון Association for the Study of Peak Oil and Gas) ASPO) חזה כי שיא תפוקת הנפט העולמית יתרחש סביב שנת 2010, בהתבסס על המידע הקיים בדבר רזרבות הנפט הידועות, הערכות בדבר תגליות עתידיות, הגידול בביקוש לנפט, וטכנולוגיות נגישות. הגז הטבעי צפוי להגיע לשיא התפוקה בין 2010 ל-2020. (Bentley, 2002). עקב קשיי ניוד של הגז על פני מרחקים, קשה להתייחס לשיא גלובלי בתפוקת גז, אלא לשיאי תפוקה מקומיים.
בשנת 2004 נצרכו בעולם כ-30 מיליארד חביות של נפט (בכל חבית 159 ליטר), בעוד שהמאגרים החדשים שהתגלו הכילו כ-8 מיליארד חביות בלבד. שדות ענק המכילים נפט שקל לזקק אותו, הם כנראה שריד מן העבר. באוגוסט 2005 דיווחה סוכנות האנרגיה הבינלאומית (IEA) על ביקוש גלובלי של 84.9 מיליון חביות ליום (mbd), או 31 מיליארד חביות בשנה. דבר זה אומר שהצריכה ב-2005, הייתה קטנה מהתפוקה רק ב-2 מיליון חביות ליום. במדינות הארגון לשיתוף פעולה ולפיתוח כלכלי קיים בכל זמן נתון מלאי ל-54 ימים, ומלאי ל-37 ימים נוספים במאגרי החירום.
התסקיר הגאולוגי של ארצות הברית (USGS) מעריך שיש רזרבות נפט ל-50 עד 100 שנה, בקצב התפוקה הנוכחי. מחקר כלל עולמי של USGS משנת 2000 לגבי הרזרבות העולמיות מעלה אפשרות לשיא תפוקה סביב שנת 2037. ישנה ביקורת חריפה על חישוב זה, מצידו של סעודי בכיר מתעשיית הנפט, הטוען שהערכות הממשל האמריקאי לגבי אספקת הנפט העתידי הן "הערכות יתר מסוכנות" ]. קולין קמפבל, גאולוג מייסד ה-ASPO, טוען שהערכות ה-USGS שגויות באופן מתודולוגי. בעיה אחת, לדוגמה, היא שמדינות OPEC העריכו באופן מופרז את המאגרים שברשותן, כדי להגדיל את מכסות הנפט שהן מוכרות (המכסות מחושבות על פי גודל המאגרים החזוי), וכן כדי להימנע מביקורת פנימית. גם גידול באוכלוסייה או בפעילות הכלכלית עלול להוביל לצריכה מוגברת של אנרגיה בעתיד ומכאן גם של נפט.
ועוד, נראה כי הערכת הרזרבות של USGS, מקורה יותר בפוליטיקה, ופחות במחקר. על פי המנהל למידע בנושאי אנרגיה במשרד האנרגיה של ארצות הברית, ההערכות "מבוססות על שיקולים לא טכניים, התומכים בצמיחה באספקת הפנים, לרמות הביקוש החזויות" [הדגש במקור]. (דו"ח האנרגיה השנתי, 1998, עם מבט לשנת 2020). משמעות הדברים היא שההערכות של USGS מבוססות על מה שנדרש כדי לעמוד ביעד הצמיחה הצפוי, ולא על מה שקיים בפועל.

יחס אנרגטי בין השקעה לתמורה

כשהחלה הפקת הנפט באמצע המאה ה-19, על כל 50 חביות של נפט אשר נשאבו מבטן האדמה של שדות הנפט הגדולים, נוצלה חבית אחת בתהליך השאיבה, הניוד והזיקוק של החומר. ערך זה קרוי החזר אנרגיה על השקעת אנרגיה energy returned on energy invested – EROEI (וגם EROI). ערך זה הולך ויורד עם הזמן: כיום, בין חבית אחת לחמש ] מופקות על כל חבית שנצרכת בתהליך.
הסיבה לירידה בערך זה היא שתהליך השאיבה והזיקוק הופכים קשים יותר, ככל שהשדה 'מזדקן'. כשהיחס EROEI יורד ל-1 (הפקת חבית אחת דורשת ניצול של חבית אחת של נפט), השדה אינו יכול עוד לשמש כמקור אנרגיה.
מאידך, הנפט הוא צפוף אנרגיה, קל לניוד, ולא מסוכן יחסית בטמפרטורת החדר. כמו כן, לנפט יש שימושים כמקור כימי, פרט להיותו מקור אנרגיה. אי לכך, ניתן לצפות, שבעתיד ימשיכו לשאוב אותו במקומות מסוימים, תוך שימוש באנרגיה ממקורות אחרים.

מודעות לנושא

המחקר של האברט והמודעות לתאוריה של האברט על שיא תפוקת הנפט הופכים להיות תופעה סוציולוגית. לדוגמה peaknik הוא כינוי לאדם שחקר את נושא שיא תפוקת הנפט או שיש לו עניין בה והוא מוטרד מההשלכות ארוכות הטווח שיש לה על החברה. אותו כינוי יכול להיות מוצמד למי שמקדם את המודעות הציבורית לנושא של שיא תפוקת הנפט. מי שמנבא שחורות בהקשר של שיא תפוקת הנפט מקבל לפעמים את הכינוי Doomer.

חלופות לדלק קונבנציונלי

חלופות לדלק הן מקורות אנרגיה שאינם נפט או גז טבעי, ושיכולים לשמש כתחליף בתחומים העיקריים: כמקור אנרגיה עיקרי בייצור חשמל, כדלק לצורכי תחבורה, לחימום חללים, וכמרכיב בתעשיית הפלסטיק ההדברה והדישון. החלופות כוללות חולות זפת, פצלי שמן, והמרה של פחם לנוזל או לגז.
חלופות אלו יהפכו אולי מרכזיים יותר ויותר במתן מענה לצורכי האנרגיה של העולם, אבל נכון לרגע זה אף אחד מהם לא מציע אלטרנטיבות שהן זולות, נקיות ושופעות מספיק כדי להחליף את הכמות העצומה של נפט וגז טבעי שנצרכת בכל יום בעולם.
רבים טוענים כי אין לנו חלופות ריאליות כדי לסתור את ההשפעות השליליות של פסגת האברט ]. כדי להרוויח זמן לשם פיתוח חלופות לא קונבנציונליות כגון אנרגיה גרעינית או מתחדשת, יש להתמקד הן בשימור אנרגיה והן בשיפור היעילות.

אירועים עכשוויים המתייחסים לרזרבות נפט

תשומת לב רבה יותר ניתנת כיום לתאוריה של האברט ולהשלכות האפשריות שלה מאז עליות מחירי הנפט של סוף שנת 2005. עם זאת, מחירי נפט וגז ידועים לשמצה בהיותם תנודתיים ועליות מחירים נגרמו בעבר על ידי גורמים רבים אחרים, למרות שיש הסכמה כללית כי הביקוש המתגבר הוא הגורם העיקרי, כאשר ביקוש מתגבר שכזה מקדים את פסגת האברט מאשר תחזיות קודמות. ביוני 2005, הודו החברות באופ"ק כי הן "יאבקו" כדי לשאוב מספיק נפט כדי לעמוד בלחצי המחירים עבור הרביע הרביעי של השנה. הקיץ והחורף של שנת 2005 הביאו את מחיר הנפט לשיאים חדשים. דבר זה עלול להיות סימן של ביקוש גדל שמתחיל לעלות על ההיצע, או שבסך הכול מדובר בכמה כוחות גאו-פוליטיים באזורים בהם הנפט מיוצר, אשר המגבילים את ההיצע. עליית מחירי הנפט מוסברת גם כסימן לעודף כסף נייר ולא למחסור ממשי בנפט. לפי ראיה זו, מחירים גבוהים של כל הסחורות הממשיות ושל נדל"ן מצביעים על עליה באינפלציה.
בתחילת 2006 הופיעה ראיה לכך שכווית ביצעה הערכת יתר לרזרבות הנפט שלה. אם מתחשבים בנתון החדש הדבר מקטין את הרזרבות העולמיות ב 5%. אם עוד מדינות שהן שואבות נפט ראשיות ביצעו טעויות דומות, שיא תפוקת הנפט אולי קרוב יותר.
הנאום השנתי לאומה, אותו נשא ג'ורג בוש, מסמן נקודת מפנה במדיניות המוצהרת של הממשל בנושאי אנרגיה.
הנשיא הצהיר כי "..ארצות הברית מכורה לנפט, וכי עד שנת 2020, כ-75% מהנפט שמגיע מהמזרח התיכון, יוחלף במקורות אחרים."
כמו כן, הוסיף הנשיא כי "הפתרון הוא טכנולוגיה". לאור ההבדל המהותי שבין אנרגיה לטכנולוגיה, שאלת ההיתכנות עדיין תלויה באוויר.

ביקורת

ההשלכות של המודל נתונות במחלוקת. כמה כלכלני נפט, כמו מיכאל לינץ (Michael Lynch), טוענים כי עקומת הברט עם פסגה חדה אינה ישימה בסקלה עולמית בגלל ההבדלים הקיימים בין מדינות ואזורים שונים ברזרבות הנפט, בלחצים הפוליטיים והצבאיים, בביקושים וביחסי המסחר.
מבקרים כמו לאונרדו מאוגרי (Leonardo Maugeri) מציינים כי תומכים בשיא תפוקת הנפט כמו קמפבל, חזו בעבר שיא בתפוקת הנפט העולמית הן ב-1989 והן ב-1995, על פי מידע על תפוקת נפט שהיה זמין בשעתו. מאוגרי טוען כי כמעט כל ההערכות לא לוקחות בחשבון נפט לא-קונבנציונלי למרות שהזמינות של משאבים אלו הוא (על פי הטענה) עצום, ועלויות ההפקה, שהן אומנם עדיין גבוהות מאוד, יורדות בהתמדה עקב טכנולוגיה משופרת. זאת ועוד, הוא טוען כי אחוז הניצולת של שדות נפט קיימים בעולם עלה מ-22% בשנות ה-1980 ל-35% היום בעקבות טכנולוגיה חדשה, וחוזה כי מגמה זו תימשך. היחס בין מאגרי נפט מוכחים לבין התפוקה העכשווית השתפר באופן מתמיד, ועבר מ-20 שנה ב-1948 ל-35 שנים ב-1972 והגיע לכ־40 שנים בשנת 2003. שיפורים אלו התרחשו אפילו לנוכח השקעה נמוכה בחיפושי נפט חדשים ובשכלול הטכנולוגיה, עקב מחירי נפט נמוכים ב-20 השנים האחרונות. מחירי הנפט הגבוהים כיום יגרמו אולי להשקעה מוגברת.
הדיון הנוכחי נסוב סביב מדיניות האנרגיה, והאם להסב את המימון לכיוון של יעילות דלק, ודלק חלופי כמו אנרגיה סולרית או גרעינית. המבקרים של קמפבל, כמו מיכאל לינץ' טוענים כי נתוני המחקר שלו הם מרושלים. הם מצביעים על התאריך של השיא המתקרב, שבתחילה נחזה להיות בשנת 2000, אבל כעת נדחה ל-2010. עם זאת, קמפבל ותומכיו מתעקשים שהשאלה מתי השיא יתרחש אינה שאלה חשובה כמו ההבנה שהשיא מתקרב. המבקר הקולני ביותר של קמפל הוא פרדי הטר (Freddy Hutter). במשך השנים 2001–2003, במכתבי הרשת החודשיים שלו, קמפבל ציין שהתחזית שלו משנת 1996 לגבי פסגה בשנת 2000 לא עורערה, למרות ההזהרות של הטר לגבי רמות תפוקה גדלות. לבסוף, במכתב הרשת שלו מאפריל 2004, קמפבל נכנע והעביר את מועד השיא לשנת 2010. מאוחר יותר מועד זה הוקדם לשנת 2007 אבל באוקטובר 2005, הוחזר חזרה לשנת 2010. תזוזות אלו בין תאריכים חזויים התרחשו בגלל שיש מחסור שיטתי בנתונים לגבי רזרבות נפט – ללא מידע מדויק באמת, לא נדע מתי השיא יתרחש. רק לאחר מעבר השיא נדע בוודאות (וייתכן שהדבר יתרחש שנים לאחר מכן – אכן, ייתכן והשיא כבר התרחש).
עוד מחלוקת הייתה הסטטוס של פסגת האברט של נפט קונבנציונלי. הטר טען במהלך שנת 2004 שהמידע של קמפבל עצמו הוביל לכך שהשיא כבר התרחש ללא הרבה תשומת לב באביב של שנת 2004. מכתב הרשת של ASPO המשיך לחשב פסגה בשנת 2005 ו\או בשנת 2006. לבסוף, באוגוסט 2005, קמפבל שוב נכנע והחל לפרסם כי אכן השיא כבר עבר בשנת 2004.