Utsläpp från verksamheter. Fossila bränslen, det moderna samhället och oljans framtid Klimatet, energin och det moderna samhället 29 oktober 2009

Transkript

1 1/29/29 Fossila bränslen, det moderna samhället och oljans framtid Klimatet, energin och det moderna samhället 29 oktober 29 Kristofer Jakobsson doktorand Globala Energisystem, Uppsala universitet 9% Utsläpp från verksamheter CO 2 per capita från fossila bränslen år 25: 4219 kg 19% 12% 37% 23% 17% 6% El & värme Övrigt energirelaterat Industri & bygg Övrigt Vägtransporter Övriga transporter Källa: IEA Disposition Business as usual 1. Vad energi är, varför det är viktigt, och hur det hänger samman med det moderna samhäller 2. Oljeutvinning och Peak oil Källa: EIA CH 4 jordbruk 7% CH 4 energi 5% Energin dominerar utsläppen N 2 O jordbruk 8% CH 4 övrigt 3% N 2 O övrigt F 2% 1% Vad energi är Energi = rörelse, eller förmåga till rörelse Utan rörelse, inget liv Vi har energi omkring oss i ett antal olika former: CO 2 övrigt 11% Källa: IEA CO 2 fossila bränslen 63% ordnad rörelse oordnad rörelse läge kemisk bindning (arbete) (värme) 1

2 1/29/29 Vad energi är En förutsättning för att vi ska kunna utnyttja andra nödvändiga resurser: vatten, land, mineraler Fyller grundläggande behov: Kalorier för kroppen Beboelig temperatur Ljus Förflyttning av personer och varor Fysikens begränsningar Första lagen: Vi kan inte producera energi I princip inget problem, enorma mängder tillgängliga Andra lagen: Vi kan inte återvinna energi Dess förmåga att utföra arbete förstörs efterhand Den industriella revolutionen Ångmaskinens princip: Utvinna mekaniskt arbete från värme Allt brännbart blir arbetskraft England ca 175: Skogen redan avverkad, men stora fyndigheter av fossilt kol W. Stanley Jevons, The Coal Question, 1865 Kolet står över alla andra resurser. Utan det kastas vi tillbaka till forna tiders mödosamma fattigdom. Kolet tar inte plötsligt slut Det är genom ökande kostnader som den gradvisa uttömningen ger sig tillkänna Större effektivitet ökar efterfrågan på kol (Jevons paradox) Kolet har skapat en förväntan om ständig ekonomisk tillväxt Exponentiell tillväxt 3 3.5% tillväxt per år ger en 3-faldig ökning på 1 år 25 Miljoner ton kol Tillgång till arbete i det förmoderna samhället

3 1/29/29 I Jevons fotspår Tillväxtens gränser, 1972 Simuleringar av den globala ekonomin som ett dynamiskt system Den ekonomiska synen Om det är mycket enkelt att ersätta naturresurser med andra faktorer, då finns det i princip inget problem. Världen kan i praktiken klara sig utan naturresurser. - Robert Solow 1974, nobelpristagare 1987 Mänsklig uppfinningsrikedom är en kraftfull och outtömlig yttersta resurs som kan hålla resursuttömningens hot stången. - Marian Radetzki, professor i nationalekonomi Jevons förhastade slutsatser Världens energianvändning Våra framsteg kan inte fortsätta i samma takt länge till Man kan inte förvänta sig att kolets kraft någonsin kommer att överträffas Fossil energi Den ekonomiska synen Alla säger att [olja] är en begränsad resurs: fysiskt sett kan det vara så, men ekonomiskt sett vet vi inte. I ekonomisk mening finns det mer olja idag än för hundra år sedan. - Milton Friedman, nobelpristagare 1976 Mineraler är outtömliga och kommer aldrig att ta slut. En ström av investeringar skapar nya konstaterade reserver från en mycket stor resurs i marken. Reserverna förnyas allteftersom de utvinns - Morris Adelman, prof. MIT Varför fossila bränslen? Ger arbete och värme - Där det behövs - När det behövs - I den mängd som behövs Kol: elkraft, tung industri Naturgas: elkraft, uppvärmning Olja: drivmedel 3

4 1/29/29 Energiavkastning 7-talet: krismedvetande Energi UT Energi Arbete Material IN 12 Oljepris och löner Oljepriset i relation till privat arbetarlön Problemet: transporter och mobila maskiner 1 8 Index: 19 = Källa: Sveriges Riksbank; BP; Medlingsinstitutet Miljoner kubikmeter Sveriges oljekonsumtion Konsumtion av oljeprodukter i Sverige Tjockolja (klass 2-6) Eldningsolja (klass 1) Flygbränsle Diesel Bensin Källa: SPI Bondesamhället avskaffas Andel sysselsatta i jordbruk och binäringar % 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% %

5 1/29/29 Två av världens bönder Afrikansk majsbonde: Skördar 1 hektar Arbetar 48 timmar Allt görs för hand Skörden torkar i solen Svensk spannmålsbonde: Skördar 5 hektar Arbetar timmar, varav 275 med traktor Konstgödsel Bekämpningsmedel Maskineri Torkning Källa: Alfredo de Toro, SLU Vem är effektivast? Total skörd: (kg) Markproduktivitet: (kg/hektar) Peak oil Arbetsproduktivitet: 1,9 667 (kg/timme) Investerad energi: 518, (MJ/hektar) Avkastning på investerad energi: 24,1 4,7 (kvot) Det moderna samhällets strategi Spara på dyrbara begränsade resurser - mänsklig arbetskraft - tid - utrymme genom att istället använda mer billig (fossil) energi En utmärkt strategi, så länge energin förblir billig Peak oil Tidpunkten då den globala oljeproduktionen inte längre expanderar Flera samverkande orsaker: Geologi Ekonomi Politik Handlar inte om att oljan tar slut (det gör den aldrig) Innebär inte att all olja är upptäckt 5

6 1/29/29 Det vi diskuterar: kranens storlek Moderbergarten pressas ned och hettas upp Förekomsten av olja och gas Sedimentära bassänger 3 geologiska faktorer krävs för olje-/gasfält: 1. Moderbergart med organiskt material 2. Porös reservoar 3. Ogenomträngligt lock Sedimentering bildar en moderbergart Oljan/gasen migrerar till en reservoar Källa: Fredrik Robelius, GES 6

7 1/29/29 Reserver och resurser Resurs: Total förekomst av olja i marken Reserv: Olja som med en viss sannolikhet är lönsam att utvinna med existerande teknik Miljarder fat OPEC:s reservökningar OPEC rapporterade reserver Indonesia Angola Nigeria Algeria Libya Ecuador Venezuela Qatar United Arab Emirates Kuwait Iran Iraq Saudi Arabia Källa: BP Reserver och resurser Okonventionella fossila resurser Olönsamt Lönsamt Proved 9% Upptäckt Probable 5% Possible 1% Oupptäckt Tjärsand Tungolja Oljeskiffer Metanhydrater Syntetisk olja från kol, gas Mycket stora fyndigheter, men resurskrävande att utvinna. Begränsad produktionskapacitet. Kräver högt oljepris för att vara intressant. Rapporterade reserver Utvinning av konventionell olja 7

8 1/29/29 Utvinningstakten Utvinningsfaser för ett fält 1.6 Vid starten finns naturligt tryck i reservoaren Utvinningstakt Vid utvinning sjunker trycket, flödet avtar Trycksättning genom vatten- eller gasinjektion kan förlänga produktionen Platå Nedgången kan bromsas genom borrning av nya brunnar, injektion av ånga eller kemikalier (enhanced oil recovery).2 5 Räcker oljan 4 år? Aggregat av fält Statfjord Norge: fynd och produktion Gullfaks Oseberg Produktion (milj. kubikmeter) Fältprofiler Upptäckter (milj. kubikmeter) Miljoner fat per dag Källa: NPD 8

9 1/29/29 Olja som inte hittats kan inte utvinnas Världen: fynd och produktion 6 6 Past 5 Future 5 Production 4 4 Gb Källa: Colin Campbell M. King Hubbert In the production of any resource of fixed magnitude, the production rate must begin at zero, and then after passing through one or several maxima, it must decline again to zero. Ekonomi: marknaden Efterfrågan Tillgång Observerade att nyupptäckterna i USA minskat sedan 3-talet Senare upptäckter i allmänhet mindre än de tidigare Vissa delstater i en nedåtgående produktionsfas Pris Kvantitet Hubberts USA-prognos (1956) Statlig dominans Statliga oljebolag (NOCs) kontrollerar mer än tre fjärdedelar av produktionen Har andra prioriteringar än internationella (IOCs) M. King Hubbert, Nuclear Energy and the Fossil Fuels, 1956 Källa: Skrebowski, 29 9

10 1/29/ Komplex dynamik Produktionskostnader Djupvatten Oljesand 1 Efterfrågan Pris.8.6 Tillgång Mellanöstern Kvantitet Källa: Skrebowski, Oljepriset Politisk styrning Oljepris i dollar per fat I praktiken priskontroll genom begränsning av produktionen: storbolagen sju systrarna samt Texas Railroad Commission efter 1973 Organization of Petroleum Exporting Countries (OPEC) Framtiden enligt experter OPEC Oljepris (2 $) IEA:s oljeprisprognoser Verkligt pris WEO 24 WEO 25 WEO 26 WEO 27 WEO 28 Källa: IEA, World Energy Outlook 24-8 Bildades 196 för att skydda exportberoende länder (i synnerhet i Mellanöstern) från prisdumpning Domineras av statliga oljebolag Använde oljevapnet i samband med krig mot Israel 1973, priset höjdes kraftigt Ny prishöjning i samband med revolutionen i Iran 1979 Införde produktionskvoter 1982 för att stoppa prisfall 1

11 1/29/29 Oljepris (27 $) 7-talets kriser var politiska Energi och hållbarhet 1. Energi från fossila bränslen kommer att fasas ut, antingen på ett planerat sätt eller av nödvändighet. 2. Peak oil skulle kunna ge klimatarbetet hjälp på traven, men inte automatiskt kol är det stora klimathotet. 3. Är kärnkraft hållbart? Beror på tidsperspektivet. 4. Även förnybar energi kan vara destruktiv, om den används på sätt som stör jordens ekosystem. Peak oil - slutsatser Trivialt faktum: Peak oil inträffar förr eller senare Den exakta tidpunkten beror på ett antal osäkra faktorer: - Nedgångstakten i existerande fält - OPEC:s strategi - Hur mycket olja har OPEC egentligen? - Hur påverkas efterfrågan av priset? - Hur påverkas investeringar av priset? - Geopolitik, konflikter, terrorism Tack för visat intresse! kristofer.jakobsson@fysast.uu.se 5 huvudpoänger 1. Det moderna samhället bygger (hittills) på billig fossil energi Mängden kol i olika bränslen 2. Fossila bränslen har attraktiva egenskaper som gör dem svåra att ersätta 3. Olja (även gas och kol) kommer att nå en maxproduktion, eftersom de är ändliga resurser 4. Peak oil inträffar sannolikt inom ett antal år 5. En lång period av billig energi kan få sitt slut Källa: Kharecha & Hansen, 28 11