Olajcsúcs és energiaválság - kulcsfogalmak

Az  olajcsúcsról szóló bejegyzés előtt néhány, az olajkitermeléssel kapcsolatos kulcsfogalomról szeretnék írni. Olyan fogalmakról van szó, amelyek minden az olajkitermeléssel vagy az energiahelyzettel foglalkozó szakember, sőt, megkockáztatom, a legtöbb természettudós előtt ismertek, de tapasztalataim szerint a szélesebb közönség előtt nem. Márpedig ezek egyrészt nélkülözhetetlenek az energiahelyzet reális felméréséhez, másrészt a segítségükkel nagyon könnyen meg lehet ítélni, hogy egy híradás az energiahelyzetről egyáltalán komoly diszkusszió alapját képezheti-e. Ha szerepelnek ezek a fogalmak a hírben, és helyesen használják őket, akkor igen, ha nem, nem. Gondolom, nem árulok el nagy titkot azzal, hogy a mainstream média legtöbb elemzése nem ilyen, és olyan híradás a magyar médiában, amely megfelelne ennek a kritériumnak, még nem került a kezembe. Ha valaki mégis tudna ilyenről, kérem, értesítsen róla.

Oil reservoir/reserve vs. oil resource
Az előbbi fogalom a földben vagy egy lelőhelyen található teljes kőolajmennyiséget takarja, az utóbbi pedig azt, ami ebből ténylegesen kitermelhető. A kettő aránya az ún. recovery rate. A két fogalom közötti különbségtételre azért van szükség, mert a földben található olajnak csak egy viszonylag csekély része termelhető ki. Ha tehát azt olvassuk egy diadalittas híradásban, hogy X (X=nagyon sok) millió hordó olajat találtak egy új lelőhelyen, nem árt utánakérdezni, hogy ez most reserve vagy resource? Aligha véletlen, hogy ezt általában nem kötik az orrunkra.

Energy Returned on Energy Invested (EROEI vagy EROI)/Nettó energia (Net Energy)
Ahhoz hogy energiahordozóhoz jussunk, energiát kell befektetnünk: ki kell bányászni a szenet, olajkutat kell fúrni, fel kell építeni és működtetni kell az atomerőművet, stb. Az EROEI a kettőnek az arányát mutatja meg. A helyzet annál jobb, minél kevesebb energiát kell befektetni adott mennyiségű energia kinyeréséhez, mert annál több energia marad szabadon, amit más, produktív célokra lehet felhasználni. Becslések szerint legalább 10:1 ill. 6:1 EROEI-re van szükség az ipari civilizáció fenntartásához. 1:1 alatti EROEI alatt pedig csak nagyon kis mennyiségben és csak mással nem helyettesíthető energiahordozó esetében van értelme a kitermelésnek.
Ha valaki részletesebb és szakszerűbb tájékoztatást szeretne, olvassa el Richard Heinberg elemzését. Ebből az elemzésből a következő ábrát emelném ki, amely az USA által kitermelt, ill. használt energiahordozók EROEI-ját mutatja:

Az ábrából kitűnik, hogy az EROEI-bajnok a 20. század kezdetén az olaj volt. Kis túlzással azt mondhatjuk, hogy elég volt Texasban lefúrni egy lyukat a földbe, és máris feltört magától a fekete arany. A 70-es évekre az amerikai olaj nettó energiája a kezdeti egyharmadára csökkent, hogy mára az ipari civilizáció fennartásához szükséges szinthez fenyegető közelségbe süllyedjen. Ennek az az oka, hogy egyre mélyebbről és egyre nehezebben elérhető lelőhelyekről kell a felszínre hozni az olajat. A mélytengeri fúrások esetében ez nemcsak energia- és pénzigényes, hanem veszélyes is, ahogyan azt 2010-ben a Deepwater Horizon katasztrófája a Mexikói-öbölben meg is mutatta. Az ábráról leolvasható továbbá, hogy a második legtöbb energia-nyereséget kínáló energiahordozó a szén, amelynek az EROEI-je széles határok között mozog. Hogy ténylegesen milyen az EROEI, az a szénfajtától függ. Az antracité pl. kiváló, a lignité viszont olyan alacsony, hogy szállítani nem is érdemes, hanem helyben kell felhasználni. A második világháború után jóformán ingyenes és korlátlan energiaforrásnak hitt atomenergia és a ma sokak által hasonló forrásnak tartott napenergia nettó energiája annyira alacsony, hogy önmagában nem alkalmas az ipari civilizáció fenntartására.

Olaj és olaj között óriási a különbség
Ha olajról beszéltek, hagyományosan az olajkutakból kinyert nyersolajat értették alatta (crude oil), amelyből aztán finomítás útján különböző kőolajtermékek lesznek (benzin, gázolaj, bitumen stb.) A nyersolajnak több változata létezik.
A nyersolajtól meg kell különböztetni az ún. nem konvencionális olajokat. Ezek a következők:
Tight oil: föld alatti porózus kőzetekben található könnyű olaj, amelyet vízszintes fúrással (horizontal well) és hydraulic fracking-gel nyernek ki.
Olajpala (Shale oil): az olajpala nem folyékony anyag, hanem szilárd halmazállapotú kőzet, amely kerogént tartalmaz. A kerogénből szintetikus olajat vagy gázt lehet előállítani. (A kitermelés korlátairól magyarul ld. itt)
Natural Gas Liquids: Folyékony halmazállapotú földgáz. Újabban ezt is az olajtermékekhez sorolják, noha nem teljesen egyenértékű vele, mert pl. nem lehet belőle gázolajat készíteni, és így a földgáz legfontosabb felhasználási területén, a közlekedésben, csak nagyon szűk körben használható.

A nem konvencionális olajok kitermelésének közös jellemzője, hogy a fúrással kinyert nyersolajhoz képest nagyon kicsi az EROI-je, mert nagyon sok energia befektetésével lehet az olajat vagy az olajtartalmú kőzetet a felszínre hozni, amit az olajpala esetébes a szintetikus olaj előállításának rendkívül költséges és energiaigényes folyamata követ.


Olajcsúcs
Minden nem megújuló energiaforrás véges mennyiségben érhető el a természetben. Ez azt jelenti, hogy az energiahordozóból egy adott lelőhelyen kitermelt mennyiség kezdetben folyamatosan növekszik, amíg el nem ér egy csúcsot, majd utána szükségszerűen csökkenni kezd. Az olajtemelés mennyiségének alakulása tehát egy haranggörbét ír le. Ez azt is jelenti, hogy a problémák már akkor elkezdődnek, amikor még messze nem termeltek ki minden olajat, ami a földben van,:

E jelenséget Marion King Hubbert írta le, a haranggörbét pedig utána Hubbert-görbének nevezik. A görbe nemcsak egy olajkút hozamának, hanem végsősoron egy egész ország, sőt, az egész világ termelésének alakulását is leírja. Ez alapján Hubbert 1956-ban azt jelezte előre, hogy az USA olajcsúcsa 1971-ben fog bekövetkezni. Ebben, ahogy később kiderült, teljesen igaza volt. Ez azért fontos, mert jelzi, hogy nem elméletről, hanem egy hosszú ideje alaposan megfigyelt és leírt jelenségről van szó, amelyet szakértő körökben senki sem vitat:

Export ország modell (Export-Land Model)
Jeffrey Brown amerikai geológus mutatott rá, hogy a Föld országainak többségét alkotó olajimportőrök számára nem az a fontos, hogy az exportőrök mennyi olajat termelnek ki, hanem az, hogy abból mennyit tudnak exportálni. Az pedig, hogy mennyit tudnak exportálni, attól függ, hogy a saját szükséglet fedezése után mennyi fölöslegük marad, amit a világpiacon értékesíteni tudnak. Brown szerint az olajexportáló országok a tipikusan a következő pályát futják be. Az olajexport nagy jövedelmet hoz, ami lehetővé teszi a helyi gazdaság és a lakosság életszínvonalának növekedését. Ez megnöveli az exportáló ország olajszükségletét. Ez addig nem okoz problémát, amíg az olajtermelés a Hubbert-görbe bal oladalán tart, azaz növekszik. A csúcs elérése után általában a helyi fogyasztás tovább növekszik, ami azt jelenti, hogy az exportálható olaj mennyisége gyorsabban csökken, mint a kitermelés. Számos olajtermelő országgal megtörtént már ez, többek között Egyiptommal, Nagy-Britanniával, Indonéziával és Argentínával. Ez azt jelenti, hogy a nemzetközi olajpiac kínálata gyorsabb ütemben szűkül, mint a világ összesített olajtermelése.
Példaként álljon itt Indonézia esete (szürke: termelés; fekete vonal: fogyasztás; zöld: nettó export; piros: nettó import).

Az olajtermelés (szürkével) a 70-es évek közepén érte el a csúcsát, de csak a 2000-es évektől kezdett rohamosan csökkenni. A népességnövekedés és az életszínvonal emelkedése miatt azonban az exportált olaj mennyisége ennél jóval hamarabb és gyorsabban csökkent. Ennek következményeként 2002 óta Indonézia már nettó olaj importőr, noha még mindig tekintélyes mennyiségű olajat termel. A világ olajtermelő országainak több mint fele túl van már saját olajcsúcsán, és így évről évre kisebb az exportálható olaj mennyisége.