Einführung in „Peak Oil“a.o.Univ.-Prof. Stephen Keeling

Institut für Mathematik und Wissenschaftliches Rechnen

Konzept: Einseitige Beschreibung…/konzept.htmlDokumentation: Präsentationen, Skripten…/dokumentation.htmlLinks: Vorträge, Filme, Berichte (z.B. Grünen), Bücher,

Theoretisch (z.B. Peaks, Spiele), Allgemein…/links.html

Entwicklung des Energieverbrauchs

• Arbeit von Tieren, Menschen und Treibstoff/Maschinen vs. Zeit:

• Verbrauch von erneuerbarer und nicht erneuerbarer Energie vs Zeit:

• Jeder Mensch im Westen hat 300 „Energie-Sklaven“ zur Verfügung.• Öl/Erdgas kritisch für Landwirtschaft (Düngemittel), Arzneimittel,

Kleidung, Plastik…

US Energiekonsum

Erneuerbare Energien als Anteildes Gesamtkonsums:

Energy Profit RatiosProzess EPR Prozess EPR

Nicht erneuerbar Erneuerbar

Öl & Erdgas Ethanol (Zuckerrohr) 0.8-1.7

1940s >100 Ethanol (Mais) 1.3

heute 10 Ethanol (Maisreste) 0.7-1.8

Kohle Methanol (Holz) 2.6

1950s 80 Solarheizung (+Backup)

heute 8 Flachkollectoren 1.9

Verflüssigte Kohle 0.5-8.2 Konz. Kollektoren 1.6

Erdgedrucktes Erdgas 1-5

Stromproduktion (Wasserstoff?) (1)

Kohle Solar

US Durchschnitt 9 Kraftsatellit 2

Overflächliche Kohle Kraftturm 4.2

Keine Bürste 6 Photovoltaik 1.7-10

Bürste 2.5 Geothermisch

Wasserkraft 11.2 Flüssigkeit dominiert 4

Kern (Leichtwasser) 4 Heise trockene Erde 1.9-13

Komplexe Systeme & Energie

• Energie? Kapazität zur Bewegung oder Änderung von Materie.• Thermodynamik (1.Gesetz): Energie kann umgewandelt werden

aber wird erhalten.• Entropie? Maß der Unordnung, Energie nicht verfügbar für Arbeit.• Thermodynamik (2.Gesetz): Gesamt-Entropie fällt nicht.

– Entropie (Komplexität) kann lokal fallen (steigen), z.B. Stadt, aber

– Entropie muss woanders steigen, z.B. Ölverbrennung.

• Ordnung verlangt Energie: aufgeräumtes Haus, repariertes Auto.• Wir geben diese Energie aus und brauchen dann Nachschub.• Menschen und Gesellschaften schaffen Ordnung mit einem

Energiefluss.

Ordnung und Komplexität haben immer Energiekosten!

Das Ertragsgesetz von Tainter• Zivilisationen gewinnen erst schnell von Komplexität: neue günstige

Lösungen, schnelle Auszahlungen, usw.

• Die Energiekosten steigen schnell und überholen Auszahlungen.• In flacher Zone wird eine Zivilisation auf Herausförderungen

verwundbar: Krieg, Umwelt, Ressourcen.• Komplexität fällt, das Leben wird durchschnittlich einfacher.

Ist Öl jetzt knapp?

• Die Ölquellen sind nicht leer, wie mit einem erschöpften Benzintank:

• Aktuelle Öl-Produktion ist eher wie die Körperleistung bei einem Rennen.

• Wir sind jetzt am „Peak“ (Spitze) der Öl-Produktion.• Peak Oil hat mit konkurrierenden Raten zu tun: Nachfrage & Angebot

Angebot & Nachfrage

• Weltölproduktion wird flacher, aber…

• Weltkonsum nicht:

Konsequenzen eines Peaks

• US-Entdeckung in 1930, US-Produktion in 1970:

• Vorher hätte OPEC kein Druckmittel gehabt! Gäbe keine Öl-Krise.• USA war führender Produzent, und niemand hat an Peak geglaubt.• Nun globales Peak: USA ist in Iraq und Afghanistan.

Nachfrage & Erschöpfung Wachsen

• Neue Nachfrage sammelt sich jedes Jahr.

• Neuer Produktionsdefizit sammelt sich jedes Jahr.

Woher kommt neue Produktion?

• Neue Entdeckung? Fallend seit 40 Jahren:

• Kleine Welle in 2000 wegen Kazakhstan, weniger als erwartet, Trend geht wieder hinunter.

Neue Produktion von Entdeckung?• Erkunden zusammen mit Entdeckung - Produktion:

• Stärkstes Bohren in 80er Jahren: Marktkräfte haben kein Öl erzeugt.• 2003: $8Milliard in explorierendes Bohren investiert, nur $4Millard

in Öl gefunden. Es zahlt sich nicht aus.

Neue Produktion von Entdeckung?

• Durchbruch der 80er Jahren ermöglicht Identifizierung der Öl-Felder:

Mit seismischer Technologie werdendie kleinsten Mengen gefunden.

Schon bekannt, wo die Hauptfeldersind.

Neue Produktion von nicht Konventionellen Quellen?

• Nicht konventionelle Quellen: Viel teuerer sind– Tiefwasserfelder

– Erdgasflüssigkeiten

– Arktische Felder

– Teersand aus Kanada

– Schieferöl aus Colorado

– Schweres Öl aus Venezuela

• Neueste Felder: (Tiefwasserfelder schon ein Hinweis)– Küste von Nigeria

– Küste von Brazilien

– Golf von Mexiko

• Summe dieser ist 7-8MB/Tag, und 18MB/Tag in 2007 notwendig.• Es gibt keine weiteren Megaprojekte (Def: 110kB/Tag beim Peak).

Neue Produktion von nicht Konventionellen Quellen?

• Konventionelles und nicht konventionelles Öl und Erdgas:

Neue Produktion von existierenden Feldern?

• Wachstum der vorhandenen Ressource– Buchhaltungsmanipulation wegen Steuer und Quoten (OPEC)– Neue Technologie für Produktion

• Neuere Felder haben schon die letzte Technologie.

• Zutreffend für ältere Felder.

• Schon über 50% Salzwasser gepumpt in Saudia Arabien.

• Wenn die notwendige Produktion so erzeugt werden kann, warum

sind die Tiefwasserprojekte und Teersandsprojekte mit großen Kosten durchgeführt worden?

• Kann man erwarten: Eingeschränktes Angebot ➾ höheren Preis ➾ reduzierte Nachfrage ➾ gebremste Wirtschaft?

Was ist zu erwarten?• Vice Provost & Prof. David Goodstein, CalTech (von der Webseite):

„As things stand today, the only possible substitutes for our fossil-fuel dependency are light from the sun and nuclear energy. Developing a way of running a civilization like ours on those resources is an enormous challenge…there are also huge technical problems to be solved. So, you might well ask, what can Caltech do to help?The ultimate solution to our energy problem would be to master the power of controlled thermonuclear fusion, which we’ve been talking about doing for more than half a century. The solution has been 25 years away for the past 50 years, and it is still 25 years away. Beyond those sobering statistics, there are at least five or six schemes for harnessing fusion energy that I know of…But attaining this objective is far off.So, what does the future hold? Well, for one thing, there will be an oil crisis very soon. Whether that means it has already begun or won’t happen until later in this decade or sometime in the next decade, I don’t know. In my view, the numbers are not dependable enough for us to say. However, while the difference between those estimates may be very important to us, it’s of no importance at all on the timescale of human history. Either we, our children, or perhaps our grandchildren, are in for some very, very bad times.“

Massnahmen?• Vergleich der Energiekosten für Transport:

Massnahmen?• Vergleich der täglichen Energiekosten:

Kooperation?

• Es gibt Das Uppsala Protocol – siehe Links auf der Webseite.

• Kuba hat Peak Oil schon erlebt – siehe den Film zwischen Links:

„The Power of Community: How Cuba Survived Peak Oil“

• Wann ist es in den eigenen Interessen zu kooperieren?– Was ist von anderen zu gewinnen?

– Was ist zu verlieren?

– Macht es einen Unterschied, ob die Transaktionen einmalig oder mehrmalig stattfinden?

• Diese Themen werden in der Modellierungs-VO bearbeitet.