مشروع رمال القطران في كندا تغطي مساحة 600 كيلومتر مربع في شمال شرق ألبرتا. ووصف رئيس وزراء كندا، ستيفن هاربر، الجهود الصناعية لاستخراج النفط من هذه الرواسب الرملية بأنها "مشروع على نطاق ملحمي مثل بناء الأهرامات أو سور الصين العظيم - ولكن أكبر".
وفي الوقت الذي أصبح فيه من الصعب بشكل متزايد العثور على احتياطيات النفط والغاز الطبيعي التقليدية، وفي الوقت الذي يتزايد فيه الطلب على الطاقة، تتجه شركات الطاقة إلى الموارد غير التقليدية، بما في ذلك رمال القطران، التي يعد استغلالها أكثر صعوبة وتكلفة. فعلى سبيل المثال، زادت كمية النفط المستخرج من الرمال البيتومينية في العالم ثلاثة أضعاف خلال العقد الماضي، وبلغت في عام 2011 1.6 مليون برميل يوميا.
على افتراض أن هناك حاجة إلى موارد نفطية جديدة، ما هي الموارد التي ينبغي استغلالها؟ ويلزم قدر كبير من الطاقة لاستخراج الطاقة من هذه الموارد، سواء كانت الرمال البيتومينية، أو الغاز الطبيعي المستخرج من الصخر الزيتي عن طريق التكسير الهيدروليكي (fracking)، أو رواسب النفط القديمة التي يمكن غمرها بالبخار لاستخراج المزيد من النفط منها. . للمساعدة في مقارنة مصادر الوقود المختلفة وفقًا لمعيار مشترك، ابتكر عالم البيئة تشارلز إيه إس هول من كلية العلوم البيئية والغابات بجامعة ولاية نيويورك تقديرًا يسمى إنتاج الطاقة (EROI). إن إنتاجية الطاقة من الوقود هي النسبة بين كمية الطاقة التي يوفرها وكمية الطاقة اللازمة لإنتاجه. كلما زاد العائد، والمزيد من الطاقة المتاحة. وفي الصفحة المقابلة والصفحات التالية سوف أقوم بمراجعة المدخلات والمخرجات لعدة أنواع من الوقود وشرح العائد على الاستثمار (EROI) الخاص بها.
يقول هول عن الغاز والنفط: "إن عائدات الطاقة تتضاءل في كل مكان". ويبين نموذجه أن الاقتصاد الحديث يحتاج إلى وقود سائل يبلغ عائد الاستثمار على الاستثمار فيه خمسة على الأقل؛ ومع انخفاض العائد، ينفق المجتمع المزيد على الطاقة، وتبدأ هذه التكاليف في أكل الأموال التي كان من الممكن استخدامها لأشياء أخرى، مثل التعليم أو الصحة أو الترفيه.
ووفقاً لهذا المعيار، لا يوجد الكثير من الخيارات السحرية في صناعة النقل. ومع ذلك، هناك حاجة متزايدة إلى وقود منخفض العائد على الاستثمار لتلبية الطلب المتزايد، حسبما ذكرت وكالة الطاقة الدولية. وحتى الآن، تحذر وكالة الطاقة الدولية من أن أسعار النفط أعلى بقليل من "الخط الأحمر" وتؤثر على النمو الاقتصادي. تتمتع محطات الطاقة بـ EROI أعلى لأنها تستطيع الاستفادة من المزيد من الموارد المشتركة.
إن تقدير إنتاجية الطاقة لا يقيم جميع مزايا وعيوب الوقود. وعلى وجه الخصوص، فإنه لا يأخذ في الاعتبار التكاليف البيئية المرتبطة بانبعاث غازات الدفيئة ولا مشاكل العرض، مثل انقطاع الرياح أو الإشعاع الشمسي. ومع ذلك، فإن EROI يجعل من الممكن تقدير كمية الطاقة التي يمكن توقعها من كل مصدر. ويمكنه أيضًا توضيح كيف يمكن للجهود المبذولة للحد من التلوث، مثل احتجاز ثاني أكسيد الكربون المنبعث من محطات الطاقة التي تعمل بالفحم، أن تغير بشكل كبير الجدوى الاقتصادية لاستخدام وقود معين. عند قياس الطاقة المستثمرة مقابل الطاقة المنتجة، فمن الممكن توجيه الاستثمارات إلى المصادر التي تحافظ بشكل أكثر فعالية على الأداء السليم للاقتصاد ويمكن أن تساعد في بناء مستقبل مستدام.
_________________________________________________________________________________
عن المؤلف
ماسون إنمان صحفي مستقل من أوكلاند، كاليفورنيا. وهو يكتب هذه الأيام تاريخ حياة الجيولوجي م. كينج هوبرت، أبو نظرية ذروة إنتاج النفط.
الائتمان: أوليفر مونداي
الائتمان: جين كريستيانسن
المزيد عن هذا الموضوع
إعادة النظر في حدود النمو بعد ذروة النفط. تشارلز إيه إس هول وجون دبليو داي في كتاب "عالم أمريكي"، المجلد. 97، لا. 3، الصفحات 230-237؛ مايو-يونيو 2009.
دراسات جديدة في EROI (عائد الطاقة على الاستثمار). حرره دوج هانسن وتشارلز AS Hall. عدد خاص من الاستدامة، المجلد. 3؛ 2011. www.mdpi.com/journal/sustainability/special_issues/New_Studies_EROI
الطاقة وثروة الأمم. تشارلز إيه إس هول وكينت أ. كليتجارد. سبرينغر، 2012.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
تعليقات 4
هناك العديد من المعلمات إلى جانب أشكال التخزين. على سبيل المثال، نحن لا نعرف كيفية تشغيل السيارات بالفحم، لذلك يتعين علينا استخدام الكهرباء إذا أردنا، وهذا يعني فقدان الطاقة على طول الطريق. هناك جوانب السلامة والاكتناز وأكثر من ذلك. ربما تكون عودة الطاقة هي المقياس الأكثر أهمية عند الحديث عن الجوانب طويلة المدى لاستمرارية الطاقة ومستقبلها.
تعتمد الجدوى إلى حد كبير على حدود النظام. على سبيل المثال، المدخلات المشار إليها هنا لقصب السكر والوقود الحيوي الإضافي لا تشمل مدخلات الأسمدة الكيماوية والمبيدات الحشرية. وتشمل هذه الغاز الطبيعي لإنتاج الأمونيا، والنفط للمبيدات الحشرية، وإنتاج البوتاس والفوسفات، وكلاهما من المواد كثيفة الاستهلاك للطاقة. المفاعلات النووية لا تتضمن عادة في عائدها من الطاقة أشياء مثل تنظيف المفاعل النووي والحفاظ على النفايات النووية (لمئات السنين إلى ملايين السنين) ولا يشمل النفط والغاز تكاليف الحروب والتسربات وغيرها، كما أن ومن الواضح أن تكاليف الفحم لا تشمل المشاكل التي ينطوي عليها مثل ارتفاع درجات الحرارة والتلوث.
الكفاءة هي النسبة التي تعلمنا أكثر بكثير من نسبة التكلفة والمنفعة في الإنتاج والتكلفة الاقتصادية (التكلفة بالدولار لكل وحدة من الطاقة) لأنها يمكن أن تحتوي على دعم مختلف للسعر وتحتوي أيضًا على الوهم الشائع بأن الطاقة ستصبح ببساطة أكثر تكلفة - لذلك سوف نستخدمها بشكل أقل. بينما ينتج عن تحليل عودة الطاقة أشياء مختلفة تمامًا. بالنسبة لعينة بنسبة 1-1، فإننا نفقد بالفعل الطاقة في الإنتاج. في حين أن السعر بالدولار أكثر تقلبًا ويعتمد على أشياء مثل الاستثمارات السابقة في البنية التحتية، والنزاعات، والمضاربة على العقود المستقبلية، وما إلى ذلك. يجب أولاً أن نفهم آلية عودة الطاقة وعندها فقط نتعامل مع الأسئلة الأخرى.
لقد رأيت، وأشير ببساطة إلى أنه في الواقع من المستحيل حذفها، وأن النسبة الحقيقية التي يجب النظر إليها هي النسبة الاقتصادية - تكلفة الإنتاج مقابل الكهرباء المولدة.
إلى واحد آخر. لاحظ في الملاحظات أن تكلفة تخزين الطاقة لم تؤخذ بعين الاعتبار.
نسبة الطاقة أمر مهم - خاصة عند الحديث عن المصادر المتجددة - ولكن شكل التخزين مهم جدًا أيضًا.
هناك أنظمة ذات نسبة طاقة أقل من واحد - أنظمة تخزين الطاقة الكهربائية التي يتم شحنها خلال ساعات الاستخدام المنخفضة وتفريغها خلال ساعات الذروة (على سبيل المثال، ضخ المياه إلى خزان علوي واستخدامها في نظام الطاقة الكهرومائية).
أجد صعوبة في تصديق أن الرياح فعالة إلى هذا الحد. من أين تأتي المعطيات؟
ثانيا، هناك مسألة كمية الطاقة المنتجة - الطاقة الكهرومائية قد تكون فعالة للغاية، ولكن لا يمكنك بناء سد أينما تريد.
الطريقة الصحيحة للنظر إلى الأمر هي من الزاوية الاقتصادية – التكلفة بالدولار (أو الشيكل) لكل جيجاوات في الساعة.
هذه هي الطريقة الأكثر منطقية لقياس كل من القوى العاملة والطاقة المستثمرة -
ويمكن أيضًا تضمين أضرار التلوث في حسابات التكلفة.
من الجيد أن نرى في هذا الموقع اعترافًا بأن إيثانول الذرة يعد خطأً فادحًا - فمع نسبة طاقة تبلغ 1.4، يجب أن يمر مشروع تجويع العالم ودعم مزارعي الذرة عبر العالم.