Carros elétricos e o "pico do petróleo". Verdade no modelo - 3

Após o artigo sobre as perspectivas de curto prazo do “xisto”, gostaria de continuar a jornada no futuro: quando o petróleo irá parar? Para falar sobre um futuro tão distante, faz sentido recorrer à forma como ocorrem as transições do sistema e a disseminação da inovação.

Velocidade da inovação

No filme "Matrix", há um episódio em que Morfeu filosofa que o mundo virtual obedece a suas próprias leis que são fundamentalmente diferentes das leis do mundo real. E hoje está mais visível do que nunca: no mundo digital, conceitos e produtos florescem e morrem em questão de anos, às vezes dias. Por exemplo, o público diário do jogo "Pokemon Go" atingiu metade do nível do twitter em duas semanas, o Facebook em 10 anos atingiu 10% da população mundial e a Microsoft transferiu centenas de milhões de usuários do Windows 7 para o Windows 10 alterando os mecanismos de atualização. Como resultado disso, cria-se a falsa impressão de que o resto do mundo é rápido - dia após dia, o planeta estará cheio de carros elétricos, painéis solares e bitcoins.


Mas a disseminação de conceitos e objetos no mundo físico real está associada a um gasto significativo de recursos - energia, material e financeiro. Os valores do material não se prestam para copiar e colar e leva semanas para esperar um pacote da China, diferentemente do email. A velocidade de penetração de carros pessoais na sociedade era extremamente lenta - todo décimo homem da terra adquiria um carro apenas 65 anos após o início de sua produção industrial. Levou 20 anos para telefones celulares e, para os padrões do mundo real, essa é uma exceção extremamente rápida à regra - pode ser por causa do tamanho e preço pequenos de cada dispositivo, bem como pela presença de vantagens incríveis em relação a um telefone fixo.

Como estamos falando de energia e petróleo, é apropriado mencionar a energia solar: em 1982, uma usina de energia solar com capacidade de 1 megawatt apareceu, 2000 trouxe uma marca de 1 gigawatt no total para todas as estações. Até 2016, a energia solar é bem conhecida por todos, mas é necessária uma quantidade desproporcionalmente pequena - 1,3% da produção global de eletricidade e 0,5% de toda a produção de energia primária com 295 gigawatts. Ou um exemplo: poucas pessoas sabem, mas antes os carros elétricos ocupavam 30% de toda a frota de carros, e isso foi em 1900 nos EUA. O próximo marco já é a década de 1990, quando General Motors, Toyota, etc. produziu vários milhares de veículos elétricos para o mercado americano, mas os projetos foram declarados infrutíferos. A Tesla lançou seu primeiro modelo de carro elétrico em 2008, em 2016 as vendas da empresa totalizaram 84 mil unidades.

Cortando carros elétricos do início do século, podemos dizer que décadas estão à frente e o final vitorioso da década: em 2016, 466 mil carros elétricos (excluindo híbridos) foram produzidos contra quase centenas de milhões de veículos com um motor de combustão interna (ICE) - a diferença é 200 vezes. Em segundo lugar, diferentemente dos telefones celulares "rápidos", os carros elétricos não possuem características impressionantes - vantagens fundamentais em relação aos carros convencionais. No momento, é mais provável o contrário.

Moralidade: o mundo real, ao contrário do virtual, é muito inercial e a inovação vem se espalhando por toda a sociedade há décadas. Você não deve repetir os erros das gerações anteriores e dizer que em alguns anos tudo ficará de cabeça para baixo. O mundo real não funciona assim e obedece a suas próprias leis desajeitadas.

Consumo de petróleo: crescimento constante ao longo de 30 anos

Na futura transição da indústria de petróleo e dos motores de combustão interna para veículos elétricos e elétricos, alguns pontos-chave podem ser destacados. Este é o “pico do petróleo”, quando o máximo de produção e demanda é atingido, e uma redução múltipla no consumo de petróleo, o que significa uma transição completa. Petroquímica e outras indústrias, aviação, transporte marítimo, frete, etc. a demanda não diminuirá muito; portanto, no longo prazo de duas décadas, apenas o “pico do petróleo” nos espera. Além disso, a situação atual da indústria e das reservas de petróleo diz que o “pico” não estará associado a restrições de produção, mas a uma redução no consumo.

Aqui está o padrão do consumo de petróleo na dinâmica:


O que vale a pena notar: O consumo de óleo não transportado (cinza no gráfico) estagnou essencialmente por 30 anos, nenhuma revolução é descrita lá. Pelo contrário , agora o petróleo barato está estimulando esse setor. Porém, no crescente setor de automóveis de passageiros, existe o risco de propagação de veículos elétricos e toda a conversa sobre o “pico do petróleo” é lógica para reduzi-lo. O consumo do setor de transportes cresce linearmente há 30 anos; portanto, para atingir um pico, você precisa reverter esse crescimento. Em média, é de 1,1 a 1,2 milhão de barris por dia (MB / d) por ano e, nos últimos anos, devido aos baixos preços, o crescimento da demanda por petróleo acelerou.

E outro fato surpreendente: o gráfico não mostra sinais de aumento na eficiência do motor de combustão interna, que muitas vezes tenta explicar o futuro declínio no consumo de petróleo. O motivo é simples: a frota está crescendo muito mais rápido que a eficiência, exponencialmente. Em segundo lugar, a milhagem anual média do carro também aumenta. A proporção pode ser exibida graficamente no gráfico:


Por um lado, um aumento de três vezes na frota, por outro, uma ligeira redução no consumo anual de derivados de petróleo por carro

Aritmética de pico de óleo

Você pode ver acima que o consumo de óleo pelos automóveis de passageiros está crescendo e muito, em média, 0,5 MB / d por ano. É compreensível - dezenas de milhões de carros são produzidos anualmente, em 69,5 milhões em 2016. Mas nem toda a produção de fato fornece esse crescimento no consumo, pois parte das máquinas sai de operação e precisa ser substituída por nova. Ao mesmo tempo, os carros novos consomem menos combustível e dois fora de serviço equivalem em consumo a cerca de três novos. Dada a substituição de carros antigos e o aumento da eficiência, a produção pode ser dividida nos seguintes componentes:


A soma dos campos é produção anual.

Assim, dos 69,5 milhões de máquinas produzidas, apenas 25,5 milhões são responsáveis ​​pelo aumento no consumo de petróleo. E para interromper esse crescimento, eles precisam ser substituídos pela produção de veículos elétricos. A produção anual de mais veículos elétricos levará a uma redução no consumo de petróleo por esse setor.

Mas o transporte não é apenas carros. A rotatividade global de passageiros e cargas está crescendo junto com a economia, portanto o crescimento do consumo continua no transporte aéreo, marítimo e de carga. Os aviões voam com querosene por muito tempo; o transporte marítimo, em teoria, pode mudar para o gás natural liquefeito, mas não há progresso e não está planejado . Os veículos de carga estão atrasados ​​na eletrificação por pelo menos dez anos e não terão tempo para influenciar significativamente até 2030. Portanto, no mundo existem outros setores que fornecem e garantem o crescimento do consumo de petróleo. O crescimento do consumo total desses três setores é de cerca de 0,65 MB / d por ano, o que significa que serão necessários 31 milhões de veículos elétricos adicionais para nivelá-lo. Total - 56 milhões.Claro, os números são arbitrários, mas o objetivo principal é entender a situação, mesmo em termos gerais.

Ao mesmo tempo, a frota de veículos aumenta exponencialmente, o que significa que, com o tempo, serão necessários mais e mais veículos elétricos para o "pico de petróleo". Em segundo lugar, os carros elétricos também acabam saindo da frota e precisam ser substituídos por novos. Portanto, o "pico de petróleo" foge dos veículos elétricos:


Atingir a produção da linha amarela levará ao “pico de petróleo”

Enquanto a produção de veículos elétricos estiver se desenvolvendo de forma relativamente lenta - de acordo com uma parábola cúbica, e no futuro previsível, ela não funcionará para alcançar a produção necessária para o "pico de petróleo". Mas se vários fatores coincidirem no futuro, o crescimento poderá acelerar e passar para o expoente. Por exemplo, combinar os conceitos de carro elétrico e piloto automático pode reduzir significativamente o custo dos serviços de táxi da cidade. Ou haverá um avanço nas baterias e os carros elétricos terão finalmente um recurso matador no preço, alcance e assim por diante. Bem, ou outros setores de consumo de petróleo começarão a declinar, o que não pode ser descartado.

Não é de surpreender que seja necessária uma produção tão alta de veículos elétricos para o "pico de petróleo". A produção mundial de veículos a motor com motor de combustão interna logo ultrapassará cem milhões e uma frota de carros por um bilhão e meio. Milhões ou mesmo dezenas de milhões de veículos elétricos, obviamente, não conseguem se livrar.

Vista lateral: FMI e Bloomberg

Como verificação da adequação, você deve comparar os resultados com organizações respeitáveis. Por exemplo, o Fundo Monetário Internacional tentou recentemente estimar o consumo de petróleo a longo prazo, colocando as tendências atuais em algumas analogias históricas: a transição da potência para os carros e a dinâmica da produção de automóveis no início do século XX. No cenário super otimista para veículos elétricos, o “pico de petróleo” ocorre por volta de 2027, e em 2040 a demanda por petróleo será um terço a menos do que o atual. No entanto, o cenário pressupõe um aumento de 200 vezes na frota de veículos elétricos em 10 anos, o que torna inadequada essa analogia histórica. Em um cenário mais adequado, os picos de petróleo nos anos 2030 e 2040, a demanda está apenas 4% abaixo do nível atual.

De acordo com o departamento de energia da agência Bloomberg, a contribuição dos veículos elétricos para substituir o consumo de petróleo também é pequena - toda a frota de veículos elétricos (em vez de produzir um único ano), considerando os híbridos plug-in em 2016, substituiu 0,017 MB / d de consumo de óleo. Em relação ao crescimento médio anual da demanda de petróleo (1,2 MB / d), e mais ainda de todo o consumo de petróleo (96 MB / d) - um número insignificante.

Ao mesmo tempo, mencionarei um artigo anterior sobre o tópico "petróleo x carros elétricos", onde usei uma metodologia diferente, mas obtive um resultado semelhante: um pico na década de 2030 com um parque de várias centenas de milhões de carros elétricos.

Devo deixar óleo para meus netos?

Depois de simplificar o exposto acima, é mais provável que o “pico de petróleo” ocorra em algum lugar na década de 2030. Isso é incrivelmente longe, se você vive hoje, mas muito próximo, se pensa na escala da nação e do estado. A redução da demanda de petróleo permitirá dispensar campos antigos em grande parte sem exploração e desenvolvimento de novos, o que reduzirá os custos de produção e, conseqüentemente, os preços mundiais.

A produção e exportação de petróleo como base da economia russa há muito são criticadas sob o pretexto de deixar um recurso valioso e não renovável para filhos e netos. Porém, devido ao "pico do petróleo" e aos veículos elétricos, o petróleo não terá valor mais do que algumas décadas. E então já não se sabe se será lucrativo exportá-lo após a extração no distante Oceano Ártico, uma vez que os depósitos baratos da Sibéria Ocidental e Oriental estarão decentemente esgotados a essa altura. Portanto, a estratégia de deixar o petróleo “para depois” está errada - ela precisa ser extraída agora, enquanto isso faz sentido. Em seguida, invista em algo útil e obtenha feedback positivo. E o mais importante, não há garantias de que o resultado será melhor sem as exportações de petróleo e gás - você não precisa ir muito longe para obter exemplos na ex-URSS. Dado que temos muito mais petróleo barato por mais de 20 anos, vale a pena, e os russos no final do século 21 podem não apreciar o petróleo como um presente de seus ancestrais.

Há uma opinião de que o petróleo é a maldição da Rússia, por causa da qual o país foi incapaz de desenvolver mais indústrias de alta tecnologia e, dentro da estrutura de tal hipótese, esforços adicionais para aumentar a produção e a exportação seriam prejudiciais. De fato, um não interfere no outro e no mundo de países suficientemente desenvolvidos com um nível semelhante de penetração da mineração na economia - Noruega, Austrália, Canadá.

Pode haver um desejo de deixar o petróleo para os netos de seus próprios interesses estratégicos - aviação e assim por diante. No entanto, neste caso, o consumo será pequeno e os depósitos antigos para esse período lidarão com ele. Em segundo lugar, o petróleo pode ser obtido do gás , que temos outros cem anos, e do carvão , que duzentos. E em terceiro lugar, do ar e da água - do primeiro a receber carbono, do segundo hidrogênio. Os processos de gás e carvão são elaborados há muito tempo, e do ar e da água até agora apenas o nível de experimentos de laboratório e retorno com algumas centenas de dólares por barril de petróleo.

Como o “pico do petróleo” redesenhará o mundo é uma questão discutível. No entanto, o petróleo ainda será necessário em grandes quantidades, mesmo que o consumo diminua. Em segundo lugar, não é menos difícil substituir o gás natural, por isso levará muito tempo para acompanhar a competição de fontes de energia nessa era prolongada de hidrocarbonetos.

Publicações anteriores sobre o tema:

Verdade no modelo - 1 : Modelagem da produção de óleo de xisto
Verdade no modelo - 2 : modelagem de fluxos e acumulação de eletricidade para um sistema de energia com uma grande parcela de fontes de energia renováveis