Hubbertin teoria
Hubbertin teoria esittää öljyntuotannon noudattavan yksittäisen esiintymän, maantieteellisen alueen ja koko maailman öljyntuotannon tapauksissa normaalijakaumaa, jota teorian yhteydessä kutsutaan Hubbertin käyräksi. Öljy ja muut fossiiliset polttoaineet muodostuivat, kun orgaaninen materiaali joutui puristuksiin maankuoressa miljoonia vuosia sitten. Ne ovat rajallisia eli uusiutumattomia luonnonvaroja.
Yhdysvaltalainen geofyysikko M. King Hubbert loi 1950- ja -60 luvuilla useita erilaisia matemaattisia malleja öljyntuotannosta, joissa ennustettiin, että öljyn kokonaistuotanto noudattaa kirkonkellon muotoista käyrää. Hubbertin ensimmäinen menetelmä vuodelta 1956 perustui arvioon siitä, kuinka paljon Yhdysvalloilla ylipäätään on öljyreservejä (yhteenlaskien jo tuotettu öljy, tunnetut reservit ja oletus vielä löydettävistä reserveistä.) Kun kokonaisreservien määrä ja tuotannon kasvu tunnetaan, voidaan arvioida myös tuotannon huippukohta ja tuotannon lasku.
Hubbertin toinen menetelmä otti lähtökohdaksi löydetyn öljyn määrää kuvaavan käyrän. Öljyntuotannon käyrä seurasi Yhdysvalloissa löydetyn öljyn (kumulatiivista) käyrää noin kymmenen vuoden viiveellä. Jo tuolloin kuitenkin öljyn löytämisen kasvu oli kääntymässä laskuun, ennakoiden myös tuotannon mahdollista laskua. Hubbert huomasi, että käyrät noudattivat logistista muotoa, ja ennusti vuonna 1962 tämän avulla suunnilleen 60-luvun loppuun tai 70-luvun alkuun sijoittuvan öljyhuipun Yhdysvalloissa.
Hubbert laski öljyhuipun ajankohtaa vielä kolmannellakin menetelmällä, vuonna 1967, perustuen öljynetsinnän menestyksellisyyden arvioon: kuinka paljon öljyä historiallisesti on löydetty kun on porattu 100 miljoonaa jalkaa. Löydetyn öljyn (kumulatiivinen) määrä per porattu miljoonaa jalkaa laski eksponentiaalisesti. Tämä mahdollisti uuden arvion Yhdysvaltain kokonaisreservistä ja uuden tuotantohuipun arvion: "1960-luvun lopulla."
Kaikki kolme arviota tuottivat samankaltaisen lopputuloksen, joka tunnetaan Hubbertin käyränä. Käyrä muistuttaa muodoltaan kirkonkelloa, jossa korkein kohta edustaa huipputuotannon hetkeä. Hubbert ennusti vuonna 1956, että öljyntuotanto Yhdysvalloissa olisi suurimmillaan 1970-luvun alussa. Ennustus osui kohdalleen ja Yhdysvaltain öljyntuotanto laski siitä lähtien, aina Barack Obaman presidenttikauden alkuun. Vuonna 2009 raakaöljyn tuotanto kääntyi kuitenkin uusien tuotantomenetelmien ansiosta jyrkkään nousuun, ja vuodelle 2019 on odotettu kaikkien aikojen tuotantoennätystä. Hubbertin mallin mukaan Yhdysvaltain öljyvarat ehtyvät kokonaan ennen vuotta 2100 – noin 130 vuotta huippuvuoden jälkeen.
Hubbertin ensimmäisenä esittämä malli ennustaa tuotannon huippuhetken öljykentälle, öljykenttien ryhmälle tai kokonaiselle alueelle lähtien tuotantotiedoista ja muista tekijöistä kuten kysynnästä. Kun tuotanto on suurimmillaan, on saavutettu huippu. Ajanjaksoa huipun jälkeen kutsutaan ehtymiseksi. Öljyntuotantoa kuvaava käyrä noudattaa kirkonkellon ääriviivoja. Ensin hidas nousu, jyrkkä nousu, tasanne (joka on huippu), hidas lasku ja lopuksi romahdus. Hubbertin käyrään soveltuvat normaalit matemaattisten mallien käytön rajoitukset: ennusteen tarkkuus riippuu annettujen tietojen tarkkuudesta. Öljyhuipun ajankohtaa voidaan Hubbertin menetelmän lisäksi yrittää ennustaa kenttien, maiden ja tulevien projektien tuotantomäärien perusteella.
Kun öljyreservi löydetään, tuotanto on aluksi vähäistä, johtuen siitä että tarvittavaa infrastruktuuria ei ole asennettu. Uusia lähteitä porataan ja parempaa kalustoa asennetaan askeleittain, jotta öljyä saataisiin porattua enemmän. Jossain vaiheessa saavutetaan huipputuotanto, jota ei pystytä ylittämään edes lisäkalustolla. Huipun jälkeen tuotanto laskee, ensin hitaasti, sitten jyrkästi. Huipun jälkeen toinen merkittävä käännekohta tapahtuu, kun öljyn tuottamiseen kuluu enemmän energiaa kuin tuotetusta öljystä saadaan. Tällöin öljykenttä yleensä hylätään.
Lisäksi Hubbertin teoriaa voidaan soveltaa erilaisten kaivannaisten, esimerkiksi kuparin, fosforin ja uraanin tuotantoon.