El agotamiento del petróleo es la disminución de la producción de petróleo de un pozo, campo petrolífero o área geográfica. [1] La teoría del pico de Hubbert realiza predicciones de las tasas de producción basadas en las tasas de descubrimiento anteriores y las tasas de producción anticipadas. Las curvas de Hubbert predicen que las curvas de producción de los recursos no renovables se aproximan a una curva de campana . Por lo tanto, según esta teoría, cuando se supera el pico de producción , las tasas de producción entran en un declive irreversible. [2] [3]
La Administración de Información Energética de los Estados Unidos predijo en 2006 que el consumo mundial de petróleo aumentaría a 98,3 millones de barriles por día (15.630.000 m3 / d) (mbd) en 2015 y 118 millones de barriles por día en 2030. [4] Con un consumo mundial de petróleo en 2009 de 84,4 mbd, [5] alcanzar el nivel de consumo proyectado para 2015 representaría un aumento anual promedio entre 2009 y 2015 de 2,7% por año.
El suministro natural de petróleo de la Tierra está efectivamente fijado porque el petróleo se forma naturalmente con demasiada lentitud para ser reemplazado al ritmo al que se extrae. Durante muchos millones de años, el plancton , las bacterias y otras materias vegetales y animales quedaron enterradas en sedimentos en el fondo del océano. Cuando las condiciones eran adecuadas (falta de oxígeno para la descomposición y suficiente profundidad y temperatura de enterramiento), estos restos orgánicos se convirtieron en compuestos de petróleo, mientras que el sedimento que los acompañaba se convirtió en arenisca, limolita y otras rocas sedimentarias porosas. Cuando quedaron cubiertos por rocas impermeables como el esquisto, la sal o intrusiones ígneas, formaron los yacimientos de petróleo que se explotan hoy en día. [6] [7]
En el corto y mediano plazo, la disminución de la producción de petróleo se produce de manera predecible en función de las circunstancias geológicas, las políticas gubernamentales y las prácticas de ingeniería. La forma de la curva de disminución varía según se considere un pozo, un yacimiento o un conjunto de yacimientos. En el largo plazo, los avances tecnológicos han desafiado algunas de las predicciones.
Un pozo petrolero individual suele producir a su tasa máxima al comienzo de su vida; la tasa de producción finalmente disminuye hasta un punto en el que ya no produce cantidades rentables . La forma de la curva de disminución depende del yacimiento de petróleo y del mecanismo de impulsión del yacimiento. Los pozos en yacimientos impulsados por agua y por gas en el manto superior suelen producir a una tasa casi constante hasta que el agua que invade o el manto superior en expansión alcanzan el pozo, lo que provoca una disminución repentina de la producción de petróleo. Los pozos en yacimientos impulsados por solución de gas y por expansión de petróleo tienen disminuciones exponenciales o hiperbólicas: disminuciones rápidas al principio, luego se estabilizan. [8]
La forma de la curva de producción de un pozo de petróleo también puede verse afectada por una serie de factores no geológicos:
Los pozos petrolíferos individuales suelen estar dentro de yacimientos petrolíferos de varios pozos . Al igual que con los pozos individuales, las curvas de producción de los yacimientos petrolíferos varían según la geología y cómo se desarrollan y producen. Algunos yacimientos tienen perfiles de producción simétricos en forma de campana, pero es más común que el período de producción ascendente sea más breve y más pronunciado que el declive posterior. Más de la mitad de la producción suele producirse después de que un yacimiento haya alcanzado un pico o una meseta. [9] Los perfiles de producción de muchos yacimientos muestran picos distintos, pero en el caso de los yacimientos petrolíferos gigantes, es más común que la producción alcance y mantenga una meseta antes de declinar. Una vez que un yacimiento declina, suele seguir un declive exponencial. [10] A medida que este declive se estabiliza, la producción puede continuar a tasas relativamente bajas. Varios yacimientos petrolíferos de los EE. UU. han estado produciendo durante más de 100 años. [11] [12]
Las curvas de producción de los yacimientos petrolíferos pueden modificarse por diversos factores:
La mayor parte del petróleo se encuentra en un pequeño número de yacimientos petrolíferos de gran tamaño. Según la teoría de picos de Hubbert, la producción comienza lentamente, aumenta cada vez más rápido, luego se desacelera y se estabiliza hasta alcanzar un pico, después del cual la producción disminuye. En la última etapa, la producción suele entrar en un período de declive exponencial en el que la caída se vuelve cada vez menos pronunciada. La producción de petróleo puede no llegar nunca a cero, pero con el tiempo se vuelve muy baja. Los factores que pueden modificar esta curva incluyen:
La producción de petróleo en los Estados Unidos , excluyendo a Alaska, comenzó siguiendo la curva teórica de Hubbert durante algunas décadas, pero ahora se está desviando fuertemente de ella. La producción de petróleo de los Estados Unidos alcanzó un pico en 1970 y a mediados de la década de 2000 había caído a los niveles de la década de 1940. En 1950, los Estados Unidos producían más de la mitad del petróleo del mundo, pero en 2005 esa proporción había caído a alrededor del 8%. En 2005, las importaciones de petróleo crudo de los Estados Unidos alcanzaron un pico a una tasa dos veces mayor que la producción nacional; desde entonces, la producción de petróleo de los Estados Unidos ha aumentado y las importaciones han caído un 41%. [13]
El pico de producción en 1970 fue predicho por una de las dos proyecciones presentadas en 1956 por Hubbert. Para 1972 se habían eliminado todas las cuotas de importación y los controles sobre la producción interna de Estados Unidos. A pesar de esto, y a pesar de la cuadruplicación de los precios durante la crisis del petróleo de 1973 , la caída de la producción no se revirtió en los 48 estados continentales hasta 2009. Desde entonces, la producción de petróleo crudo ha aumentado marcadamente desde 2009 hasta 2014, de modo que la tasa de producción de petróleo de Estados Unidos en octubre de 2014 fue un 81% más alta que la tasa promedio en 2008. [14]
La curva de producción actual de Estados Unidos se desvía de la curva de Hubbert de 1956 en aspectos significativos:
El pico de producción de 1970 en Estados Unidos hizo que muchas personas comenzaran a preguntarse cuándo se produciría el pico de producción mundial. El pico de producción mundial se conoce como Peak Oil .
Un pico en la producción de petróleo podría resultar en una escasez mundial de petróleo, o podría incluso pasar desapercibido, ya que la demanda disminuye junto con el aumento de los precios. Si bien la escasez anterior se debió a una insuficiencia temporal de la oferta, cruzar el pico de Hubbert significaría que la producción de petróleo seguiría disminuyendo y que la demanda de esos productos debería reducirse para satisfacer la oferta. Los efectos de una escasez de ese tipo dependerían de la tasa de disminución y del desarrollo y la adopción de alternativas eficaces.
El uso de combustibles fósiles permite a los seres humanos participar en la destrucción de recursos, es decir, en el consumo de energía a un ritmo mayor que el de su sustitución. Actualmente, la economía industrial depende en gran medida del petróleo como combustible y materia prima química. Por ejemplo, más del 90% del transporte en los Estados Unidos depende del petróleo. [15]
Desde la década de 1940, la agricultura ha aumentado drásticamente su productividad, debido en gran medida al uso de pesticidas químicos , fertilizantes y una mayor mecanización. Este proceso se ha denominado la Revolución Verde . El aumento de la producción de alimentos ha permitido que la población mundial crezca drásticamente en los últimos 50 años. Los pesticidas dependen del petróleo como ingrediente fundamental y los fertilizantes requieren gas natural. La maquinaria agrícola también requiere petróleo.
La mayor parte o la totalidad de los usos de combustibles fósiles en la agricultura pueden reemplazarse con alternativas. Por ejemplo, el mayor aporte de combustibles fósiles a la agricultura es, con diferencia, el uso de gas natural como fuente de hidrógeno para el proceso de creación de fertilizantes Haber-Bosch . [16] El gas natural se utiliza simplemente porque es la fuente de hidrógeno más barata disponible en la actualidad; si eso cambiara, se podrían utilizar otras fuentes, como la electrólisis alimentada por energía solar , para proporcionar el hidrógeno necesario para crear fertilizantes sin depender de combustibles fósiles.
La escasez de petróleo puede obligar a adoptar métodos de " agricultura orgánica " que requieren menos insumos, que pueden ser más intensivos en mano de obra y requerir un traslado de la población de las zonas urbanas a las rurales, revirtiendo la tendencia hacia la urbanización que ha predominado en las sociedades industriales; sin embargo, algunos agricultores orgánicos que utilizan métodos modernos de agricultura orgánica han informado de rendimientos tan altos como los que se pueden obtener de la agricultura convencional, pero sin el uso de fertilizantes artificiales o pesticidas intensivos en combustibles fósiles. [17] [18] [19] [20]
Otro posible efecto se derivaría de la infraestructura moderna de transporte y vivienda. Una gran proporción de la población del mundo desarrollado vive en suburbios , un tipo de asentamiento de baja densidad diseñado teniendo en cuenta el automóvil . Un movimiento para abordar este problema de manera temprana, llamado " Nuevo Urbanismo ", busca desarrollar los suburbios en barrios de mayor densidad y utilizar formas de uso mixto de alta densidad para nuevos proyectos de construcción.
Un escenario más modesto, que suponga un ritmo más lento de agotamiento o una transición más fluida hacia fuentes de energía alternativas, podría causar igualmente dificultades económicas sustanciales, como una recesión o una depresión , debido al aumento de los precios de la energía. [ cita requerida ] La inflación también se ha vinculado a los picos de precios del petróleo. Sin embargo, los economistas no están de acuerdo sobre la fuerza y las causas de esta asociación. Véase Crisis energética .
El aumento de los precios del petróleo provoca un aumento de los precios de los alimentos de tres maneras. En primer lugar, el aumento de los costes de los combustibles para los equipos hace que los precios suban. En segundo lugar, los costes de transporte aumentan los precios al por menor. En tercer lugar, el aumento de los precios del petróleo está haciendo que los agricultores dejen de producir alimentos para dedicarse a producir cultivos para biocombustibles . [21] [22] La oferta y la demanda sugieren que si menos agricultores producen alimentos, el precio de los alimentos aumentará. [23]
Una alternativa que algunos consideran probable es que el petróleo sea reemplazado por energía renovable durante la primera mitad del siglo XXI. [24] El combustible de reemplazo probablemente sería el hidrógeno . Una economía del hidrógeno reemplazaría entonces a la economía actual basada en el petróleo. Otro posible combustible de reemplazo es el biogás , que está compuesto de metano . El metano tiene un punto de ebullición de -161 °C, en lugar de los -252,87 °C del hidrógeno, lo que hace que el metano sea un combustible mucho más fácil de condensar.
La energía solar es una fuente de energía inagotable. Cada hora llega a la superficie de la Tierra más energía solar que la que consume el mundo en un año. [25] Los desafíos de utilizar la energía del sol (que se puede obtener de la energía eólica o solar ) son que la energía debe (1) almacenarse en forma física de combustible para cuando pueda usarse en el futuro, o (2) transportarse directamente como electricidad, a través de líneas de transmisión. Ninguna de estas dos formas es despachable , ya que no hay control sobre cuándo brillará el sol o cuándo soplará el viento. Sin embargo, existen plantas de energía solar concentrada que utilizan almacenamiento térmico y pueden almacenar energía de manera eficiente durante hasta 24 horas.
La fusión nuclear podría sustituir al petróleo a escala global y gradual; desde el anuncio de la primera ganancia neta de energía en una reacción de fusión nuclear por parte del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore el 13 de diciembre de 2022, [26] se inició una carrera por desarrollar la naciente tecnología, Microsoft fue la primera empresa en cerrar un contrato para el suministro de energía procedente de la fusión nuclear con la empresa Helion Energy , [27] las empresas del sector acumulan inversiones por 5.000 millones de dólares, y aunque no existe ninguna planta de producción de energía, el sector confía, sobre todo en los últimos años, en entregar energía abundante y más barata para 2040, con algunos más optimistas creyendo que estará disponible a finales de la década, el santo grial de la energía puede jugar un papel decisivo en el futuro del petróleo en el mundo y su posterior declive como fuente de energía para la actividad humana.
Oil Education Television: Serie de entrevistas en video con destacados expertos internacionales en petróleo: http://oileducation.tv Archivado el 11 de enero de 2016 en Wayback Machine , https://www.youtube.com/oileducationtv
