El agotamiento del petróleo es la disminución de la producción de petróleo de un pozo, campo petrolero o área geográfica. [1] La teoría del pico de Hubbert hace predicciones de las tasas de producción basadas en tasas de descubrimiento anteriores y tasas de producción anticipadas. Las curvas de Hubbert predicen que las curvas de producción de recursos no renovables se aproximan a una curva de campana . Así, según esta teoría, cuando se supera el pico de producción , las tasas de producción entran en un descenso irreversible. [2] [3]
La Administración de Información Energética de Estados Unidos predijo en 2006 que el consumo mundial de petróleo aumentará a 98,3 millones de barriles por día (15.630.000 m 3 /d) (mbd) en 2015 y 118 millones de barriles por día en 2030. [4] Con el petróleo mundial de 2009 consumo en 84,4 mbd, [5] alcanzar el nivel de consumo proyectado para 2015 representaría un aumento anual promedio entre 2009 y 2015 del 2,7% anual.
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 enterrados en los sedimentos del fondo del océano. Cuando las condiciones eran adecuadas (falta de oxígeno para la descomposición y suficiente profundidad y temperatura para el entierro), estos restos orgánicos se convertían en compuestos de petróleo, mientras que el sedimento que los acompañaba se convertía en arenisca, limolita y otras rocas sedimentarias porosas. Cuando estaban cubiertos por rocas impermeables como esquisto, sal o intrusiones ígneas, formaron los yacimientos de petróleo que se explotan hoy. [6] [7]
A corto y mediano plazo, la disminución de la producción de petróleo se produce de manera predecible según las circunstancias geológicas, las políticas gubernamentales y las prácticas de ingeniería. La forma de la curva de declive varía dependiendo de si se considera un pozo, un campo o un conjunto de campos. A más largo plazo, los avances tecnológicos han desafiado algunas de las predicciones.
Un pozo de petróleo individual generalmente produce a su ritmo máximo 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 declive depende del yacimiento de petróleo y del mecanismo de accionamiento del yacimiento. Los pozos en yacimientos impulsados por agua y por capas de gas a menudo producen a un ritmo casi constante hasta que el agua invasora o la capa de gas en expansión llegan al pozo, lo que provoca una disminución repentina en la producción de petróleo. Los pozos en yacimientos impulsados por solución de gas y por expansión de petróleo tienen caídas exponenciales o hiperbólicas: caídas rápidas al principio, que luego se estabilizan. [8]
La forma de la curva de producción de un pozo petrolero también puede verse afectada por una serie de factores no geológicos:
Los pozos petroleros individuales generalmente se encuentran dentro de campos petroleros de múltiples pozos . Al igual que con los pozos individuales, las curvas de producción de los campos petroleros varían según la geología y cómo se desarrollan y producen. Algunos campos tienen perfiles de producción simétricos en forma de campana, pero es más común que el período de aumento de la producción sea más breve y más pronunciado que el declive posterior. Más de la mitad de la producción suele producirse después de que un campo ha alcanzado un pico o una meseta. [9] Los perfiles de producción de muchos yacimientos muestran distintos picos, pero en el caso de los yacimientos petrolíferos gigantes, es más común que la producción alcance y mantenga una meseta antes de disminuir. Una vez que un campo decae, generalmente sigue una disminución exponencial. [10] A medida que esta disminución se estabiliza, la producción puede continuar a tasas relativamente bajas. Varios yacimientos petrolíferos en EE.UU. han estado produciendo durante más de 100 años. [11] [12]
Las curvas de producción de los campos petroleros pueden verse modificadas por una serie de factores:
La mayor parte del petróleo se encuentra en un pequeño número de yacimientos petrolíferos muy grandes. Según la teoría del pico de Hubbert, la producción comienza lentamente, aumenta cada vez más rápido, luego se desacelera y se aplana hasta alcanzar un pico, después del cual la producción disminuye. En la última etapa, la producción a menudo entra en un período de declive exponencial en el que el declive se vuelve cada vez menos pronunciado. Es posible que la producción de petróleo nunca llegue a cero, pero eventualmente llega a ser muy baja. Los factores que pueden modificar esta curva incluyen:
La producción de petróleo en Estados Unidos , siempre que se excluya Alaska, comenzó siguiendo durante algunas décadas la curva teórica de Hubbert, pero ahora se está desviando fuertemente de ella. La producción de petróleo estadounidense alcanzó su punto máximo en 1970 y, a mediados de la década de 2000, había caído a los niveles de la década de 1940. En 1950, Estados Unidos producía más de la mitad del petróleo mundial, pero en 2005 esa proporción había caído a alrededor del 8%. En 2005, las importaciones estadounidenses de petróleo crudo alcanzaron su punto máximo a un ritmo dos veces mayor que la producción nacional; Desde entonces, la producción de petróleo estadounidense 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. En 1972 se habían eliminado todas las cuotas de importación y los controles sobre la producción nacional estadounidense. A pesar de esto, y a pesar de que los precios se cuadriplicaron durante la crisis del petróleo de 1973 , la disminución de la producción no se revirtió en los 48 estados inferiores hasta 2009. Desde entonces, la producción de petróleo crudo ha aumentado drásticamente desde 2009 hasta 2014, de modo que la tasa de producción de petróleo de Estados Unidos en Octubre de 2014 fue un 81% superior a la tasa promedio de 2008. [14]
La curva de producción real de Estados Unidos se desvía de la curva de Hubbert de 1956 de manera significativa:
El pico de producción de 1970 en Estados Unidos hizo que muchas personas comenzaran a preguntarse cuándo ocurriría el pico de producción mundial. El pico de producción mundial se conoce como Pico del petróleo .
Un pico en la producción de petróleo podría provocar una escasez mundial de petróleo, o incluso podría pasar desapercibido, ya que la demanda disminuye junto con el aumento de los precios. Si bien la escasez pasada 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 estos productos debe reducirse para satisfacer la oferta. Los efectos de tal escasez dependerían del ritmo de disminución y del desarrollo y adopción de alternativas efectivas.
El uso de combustibles fósiles permite a los humanos participar en el derribo, que es el consumo de energía a un ritmo mayor del que se reemplaza. Actualmente, la economía industrial depende en gran medida del petróleo como combustible y materia prima química. Por ejemplo, más del 90% del transporte en Estados Unidos depende del petróleo. [15]
Desde la década de 1940, la agricultura ha aumentado drásticamente su productividad, debido en gran parte al uso de pesticidas químicos , fertilizantes y una mayor mecanización. A este proceso se le ha llamado Revolución Verde . El aumento de la producción de alimentos ha permitido que la población mundial crezca dramáticamente durante los últimos 50 años. Los pesticidas dependen del petróleo como ingrediente fundamental y los fertilizantes requieren gas natural. La maquinaria agrícola también necesita petróleo.
La mayoría o todos los usos de los combustibles fósiles en la agricultura pueden sustituirse por alternativas. Por ejemplo, con diferencia el mayor insumo de combustibles fósiles para la agricultura es el uso de gas natural como fuente de hidrógeno para el proceso de creación de fertilizantes de Haber-Bosch . [16] El gas natural se utiliza simplemente porque es la fuente de hidrógeno más barata disponible actualmente; Si eso cambiara, se podrían utilizar otras fuentes, como la electrólisis alimentada por energía solar , para proporcionar hidrógeno para crear fertilizantes sin depender de combustibles fósiles.
La escasez de petróleo puede obligar a adoptar métodos de " agricultura orgánica " con menores insumos, que pueden requerir más mano de obra y exigir un desplazamiento de la población de las zonas urbanas a las rurales, invirtiendo 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 reportado rendimientos tan altos como los disponibles en la agricultura convencional, pero sin el uso de fertilizantes o pesticidas artificiales que utilizan muchos combustibles fósiles. [17] [18] [19] [20]
Otro posible efecto se derivaría de la moderna infraestructura de transporte y vivienda. Una gran proporción de la población del mundo desarrollado vive en suburbios , un tipo de asentamiento de baja densidad diseñado pensando en el automóvil . Un movimiento para abordar este problema tempranamente, llamado " Nuevo Urbanismo ", busca convertir los suburbios en vecindarios de mayor densidad y utilizar formas de uso mixto de alta densidad para nuevos proyectos de construcción.
Un escenario más modesto, suponiendo una tasa de agotamiento más lenta o una transición más suave hacia fuentes de energía alternativas, aún podría causar dificultades económicas sustanciales, como una recesión o depresión debido a los mayores precios de la energía. [ cita necesaria ] La inflación también se ha relacionado con los aumentos de los 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 costos del combustible para los equipos impulsa los precios más altos. En segundo lugar, los costos de transporte aumentan los precios minoristas. En tercer lugar, el aumento de los precios del petróleo está provocando que los agricultores dejen de producir cultivos alimentarios y se dediquen 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 actual economía basada en el petróleo. Otro posible combustible de sustitución 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.
Otros consideran que toda la idea de "la economía del hidrógeno" es errónea. El hidrógeno comprimido tiene una densidad energética de sólo 5,6 megajulios por litro. Robert Zubrin analiza los problemas prácticos del uso del hidrógeno como medio de almacenamiento de energía en Energy Victory: Winning the War on Terror by Breaking Free of Oil . [25] Considera que el hidrógeno es una forma muy pobre de almacenamiento y que las baterías , el metanol o el dimetiléter serían mejores. Este punto se reitera en Más allá del petróleo y el gas: la economía del metanol [26] y en el libro de David MacKay que se describe a continuación.
La energía geotérmica es una fuente de energía sostenible que puede producir hidrógeno. Tenga en cuenta que David MacKay ha demostrado en su libro Energía sostenible: sin aire caliente [27] que la geotermia sólo puede satisfacer una pequeña fracción de las necesidades del mundo de forma sostenible. En algunas áreas ubicadas sobre puntos geológicos críticos (como Islandia), la geotermia tiene más sentido.
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. [28] El desafío de utilizar la energía del sol (energía que se puede obtener de la energía eólica o de la energía solar ) es que la energía debe (1) almacenarse en forma física de combustible para cuando pueda usarse en el futuro, o (2) transportado directamente como electricidad, a través de líneas de transmisión. Ninguno de los dos es despachable , ya que no hay control sobre cuándo brillará el sol o cuándo soplará el viento. Sin embargo, existen plantas de energía solar de concentración 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, [29] comenzó una carrera para desarrollar la tecnología naciente, Microsoft fue la primera empresa en cerrar un contrato para el suministro de energía procedente de fusión nuclear con la empresa Helion Energy , [30] las empresas del sector acumulan inversiones por 5 mil millones de dólares, y aunque no existe una planta de producción de energía, el sector confía, sobre todo en los últimos años, en entregar energía abundante y más barata. Para 2040, aunque algunos más optimistas creen que estará disponible a finales de la década, el santo grial de la energía puede desempeñar un papel decisivo en el futuro del petróleo en el mundo y su consiguiente declive como fuente de energía para la actividad humana. .
Oil Education Television: Serie de entrevistas en vídeo con destacados expertos internacionales en petróleo: http://oileducation.tv Archivado el 11 de enero de 2016 en Wayback Machine , https://www.youtube.com/oileducationtv
