Σε προηγούμενο άρθρο είχαμε αναφερθεί στο πρόβλημα του peak oil και στο γεγονός ότι υπάρχει σημαντική πιθανότητα αυτό να εμφανιστεί άμεσα. Αυτή τη φορά θα κάνουμε μία μηχανιστική και ενεργειακή προσέγγιση του προβλήματος αυτού. Η ενεργειακή προσέγγιση είναι περισσότερο άμεση και επιτρέπει την εξαγωγή ευκολότερων συμπερασμάτων σε σχέση με την οικονομική προσέγγιση η οποία εξαρτάται απο πολλές παραμέτρους.

Στην προσέγγιση αυτή θα θεωρήσουμε ότι η οικονομία είναι μία μηχανή παραγωγής προϊόντος (προϊόν είναι τόσο τα αγαθά, όσο και οι υπηρεσίες). Είσοδος της μηχανής είναι ενέργεια και πρώτες ύλες και έξοδος της τα τελικά προϊόντα. Η ενέργεια που προσφέρεται στην οικονομία έχει δύο χρήσεις:

  1. Το μεγαλύτερο μέρος χρησιμοποιείται για την παραγωγή του προϊόντος της οικονομίας.
  2. Ένα μικρότερο μέρος χρησιμοποιείται για τη διατήρηση και συντήρηση των μέσων παραγωγής. Με άλλα λόγια χρησιμοποιείται ώς είσοδος για τη διατήρηση της εντροπίας του συστήματος σταθερή.

Οι ανάγκες σε ενέργεια εξαρτώνται απο το τελικό προϊόν. Υπάρχει πάντα δυνατότητα αύξησης της ενεργειακής απόδοσης της οικονομίας ώς ένα βαθμό αν και πολλές φορές κάτι τέτοιο απαιτεί επιπλέον επένδυση σε πιο αποδοτικά μέσα παραγωγής, μεταφορών κτλ. Η ελαστικότητα όμως της οικονομίας (και των επιμέρους φορέων παραγωγής) στην μείωση της διαθέσιμης ενέργειας είναι μικρή και σε πολλές περιπτώσεις ανύπαρκτη (πχ βιομηχανία παραγωγής αλουμινίου, μεταφορές, πωλήσεις κτλ).  Η μείωση της ενέργειας στην είσοδο θα έχει ώς συνέπεια την μείωση του παραγώμενου προϊόντος στην έξοδο (ίσως όχι κατά το ίδιο ποσοστό μείωσης). Σε οικονομικούς όρους, η μείωση της ενέργειας θα αυξήσει το ενεργειακό κόστος της οικονομίας, μειώνοντας το διαθέσιμο εισόδημα για κατανάλωση και επομένως τη ζήτηση και την τελική παραγωγή.

Η ενεργειακή προσέγγιση σε σχέση με την οικονομική έχει μία μεγάλη διαφορά. Δεν υπάρχει ενεργειακή πίστωση. Σε οικονομικούς όρους, η οικονομία μπορεί να αυξήσει πρόσκαιρα το δανεισμό της προκειμένου να επενδύσει στην αύξηση της παραγωγής. Σε ενεργειακούς όρους κάτι τέτοιο δεν είναι δυνατό. Η παραγωγή περιορίζεται πάντα απο την ενέργεια που είναι διαθέσιμη σε κάθε χρονικό διάστημα. Η μείωση λοιπόν της εισερχόμενης ενέργειας είναι πολύ πιο σημαντική καθώς μόνο με αύξηση της μελλοντικής ενεργειακής παραγωγής ή/και της ενεργειακής αποδόσης μπορεί η παραγωγή της οικονομίας να επιστρέψει σε προηγούμενα μεγέθη.

Η μείωση της παγκόσμιας παραγωγής του πετρελαίου θα έχει ώς συνέπεια μία ακόμα μεγαλύτερη μείωση των εξαγωγών στις χώρες του δυτικού κόσμου (οι οποίες σε μικρότερο ή μεγαλύτερο βαθμό δε διαθέτουν δικά τους αποθέματα). Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι χώρες παραγωγοί θα επιθυμήσουν να διατηρήσουν την οικονομική τους παραγωγή σταθερή, με άλλα λόγια δε θα προχωρήσουν σε μείωση της ποσότητας πετρελαίου που χρησιμοποιούν εσωτερικά (αντιθέτως, εφόσον επιθυμούν να έχουν οικονομική ανάπτυξη αυτή θα αυξηθεί) με συνέπεια να μειώσουν περισσότερο τις εξαγωγές πετρελαίου τους.

Σε ότι αφορά τη δυνατότητα μείωσης της ζήτησης ενέργειας λόγω αύξησης ενεργειακής απόδοσης θα πρέπει να λάβουμε υπόψη μας τα εξής:

  1. Ο παγκόσμιος πληθυσμός προβλέπεται να συνεχίσει να αυξάνεται κατά 1% τα επόμενα χρόνια ενώ η παραγωγή τροφίμων συνήθως απαιτεί την επένδυση 10 φορές περισσότερης ενέργειας σε σχέση με αυτή που περικλείουν, η οποία προέρχεται κυρίως απο ορυκτά καύσιμα (λίπασμα, φυτοφάρμακα, κίνηση μηχανών κτλ).
  2. Ιδιαίτερα στις αναπτυσσόμενες χώρες, πολλά εκατομμύρια ανθρώπων αποκτούν αυτοκίνητο και γενικά εισέρχονται στο δυτικό τρόπο κατανάλωσης και ζωής, έναν τρόπο ζωής που απαιτεί πολλαπλάσια ενέργεια για την εξυπηρέτηση του.
  3. Στη σύγχρονη παγκοσμιοποιημένη οικονομία η παραγωγική διαδικασία βασίζεται σε πολύ μεγάλο βαθμό στην μεταφορά ενδιάμεσων και τελικών προϊόντων. Καμία οικονομία δεν είναι αυτάρκης, αντίθετα στις περισσότερες περιπτώσεις ακόμα και απλά προϊόντα βασίζονται σε στοιχεία που μεταφέρονται απο απομακρυσμένες τοποθεσίες παραγωγής για την τελική κατασκευή τους. Κατά συνέπεια, προβλήματα στην παραγωγή μίας οικονομίας/χώρας είναι δεδομένο ότι θα δημιουργήσουν προβλήματα σε άλλες οικονομίες.

Είναι λοιπόν πολύ πιθανό οι παραπάνω παράγοντες να ισοσκελίσουν την τυχόν μείωση των ενεργειακών αναγκών των σύγχρονων κοινωνιών με συνέπεια το τελικό αποτέλεσμα να ισούται με την μείωση της εισερχόμενης ενέργειας ενώ οι ανάγκες παραμένουν σταθερές.

Προκειμένου λοιπόν οι σύγχρονες οικονομίες να διατηρήσουν σταθερή την παραγωγή τους θα πρέπει η εισερχόμενη ενέργεια να παραμείνει και αυτή σταθερή. Στο σημείο αυτό πρέπει να αναφέρουμε ότι, σε πολλές περιπτώσεις, η διαθεσιμότητα ενέργειας δε σημαίνει και δυνατότητα αξιοποίησης της. Τα χαρακτηριστικά του πετρελαίου (ενεργειακή πυκνότητα, εύκολη μεταφορά σε θερμοκρασίες δωματίου, υψηλή ενεργειακή απόδοση των μηχανών εσωτερικής καύσης) είναι δύσκολο να βρεθούν σε εναλλακτικές μορφές ενέργειας ενώ είναι δεδομένο ότι τουλάχιστον ο τομέας των μεταφορών είναι πλήρως προσανατολισμένος στη χρήση ρευστών ορυκτών καυσίμων. Τυχόν μετάβαση σε άλλες μορφές απαιτεί την επένδυση μεγάλων ποσών ενέργειας για την πραγματοποίηση της.

Το λογικό συμπέρασμα που προκύπτει λοιπόν είναι ότι οι οικονομίες θα επιχειρήσουν να αντικαταστήσουν το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο που χρησιμοποιείται για τις ανάγκες ηλεκτροδότησης και θέρμανσης με άλλες μεθόδους παραγωγής προκειμένου να απελευθερώσουν τις αντίστοιχες ποσότητες για χρήση στις μεταφορές. Παράλληλα, θα υπάρξει πολύ ισχυρή πριμοδότηση των υβριδικών τεχνολογιών και μεθόδων μείωσης της κατανάλωσης στις μεταφορές προκειμένου (με τη σταδιακή αντικατάσταση των αυτοκινήτων με νέα χαμηλής κατανάλωσης) να μειωθεί η συνολική κατανάλωση του τομέα. Πόσο επιτυχημένη θα είναι η πολιτική αυτή και κατά πόσο μπορεί να έχει διατηρήσιμα αποτελέσματα μακροπρόθεσμα είναι κάτι που δεν είναι εύκολα προβλέψιμο. Επιπλέον, η μείωση της κατανάλωσης καυσίμων σε μία χώρα, είναι πιθανό να καλυφθεί απο την αύξηση της κατανάλωσης σε άλλη.

Η αντικατάσταση του πετρελαίου στην ηλεκτροπαραγωγή μπορεί να γίνει με ποικιλία μεθόδων:

  • Πυρηνικά
  • Αιολικά
  • Ηλιακά
  • Βιοκαύσιμα
  • Κάρβουνο

Η εναλλακτική των υδροηλεκτρικών δεν περιλαμβάνεται με τη λογική ότι είναι δύσκολο να αυξηθεί η παραγωγή τους απο τη στιγμή που ωριμάσει.

Για τον υπολογισμό της δυνατότητας αντικατάστασης θα χρησιμοποιηθούν οι παρακάτω τιμές EROI:

  • Πυρηνικά: 15:1
  • Αιολικά: 20:1
  • Φ/Β: 10:1
  • Βιοκαύσιμα: 3:1
  • Κάρβουνο: 30:1

Μία μεγάλη διαφορά του πετρελαίου σε σχέση με τις υπόλοιπες εναλλακτικές, η οποία δεν εμφανίζεται στις τιμές του EROI είναι το γεγονός ότι τα ορυκτά καύσιμα (λόγω του τρόπου με τον οποίο δημιουργήθηκαν) περιέχουν την ενέργεια τους αποθηκευμένη και άμεσα διαθέσιμη. Αντιθέτως, ιδιαίτερα οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας αποδίδουν το πλεόνασμα τους κατά τη συνολική διάρκεια ζωής τους ενώ το μεγαλύτερο ποσοστό της αρχικής ενεργειακής επένδυσης γίνεται κατά τη διάρκεια της κατασκευής τους, πριν ακόμα τεθούν καν σε παραγωγή. Αυτό είναι άμεσα πιστοποιήσιμο και απο το αρχικό οικονομικό κόστος δημιουργίας τους σε σχέση με την ετήσια παραγωγή τους. Το προϊόν της οικονομίας όμως (όπως και οι ανάγκες σε ενέργεια) είναι ετήσιες, επομένως θα πρέπει να υπολογίσουμε το EROI/έτος. Θεωρώντας ότι οι ΑΠΕ έχουν διάρκεια ζωής 20-30 έτη, το EROI/έτος είναι περίπου:

  • Αιολικά: 0,67-1:1
  • Φ/Β: 0,33-0,5:1

Αν θεωρήσουμε ότι κάθε χρόνο έχουμε μείωση παραγωγής κατά 1 εκ βαρέλια/μέρα και επενδύουμε 1 εκ βαρέλια/μέρα στην αύξηση της παραγωγής ενέργειας (δηλαδή συνολικό ενεργειακό έλλειμμα 2 εκ βαρελιών), η παραγόμενη ενέργεια πρέπει να έχει EROI τουλάχιστον 2:1 ανά έτος προκειμένου απλά να διατηρήσουμε την παραγωγή σταθερή (χωρίς να λαμβάνουμε υπόψη μας τυχόν απώλειες, κάτι που μπορεί να σημαίνει ότι το απαιτούμενο EROI είναι τουλάχιστον 3:1 όπως έχει φανεί απο άλλες μελέτες). Προφανώς η αύξηση της παραγωγής απαιτεί ακόμα μεγαλύτερο EROI ή βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης της οικονομίας.

Είναι λοιπόν προφανές ότι η μόνη σοβαρή εναλλακτική είναι το κάρβουνο. Τυχόν ανάπτυξη ιδιαίτερα πλεονασματικής μεθόδου παραγωγής βιοκαυσίμων απο άλγη (η οποία θα πρέπει να μην είναι ανταγωνιστική προς τη γεωργική γή) μπορεί να καταστήσει και τα βιοκαύσιμα μία επιπλέον εφικτή δυνατότητα καθώς στην περίπτωση τους το EROI προκύπτει ανα καλλιέργεια.

Η πρόχειρη αυτή μελέτη λοιπόν δείχνει ότι οι δυνατότητες αντικατάστασης μειούμενης παραγωγής πετρελαίου είναι περιορισμένες και απαιτούν ιδιαίτερη προσοχή και σωστή επένδυση των ενεργειακών διαθέσιμων της οικονομίας προκειμένου η ύφεση που θα εμφανιστεί να είναι προσωρινή. Είναι επίσης σαφές ότι οι επενδύσεις αυτές πρέπει να ξεκινήσουν πριν την εμφάνιση του φαινομένου του peak oil καθώς σε αντίθετη περίπτωση το παράθυρο ευκαιρίας μειώνεται δραματικά.

(νεότερο άρθρο επί του θέματος του peak oil: Peak oil everything)