Elektroautos und der „Peak of Oil“. Wahrheit im Modell - 3

Nach dem Artikel über die kurzfristigen Aussichten des „Schiefers“ möchte ich die Reise in die Zukunft fortsetzen: Wann wird das Öl zur Ruhe kommen? Um über eine so ferne Zukunft zu sprechen, ist es sinnvoll, sich den Auswirkungen von Systemübergängen und der Verbreitung von Innovationen zuzuwenden.

Innovationsgeschwindigkeit

In dem Film „The Matrix“ gibt es eine Episode, in der Morpheus philosophiert, dass die virtuelle Welt ihren eigenen Gesetzen gehorcht, die sich grundlegend von den Gesetzen der realen Welt unterscheiden. Und heute ist es sichtbarer als je zuvor: In der digitalen Welt gedeihen Konzepte und Produkte innerhalb weniger Jahre, manchmal Tage. Beispielsweise erreichte das tägliche Publikum des Spiels "Pokemon Go" in zwei Wochen die Hälfte des Twitter-Niveaus, Facebook erreichte in 10 Jahren 10% der Weltbevölkerung und Microsoft übertrug Hunderte Millionen Benutzer von Windows 7 auf Windows 10, indem es die Aktualisierungsmechanismen änderte. Infolgedessen entsteht der falsche Eindruck, dass der Rest der Welt schnell ist - von Tag zu Tag wird der Planet mit Elektroautos, Sonnenkollektoren und Bitcoins gefüllt sein.


Die Verbreitung von Konzepten und Objekten in der realen, physischen Welt ist jedoch mit einem erheblichen Ressourcenaufwand verbunden - Energie, Material, Finanzen. Materialwerte eignen sich nicht zum Kopieren und Einfügen, und es dauert im Gegensatz zu E-Mails Wochen, um auf ein Paket aus China zu warten. Die Geschwindigkeit des Eindringens von Personenkraftwagen in die Gesellschaft war äußerst gering - jeder zehnte Erdmann bekam nur 65 Jahre nach Beginn seiner industriellen Produktion ein Auto. Für Mobiltelefone hat es 20 Jahre gedauert, und nach den Maßstäben der realen Welt ist dies eine ultraschnelle Ausnahme von der Regel - dies kann an der geringen Größe und dem geringen Preis jedes Geräts sowie an den Vorteilen der Killer gegenüber einem Festnetztelefon liegen.

Da es sich um Energie und Öl handelt, ist Solarenergie zu erwähnen: 1982 erschien ein Solarkraftwerk mit einer Leistung von 1 Megawatt, 2000 brachte für alle Stationen eine Marke von insgesamt 1 Gigawatt. Bis 2016 ist Solarenergie allen bekannt, benötigt jedoch eine unverhältnismäßig geringe Menge - 1,3% der weltweiten Stromerzeugung und 0,5% der gesamten Primärenergieerzeugung mit 295 Gigawatt. Oder ein Beispiel: Nur wenige wissen es, aber einst besetzten Elektroautos 30% der gesamten Fahrzeugflotte, und das war 1900 in den USA. Der nächste Meilenstein sind bereits die 1990er Jahre, als General Motors, Toyota usw. produzierte mehrere tausend Elektrofahrzeuge für den amerikanischen Markt, aber die Projekte wurden für erfolglos erklärt. Tesla brachte 2008 sein erstes Elektroautomodell auf den Markt. 2016 belief sich der Absatz des Unternehmens auf 84.000 Einheiten.

Wenn wir die Elektroautos zu Beginn des Jahrhunderts abschneiden, können wir sagen, dass Jahrzehnte bevorstehen und das siegreiche Ende des Jahrzehnts bevorsteht: 2016 wurden 466.000 Elektroautos (ohne Hybride) gegen fast Hunderte Millionen Fahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor (ICE) produziert - der Unterschied beträgt das 200-fache. Zweitens haben Elektroautos im Gegensatz zu „schnellen“ Mobiltelefonen keine Killerfunktionen - grundlegende Vorteile gegenüber herkömmlichen Autos. Im Moment ist es eher das Gegenteil.

Moral: Die reale Welt ist im Gegensatz zur virtuellen Welt sehr träge und Innovation verbreitet sich seit Jahrzehnten in der gesamten Gesellschaft. Sie sollten die Fehler früherer Generationen nicht wiederholen und sagen, dass in ein paar Jahren alles auf den Kopf gestellt wird. Die reale Welt funktioniert nicht so und gehorcht ihren eigenen ungeschickten Gesetzen.

Ölverbrauch: stetiges Wachstum über 30 Jahre

Beim künftigen Übergang von der Ölindustrie und Verbrennungsmotoren zu Elektrizität und Elektrofahrzeugen können einige wichtige Punkte hervorgehoben werden. Dies ist der „Höhepunkt des Öls“, wenn das Maximum an Produktion und Nachfrage erreicht ist, und eine mehrfache Reduzierung des Ölverbrauchs, was einen abgeschlossenen Übergang bedeutet. Petrochemie und andere Industrien, Luftfahrt, Schifffahrt, Güterverkehr usw. Die Nachfrage wird nicht stark sinken, daher erwartet uns auf lange Sicht von zwei Jahrzehnten nur der „Höhepunkt des Öls“. Darüber hinaus sagt die aktuelle Situation in der Ölindustrie und in den Ölreserven, dass der „Höhepunkt“ nicht mit Produktionsbeschränkungen verbunden sein wird, sondern mit einem Rückgang des Verbrauchs.

Hier ist das Muster des Ölverbrauchs in der Dynamik:


Was erwähnenswert ist: Der Nichttransportölverbrauch (grau in der Grafik) stagniert seit 30 Jahren im Wesentlichen, dort sind keine Revolutionen dargestellt. Im Gegenteil , billiges Öl stimuliert diesen Sektor jetzt. In dem wachsenden Sektor der Personenkraftwagen besteht jedoch die Gefahr der Ausbreitung von Elektrofahrzeugen, und alle Gespräche über den „Peak of Oil“ sind logisch, um ihn zu reduzieren. Der Verbrauch im Verkehrssektor wächst seit 30 Jahren linear. Um einen „Höhepunkt“ zu erreichen, müssen Sie dieses Wachstum umkehren. Im Durchschnitt sind es 1,1 bis 1,2 Millionen Barrel pro Tag (MB / Tag) pro Jahr, und in den letzten Jahren hat sich das Wachstum der Ölnachfrage aufgrund niedriger Preise sogar beschleunigt.

Und noch eine überraschende Tatsache: Die Grafik zeigt keine Anzeichen für eine Steigerung des Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors, was häufig versucht wird, den zukünftigen Rückgang des Ölverbrauchs zu erklären. Der Grund ist einfach: Die Flotte wächst exponentiell viel schneller als die Effizienz. Zweitens steigt auch die durchschnittliche jährliche Kilometerleistung des Autos. Das Verhältnis kann grafisch in der Grafik angezeigt werden:


Einerseits eine Verdreifachung der Flotte, andererseits eine leichte Verringerung des jährlichen Verbrauchs an Erdölprodukten pro Auto

Peak Oil Arithmetic

Sie können oben sehen, dass der Ölverbrauch von Personenkraftwagen um durchschnittlich 0,5 MB / d pro Jahr stark zunimmt. Es ist verständlich, dass jährlich zig Millionen Autos produziert werden, 2016 69,5 Millionen. Aber nicht jede Produktion de facto sorgt für diesen Anstieg des Verbrauchs, da ein Teil der Maschinen außer Betrieb geht und durch neue ersetzt werden muss. Gleichzeitig verbrauchen Neuwagen weniger Kraftstoff und zwei außer Betrieb sind gleich drei Neuwagen. Aufgrund des Austauschs alter Autos und der Steigerung der Effizienz kann die Produktion in folgende Komponenten unterteilt werden:


Die Summe der Felder ist die jährliche Produktion.

Dementsprechend sind von 69,5 Millionen Maschinenproduktionen nur 25,5 Millionen für den Anstieg des Ölverbrauchs verantwortlich. Und um dieses Wachstum zu stoppen, müssen sie durch die Produktion von Elektrofahrzeugen ersetzt werden. Die jährliche Produktion von mehr Elektrofahrzeugen wird zu einer Verringerung des Ölverbrauchs in diesem Sektor führen.

Transport ist aber nicht nur Autos. Der weltweite Passagier- und Frachtumsatz wächst mit der Wirtschaft, so dass sich das Verbrauchswachstum im Luft-, See- und Güterverkehr fortsetzt. Flugzeuge fliegen sehr lange Kerosin; Der Seeverkehr kann theoretisch auf Flüssigerdgas umstellen, es gibt jedoch keine Fortschritte und dies ist nicht geplant . Güterfahrzeuge bleiben mindestens zehn Jahre in der Elektrifizierung zurück und werden bis 2030 keine Zeit haben, einen wesentlichen Einfluss auszuüben. Auf der Welt gibt es also andere Sektoren, die das Wachstum des Ölverbrauchs gewährleisten und sicherstellen. Das Gesamtverbrauchswachstum dieser drei Sektoren beträgt etwa 0,65 MB / d pro Jahr, was bedeutet, dass zusätzliche 31 Millionen Elektrofahrzeuge erforderlich sind, um es auszugleichen. Insgesamt - 56 Millionen. Natürlich sind die Zahlen willkürlich, aber das Hauptziel ist es, die Situation auch allgemein zu verstehen.

Gleichzeitig nimmt der Fuhrpark exponentiell zu, so dass im Laufe der Zeit immer mehr Elektrofahrzeuge für die „Ölspitze“ benötigt werden. Zweitens fallen auch Elektroautos aus der Flotte aus und müssen durch neue ersetzt werden. Daher läuft der „Peak of Oil“ von Elektrofahrzeugen weg:


Das Erreichen der Produktion der gelben Linie führt zu „Peak Oil“

Während sich die Produktion von Elektrofahrzeugen relativ langsam entwickelt - laut einer kubischen Parabel - und in absehbarer Zukunft wird es nicht funktionieren, um die Produktion zu erreichen, die für den „Peak of Oil“ notwendig ist. Wenn jedoch in Zukunft eine Reihe von Faktoren zusammenfallen, kann sich das Wachstum beschleunigen und auf den Exponenten verlagern. Beispielsweise kann die Kombination der Konzepte eines Elektroautos und eines Autopiloten die Kosten für Stadttaxidienste erheblich senken. Oder es wird einen Durchbruch bei Batterien geben und Elektroautos werden endlich ein Killer-Feature in Bezug auf Preis, Reichweite und so weiter haben. Nun, oder andere Sektoren des Ölverbrauchs werden anfangen zu sinken, was nicht ausgeschlossen werden kann.

Es ist nicht verwunderlich, dass für den „Peak of Oil“ eine derart himmelhohe Produktion von Elektrofahrzeugen erforderlich ist. Die weltweite Produktion von Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor wird bald über hundert Millionen betragen, und eine Flotte von Autos für eineinhalb Milliarden. Millionen oder sogar zig Millionen Elektrofahrzeuge können offensichtlich nicht loswerden.

Seitenansicht: IWF und Bloomberg

Vergleichen Sie die Ergebnisse zur Überprüfung der Angemessenheit mit seriösen Organisationen. Beispielsweise hat der Internationale Währungsfonds kürzlich versucht, den Ölverbrauch langfristig zu schätzen, indem er einige historische Analogien auf den aktuellen Trend gebracht hat: den Übergang von Pferdestärken zu Autos und die Dynamik der Automobilproduktion im frühen 20. Jahrhundert. Im superoptimistischen Szenario für Elektrofahrzeuge tritt der „Peak of Oil“ um 2027 auf, und im Jahr 2040 wird die Nachfrage nach Öl um ein Drittel geringer sein als die derzeitige. Das Szenario geht jedoch von einer 200-fachen Zunahme der Elektrofahrzeugflotte über 10 Jahre aus, was diese historische Analogie ungeeignet macht. In einem angemesseneren Szenario „erreichen“ die Ölspitzen in den 2030er Jahren und im Jahr 2040 liegt die Nachfrage nur 4% unter dem aktuellen Niveau.

Nach Angaben der Energieabteilung der Agentur Bloomberg ist der Beitrag von Elektrofahrzeugen zum Ersatz des Ölverbrauchs ebenfalls gering - die gesamte Flotte von Elektrofahrzeugen (anstatt ein einziges Jahr zu produzieren) unter Berücksichtigung von Plug-in-Hybriden im Jahr 2016 ersetzte 0,017 MB / d Ölverbrauch. Bezogen auf das durchschnittliche jährliche Wachstum der Ölnachfrage (1,2 MB / d) und vor allem des gesamten Ölverbrauchs (96 MB / d) - eine unbedeutende Zahl.

Gleichzeitig werde ich einen früheren Artikel zum Thema "Öl gegen Elektroautos" erwähnen, in dem ich eine andere Methodik verwendete, aber ein ähnliches Ergebnis erzielte: einen Höhepunkt in den 2030er Jahren mit einem Park von mehreren hundert Millionen Elektroautos.

Soll ich meinen Enkelkindern Öl überlassen?

Nach der Straffung des oben Gesagten ist es sehr wahrscheinlich, dass der „Peak of Oil“ irgendwo in den 2030er Jahren auftreten wird. Dies ist wahnsinnig weit, wenn Sie heute für sich selbst leben, aber sehr nah, wenn Sie das Ausmaß der Nation und des Staates denken. Die Reduzierung der Ölnachfrage wird es ermöglichen, auf alte Felder weitgehend zu verzichten, ohne neue zu erkunden und zu erschließen, was die Produktionskosten und folglich die Weltmarktpreise senken wird.

Die Ölförderung und der Export als Grundlage der russischen Wirtschaft werden seit langem unter dem Vorwand kritisiert, Kindern und Enkelkindern eine wertvolle und nicht erneuerbare Ressource zu hinterlassen. Aufgrund der „Ölspitze“ und der Elektrofahrzeuge wird Öl jedoch nicht länger als ein paar Jahrzehnte wertvoll sein. Und dann ist bereits unbekannt, ob es nach der Gewinnung im fernen Arktischen Ozean überhaupt rentabel sein wird, es zu exportieren, da die billigen Lagerstätten West- und Ostsibiriens zu diesem Zeitpunkt anständig erschöpft sein werden. Daher ist die Strategie, Öl „für später“ zu lassen, falsch - es muss sofort gefördert werden, obwohl dies sinnvoll ist. Investieren Sie als Nächstes in etwas Nützliches und erhalten Sie positives Feedback. Und vor allem gibt es keine Garantie dafür, dass es ohne Öl- und Gasexporte besser wird - für Beispiele in der ehemaligen UdSSR muss man nicht weit gehen. Angesichts der Tatsache, dass wir seit mehr als 20 Jahren viel billigeres Öl haben, lohnt sich die Eile, und die Russen am Ende des 21. Jahrhunderts schätzen Öl möglicherweise nicht als Geschenk ihrer Vorfahren.

Es wird angenommen, dass Öl der Fluch Russlands ist, aufgrund dessen das Land nicht in der Lage war, mehr Hightech-Industrien zu entwickeln, und nach dieser Hypothese wären weitere Bemühungen zur Steigerung von Produktion und Export nur schädlich. Tatsächlich stört das eine nicht das andere und in der Welt der ausreichend entwickelten Länder mit einer ähnlichen Durchdringung des Bergbaus in die Wirtschaft - Norwegen, Australien, Kanada.

Möglicherweise besteht der Wunsch, Öl den Enkelkindern ihrer eigenen strategischen Interessen zu überlassen - für die Luftfahrt und so weiter. In diesem Fall ist der Verbrauch jedoch gering und die alten Einlagen für diese Zeit werden damit fertig. Zweitens kann Öl aus Gas gewonnen werden , das wir noch hundert Jahre haben, und aus Kohle , die zweihundert Jahre alt ist. Und drittens aus Luft und Wasser - vom ersten, der Kohlenstoff nimmt, vom zweiten Wasserstoff. Prozesse aus Gas und Kohle sind seit langem ausgearbeitet, und aus Luft und Wasser bisher nur das Niveau von Laborexperimenten und Amortisation mit ein paar hundert Dollar pro Barrel Öl.

Wie der „Ölgipfel“ die Welt neu zeichnen wird, ist eine umstrittene Frage. Öl wird jedoch weiterhin in großen Mengen benötigt, auch wenn der Verbrauch sinken wird. Zweitens ist es nicht weniger schwierig, Erdgas zu ersetzen, so dass es lange dauern wird, dem Wettbewerb der Energiequellen in dieser langwierigen Kohlenwasserstoff-Ära zu folgen.

Frühere Veröffentlichungen zum Thema:

Wahrheit im Modell - 1 : Modellierung der Schieferölproduktion
Wahrheit im Modell - 2 : Modellierung von Flüssen und Akkumulation von Elektrizität für ein Stromnetz mit einem großen Anteil erneuerbarer Energiequellen