석유 고갈

Oil depletion
다른 용도는 고갈(동음이의)을 참조하십시오.

석유 고갈은 유정, 유전 또는 지리적 [1]지역의 석유 생산량이 감소하는 것을 말합니다.Hubbert 피크 이론은 이전의 발견 속도와 예상 생산 속도를 바탕으로 생산 속도를 예측합니다.Hubbert 곡선은 비재생 자원의 생산 곡선이 종 곡선에 가깝다고 예측합니다.따라서 이 이론에 따르면 생산의 정점을 지나면 생산률은 돌이킬 [2][3]수 없는 하락세로 접어들게 된다.

미국 에너지정보국은 2006년 세계 석유 소비량이 2015년 하루 9830만 배럴(1563만3 m/d),[4] 2030년 하루 1억1800만 배럴로 늘어날 것으로 전망했다.2009년 세계 석유 소비량이 84.4 [5]mbd일 때, 2015년 예상 소비 수준에 도달하면 2009년과 2015년 사이에 연평균 2.7%의 증가율을 나타낼 것이다.

자원 가용성

1980-2012년 세계 원유 매장량 확인(미국 EIA)
1980-2011년 세계 석유 생산량 대비 매장량 비율(UN EIA)
주요 기사:석유 매장량

지구의 천연 석유 공급은 석유가 추출되는 속도로 대체되기에는 자연적으로 너무 느리게 형성되기 때문에 효과적으로 고정되어 있다.수백만 년 동안 플랑크톤, 박테리아, 그리고 다른 식물과 동물 물질은 해저의 퇴적물에 묻혔다.분해에 필요한 산소 부족, 매장 깊이와 온도 등 조건이 적절할 때 이들 유기 유적은 석유 화합물로 전환되고 그에 따른 침전물은 사암, 실트암 및 기타 다공질 퇴적암으로 전환됐다.셰일, 소금, 화성암과 같은 불침투성 암석에 의해 막히면, 그것들은 오늘날 [6][7]개발되고 있는 석유 저장고를 형성했다.

생산 감소 모델

주요 기사:허버트 피크 이론

단기 및 중기적으로 석유 생산 감소는 지질 상황, 정부 정책 및 기술 관행에 따라 예측 가능한 방식으로 발생한다.감소 곡선의 모양은 우물, 밭 또는 필드 중 어느 쪽을 고려하느냐에 따라 달라집니다.장기적으로 볼 때, 기술 발전은 일부 예측을 뒤집었다.

유정 생산 감소

지수하락 유정의 이론석유생산곡선

개별 유정은 보통 수명이 시작될 때 최대 속도로 생산됩니다. 생산률은 결국 수익성이 더 이상 없는 수준까지 떨어집니다.하강 곡선의 모양은 오일 탱크 및 탱크 구동 메커니즘에 따라 달라집니다.수력 구동 및 가스 캡 구동 저장소의 유정은 침식되는 물이나 팽창하는 가스 캡이 유정에 도달하여 석유 생산량의 급격한 감소를 야기할 때까지 거의 일정한 속도로 생산됩니다.가스 용액 드라이브 및 오일 팽창 드라이브 저장소의 웰은 처음에는 급격히 감소했다가 [8]다시 안정되는 지수 또는 쌍곡선 감소가 있습니다.

유정의 생산 곡선의 모양은 여러 비생물학적 요인에 의해 영향을 받을 수 있습니다.

  • 시장 수요나 정부 규제의 결여로 인해 웰은 선택에 의해 제한될 수 있다.이것은 감소 속도를 감소시키지만, 유정의 총 생산량을 크게 바꾸지는 않을 것이다.
  • 유압 파쇄(프래킹) 또는 산성화를 사용하여 생산의 급격한 급증을 야기할 수 있으며, 주어진 유정의 회수 가능 매장량을 증가시킬 수 있습니다.
  • 필드에서는 다음 섹션에서 설명하는 2차 또는 3차 복구 프로젝트를 수행할 수 있습니다.

유전 생산 감소

개별 유정은 일반적으로 다중 유정 유전 내에 있습니다.개별 유정과 마찬가지로 유전의 생산 곡선은 지질학 및 개발 및 생산 방법에 따라 달라집니다.일부 밭은 대칭적인 종 모양의 생산 프로파일을 가지고 있지만, 이후 감소하는 것보다 생산 기울기 기간이 짧고 가파른 것이 일반적입니다.생산량의 절반 이상은 보통 밭이 피크나 [9]고원에 도달한 후에 발생합니다.많은 유전의 생산 프로필은 뚜렷한 피크를 나타내지만, 거대 유전의 경우 생산량이 감소하기 전에 고원에 도달하고 유지하는 것이 더 일반적이다.일단 필드가 감소하면 보통 지수적 [10]감소가 뒤따릅니다.이러한 감소가 진정됨에 따라 생산은 비교적 낮은 속도로 지속될 수 있습니다.미국의 많은 유전들이 100년 [11][12]이상 생산되어 왔다.

유전 생산 곡선은 다음과 같은 여러 요인에 의해 수정될 수 있습니다.

  • 생산은 시장 상황이나 정부 규제에 의해 제한될 수 있습니다.
  • 물이나 가스 주입과 같은 2차 복구 프로젝트는 필드를 억제하고 전체 복구를 증가시킬 수 있습니다.
  • 용제, 이산화탄소 또는 증기의 주입을 위한 유정 시추와 같은 향상된 오일 회수 프로젝트를 수행할 수 있습니다.이것은 더 많은 기름을 암석 밖으로 끌어낼 수 있게 해주어 최종 생산량을 증가시킨다.

멀티필드 생산 감소

허버트 이론 다중 유전 생산 그래프

대부분의 기름은 소수의 매우 큰 유전에서 발견됩니다.허버트 피크 이론에 따르면, 생산은 천천히 시작하고, 점점 더 빠르게 증가하다가, 정점에 도달할 때까지 느려지고 안정되며, 그 후에는 생산량이 감소한다.후기에는 생산량이 기하급수적으로 감소하는 시기로 접어들기 일쑤다.석유 생산량은 실제로는 0에 도달하지 않을 수도 있지만, 결국 매우 낮아진다.이 곡선을 수정할 수 있는 요인은 다음과 같습니다.

  • 석유 수요가 부족하여 곡선의 급경사를 줄이고 절정을 미래로 앞당깁니다.
  • 생산이 수요를 충족시키지 못하기 때문에 생산 정점에 도달하면 가격이 급등합니다.가격 상승으로 수요가 급감하면 커브 상단의 하락이 발생할 수 있다.
  • 새로운 시추 기술의 개발이나 파격적인 석유의 마케팅은, 당초 예상보다 많은 양의 석유가 생산되고 있기 때문에, 하락의 가팔라짐을 줄일 수 있다.

미국 생산

알래스카를 제외한 미국의 석유 생산은 몇 십 년 동안 이론적인 허버트 곡선을 따르는 것으로 시작되었지만, 지금은 그것에서 크게 벗어나 있다.미국의 석유 생산량은 1970년에 최고조에 달했고 2000년대 중반에는 1940년대 수준으로 떨어졌다.1950년에 미국은 세계 석유의 절반 이상을 생산했지만, 2005년에는 그 비율이 약 8%로 떨어졌다.2005년, 미국의 원유 수입은 국내 생산의 2배의 속도로 정점을 찍었고, 그 후, 미국의 원유 생산은 증가해, 수입은 41%[13]감소했다.

1970년의 생산 정점은 Hubbert가 1956년에 제시한 두 가지 전망 중 하나에 의해 예측되었다.1972년까지 모든 수입 쿼터와 미국 국내 생산에 대한 통제는 없어졌다.그럼에도 불구하고 1973년 석유위기 당시 가격이 4배로 올랐음에도 불구하고 하위 48개 주에서는 2009년까지 생산 감소세가 반전되지 않았다.이후 2009년부터 2014년까지 원유 생산량이 급격히 증가해 2014년 10월 미국의 원유 생산률은 2008년 [14]평균보다 81% 높았다.

실제 미국의 생산 곡선은 Hubbert의 1956년 곡선에서 크게 벗어납니다.

  • 석유 흑자가 시장에 과잉을 일으키고 낮은 가격이 수요와 생산 곡선을 증가시키기 시작하자, 텍사스 철도 위원회와 같은 규제 기관들이 [6]생산을 제한하기 위해 개입했다.
  • 곡선은 예상보다 높은 속도와 날카로운 포인트로 정점을 찍었다.
  • 생산은 1970년 이후 감소했지만 회복되기 시작해 1988년 2차 정점에 도달했다.이것은 알래스카에 있는 초거대 프루도 만 지대가 1968년에야 발견되었고, 알래스카 횡단 파이프라인 시스템(TAPS)이 1977년에야 완성되었기 때문에 일어났다.1988년 이후 알래스카의 생산량은 최고조에 달했고 미국의 총 생산량은 다시 감소하기 시작했다.2005년까지 프루도 베이는 석유의 75% 이상을 생산했다.
  • 2010년대 생산량 증가
  • Texas oil field production decline curve

    텍사스 유전 생산 감소 곡선

  • Alaska oil production decline curve

    알래스카 석유 생산 감소 곡선

  • Historical US crude oil production showing initial similarity to a Hubbert curve

    허버트 곡선과 초기 유사성을 나타내는 과거 미국 원유 생산량

  • Individual oil well decline curve generated by decline curve analysis software, utilized in petroleum economics to indicate the depletion of oil & gas in a Petroleum reservoir. The Y axis is a log scale. Oil production (green line), and gas production (red line).

    석유 경제학에서 석유 저장소의 석유 및 가스 고갈을 나타내기 위해 사용되는 감소 곡선 분석 소프트웨어에 의해 생성된 개별 유정 감소 곡선.Y축은 로그 척도입니다.석유 생산(녹색 선) 및 가스 생산(빨간색 선)입니다.

  • Although US proved oil reserves grew by 3.8 billion barrels in 2011, even after deducting 2.07 billion barrels of production, only 8 percent of the 5.84 billion barrels of the newly booked oil was due to new field discoveries (US EIA)

    2011년 미국의 석유 매장량은 38억배럴 증가했지만 20억7천만배럴의 생산량을 차감하고도 신규 매장량 58억4천만배럴의 8%만이 새로운 현장 발견(US EIA)에 의한 것이었다.

세계 석유 생산량

세계 유전 생산 곡선
상세 정보:피크오일

1970년 미국에서의 생산 정점은 많은 사람들로 하여금 언제 세계 생산 정점이 올지 의문을 품게 만들었다.세계 생산의 정점은 피크 석유로 알려져 있다.

세계 정점의 영향

주요 기사:피크오일의 영향

석유 생산의 정점은 세계적인 석유 부족을 초래할 수도 있고, 가격 상승에 따른 수요 감소로 인해 알아차리지도 못할 수도 있다.과거의 부족은 일시적인 공급 부족에서 비롯되었지만, 허버트 산 넘어가는 것은 석유 생산이 계속 감소한다는 것을 의미하며, 이러한 제품에 대한 수요는 공급을 충족하기 위해 감소해야 한다.이러한 부족의 영향은 감소율, 효과적인 대안 개발 및 채택에 따라 달라진다.

파국

화석연료의 사용은 인간이 테이크다운에 참여할 수 있게 하는데, 이것은 대체되는 것보다 더 빠른 에너지 소비량이다.산업 경제는 현재 연료와 화학 원료로 석유에 크게 의존하고 있다.예를 들어, 미국 교통의 90% 이상이 [15]석유에 의존하고 있습니다.

1940년대 이후 농업은 화학 살충제, 비료, 기계화의 증가로 생산성이 크게 향상되었다.이 과정은 녹색 혁명이라고 불립니다.식량 생산의 증가는 지난 50년 동안 세계 인구를 극적으로 증가시켰다.살충제는 중요한 성분으로 석유에 의존하고 비료는 천연가스를 필요로 한다.농기계 또한 석유를 필요로 한다.

농업에서의 화석 연료의 대부분 또는 모든 사용은 대안으로 대체될 수 있다.예를 들어, 지금까지 농업에 투입된 화석 연료 중 가장 큰 것은 Haber-Bosch 비료 생성 과정에서 [16]천연가스를 수소원으로 사용하는 것이다.천연가스는 단순히 현재 이용 가능한 가장 저렴한 수소 공급원이기 때문에 사용된다; 만약 그렇다면, 태양 에너지로 구동되는 전기 분해와 같은 다른 공급원은 화석 연료에 의존하지 않고 비료를 만드는 데 수소를 제공하기 위해 사용될 수 있다.

석유 부족은 투입되는 "유기농" 방법을 낮추도록 강요할 수 있다. 이것은 노동 집약적이고, 산업 사회에서 우세했던 도시화 경향을 뒤집는 인구 이동이 필요할 수 있다. 그러나, 현대 유기농법을 사용하는 일부 유기농 농부들은 수확량을 h로 보고하고 있다.화석 연료 집약적인 인공 비료나 [17][18][19][20]살충제를 사용하지 않고, 재래식 농업에서 얻을 수 있는 것과 같다.

또 다른 가능한 효과는 현대 교통 및 주택 인프라에서 파생될 수 있다.선진국 인구의 상당수는 자동차를 염두에 두고 설계된 저밀도 주거지인 교외에 살고 있다."뉴 어반주의"라고 불리는 이 문제를 조기에 다루기 위한 운동은 교외 지역을 고밀도 지역으로 발전시키고 새로운 건축 프로젝트에 고밀도 혼합 사용 형태를 사용하고자 한다.

불황

보다 완만한 시나리오는, 고갈 속도가 느리거나 대체 에너지원으로의 전환이 원활하다고 가정하면, 여전히 높은 에너지 [citation needed]가격으로 인한 경기 침체나 불황과 같은 상당한 경제적 어려움을 야기할 수 있다.인플레이션은 또한 유가 급등과 관련이 있다.그러나 경제학자들은 이 연관성의 강도와 원인에 대해 의견이 엇갈린다.「에너지 위기」를 참조해 주세요.

식품 가격의 상승

주요 기사: 음식 vs 연료

유가 상승은 세 가지 면에서 식품 가격 상승을 야기한다.첫째, 장비 연료비의 증가로 인해 가격이 상승합니다.둘째, 운송비는 소매가를 상승시킨다.셋째, 고유가로 인해 농부들은 식량 작물 생산에서 바이오 연료 작물 생산으로 전환하고 있다.[21][22] 공급과 수요는 식량을 생산하는 농부들이 줄어들면 식량 가격이 [23]상승할 것임을 시사한다.

교환

일부 사람들이 생각할 수 있는 대안은 21세기 [24]전반기에 석유가 재생 에너지로 대체될 것이라는 것이다.대체 연료는 아마도 수소가 될 것이다.수소 경제는 현재의 석유 기반 경제를 대체할 것이다.다른 가능한 대체 연료는 메탄으로 구성된 바이오가스이다.메탄은 수소의 -252.87°C가 아닌 -161°C의 끓는점을 가지고 있어 메탄은 응축하기 훨씬 쉬운 연료이다.

다른 사람들은 "수소 경제"라는 생각 전체가 결함이 있다고 생각한다.압축 수소는 에너지 밀도가 리터당 5.6 메가줄에 불과하다.로버트 주브린은 '에너지 빅토리:[25] 석유를 파괴함으로써 테러와의 전쟁에서 승리한다'에서 수소를 에너지 저장 매체로 사용하는 현실적인 문제를 살펴본다.그는 수소가 저장의 매우 좋지 않은 형태이며 배터리, 메탄올 또는 디메틸 에테르가 더 나을 것이라고 생각한다.이 점은 Beyond Oil and Gas: The Methanol[26] Economy와 아래에 설명된 David MacKay의 책에서 반복된다.

지열은 수소를 생산할 수 있는 지속 가능한 에너지의 원천이다.David MacKay는 그의 저서 Sustainable Energy에서 다음과 같은 것을 보여주었습니다. 뜨거운[27] 공기가 없다면 지열은 세계 수요의 극히 일부만을 지속 가능하게 제공할 수 있다.지질학적 핫스팟(아이슬란드 등) 위에 위치한 일부 지역에서는 지열이 더 타당하다.

태양 에너지는 무궁무진한 에너지의 원천이다.매 시간마다 지구 표면에 도달하는 태양 에너지는 한 [28]해 동안 세계가 소비하는 에너지의 양보다 더 많다.태양 에너지(풍력 또는 태양광 발전에서 얻을 수 있는 에너지)를 사용하는 데 있어 어려운 점은 에너지가 (1) 미래에 사용될 수 있는 물리적 형태의 연료로 저장되거나 (2) 송전선로를 통해 전기로 직접 운송되어야 한다는 것이다.언제 햇빛이 비칠지, 언제 바람이 불지 통제할 수 없기 때문에 파견할 수도 없다.그러나 최대 24시간 동안 효율적으로 에너지를 저장할 수 있는 열 저장 장치를 사용하는 집중형 태양광 발전소가 있다.

「 」를 참조해 주세요.

추가 정보

  • 케네스 S. 데페예스Hubbert's Peak: 임박한 세계 석유 부족, 프린스턴 대학 출판부(2003년 8월 11일), ISBN0-691-11625-3.
  • 리처드 하인버그.당의 끝: 석유, 전쟁과 산업사회의 운명, 신사회 프레스 ISBN 0-86571-482-7
  • 매튜 R. 시몬스사막의 황혼: 다가오는 사우디아라비아 오일쇼크와 세계경제 와일리(2005년 6월 10일), ISBN 0-471-73876-X
  • 데이비드 맥케이.지속 가능한 에너지 - 온풍 없이 UIT Cambridge (2009년 5월), ISBN 9780954452933

레퍼런스

  1. ^ 미국 에너지 정보국, 가속 고갈
  2. ^ M. King Hubbert (June 1956). "Nuclear Energy and the Fossil Fuels 'Drilling and Production Practice'" (PDF). API. p. 36. Archived from the original (PDF) on 2008-05-27. Retrieved 2008-04-18.
  3. ^ Hirsch, Robert L.; Bezdek, Roger; Wendling, Robert (February 2005). "Peaking Of World Oil Production: Impacts, Mitigation, & Risk Management" (PDF). Science Applications International Corporation/U.S.Department of Energy, National Energy Technology Laboratory. Retrieved 2022-05-08.
  4. ^ "International Energy Outlook 2011 - Energy Information Administration" (PDF). Eia.doe.gov. Retrieved 2013-05-20.
  5. ^ "Total Consumption of Petroleum Products (Thousand Barrels Per Day)". Archived from the original on 2010-11-18. Retrieved 2010-06-29.
  6. ^ a b Tim Appenzeller (June 2004). "The End of Cheap Oil". National Geographic.
  7. ^ 아부히짓 Y. 단데카르석유 저장소의 암석 및 유체 특성.CRC Press, 2006. 페이지 1. ISBN 0-8493-3043-2
  8. ^ 노먼 J.Hyne, 석유 지질 비기술 가이드 (Tulsa: PenWell, 2012) 435-437.
  9. ^ Richard Miller 및 기타, 2013-11-11년 영국 에너지 연구 센터 웨이백 머신, 기술 보고서 4에 보관된 "글로벌 석유 고갈에 대한 증거 검토"
  10. ^ Mikael Hook, 2009년 5월, 원유 생산의 고갈 및 감소 곡선 분석, Uppsala University 물리 및 천문학부, 면허 논문, 페이지 70.
  11. ^ [1] 1861년 8월에 처음으로 석유를 생산하기 시작한 맥클린톡 1호 유정의 Pennenergy.com 역사.
  12. ^ [2] 콜로라도 캐논시티 근처에 있는 플로렌스필드는 1876년에 발견되었다.
  13. ^ 미국 에너지 정보국, 미국 원유 순수입.
  14. ^ 미국 에너지 정보국, 미국 원유 생산.
  15. ^ "Use of energy explained : Energy use for transportation". Retrieved 2021-02-03.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  16. ^ [3] 2006년 6월 24일 Wayback Machine에서 아카이브 완료
  17. ^ "Realities of organic farming". Biotech-info.net. 2000-07-03. Retrieved 2013-05-20.
  18. ^ Neely-Kinyon LTAR 사이트-2001의 유기농 및 재래식 옥수수, 콩, 알팔파, 귀리, 호밀 작물 비교
  19. ^ [4] 2006년 1월 27일 Wayback Machine에서 아카이브 완료
  20. ^ "Organic Farms Use Less Energy And Water". Terradaily.com. Retrieved 2013-05-20.
  21. ^ 식량과 연료에 대한 논쟁이 고조되다
  22. ^ Lester Brown에 의한 식량과 연료의 토지 경쟁 방법– The Globalist - Global Energy 2010년 1월 12일 웨이백 머신에서 아카이브
  23. ^ "The Economist – The End Of Cheap Food". December 6, 2007.
  24. ^ 재생 에너지로 지구의 100% 전력을 공급하는 계획
  25. ^ ISBN 1-59102-591-5
  26. ^ 조지 A 올라, 아이인 괴퍼트, G.K.수리야 프라카시, ISBN 978-3-527-64463-6
  27. ^ ISBN 978-0-9544529-3-3, 16장
  28. ^ 태양광에 관한 사실

외부 링크

석유 교육 텔레비전:주요 국제 석유 전문가와의 일련의 비디오 인터뷰: http://oileducation.tv, https://www.youtube.com/oileducationtv