Tagarchief: steenkool

Het IPCC overschat de hoeveelheid steenkool op aarde en de toekomstige CO2-uitstoot

coal-hands1

Het IPCC beschrijft in haar 5e Assessment Report vier verschillende scenario’s voor de menselijke CO2-uitstoot tot het jaar 2100. Deze scenario’s worden aangeduid met de afkorting RCP, dat betekent ‘Representative Concentration Pathways’.
De vier RCP-scenario’s van het IPCC heten: RCP2.6, RCP4.5, RCP6.0 en RCP8.5.
Hieronder een opsomming van de hoeveelheid fossiele brandstoffen en de menselijke CO2-uitstoot waarop de vier RCP-scenario’s zijn gebaseerd.

ipccar5co2bafkomstig uit de Summary for Policymakers van het AR5 van het IPCC

Het IPCC verwacht dat de mensheid in de komende 90 jaar ergens 270 tot 1685 Gigaton koolstof zal verbranden.

De Amerikaanse professor David Rutledge, een expert op het gebied van steenkoolwinning, heeft een inschatting gemaakt van de totale hoeveelheid steenkool, die de wereld kan produceren. Hij keek eerst naar de steenkoolproduktie van Groot-Brittannië en Duitsland, waar vrijwel alle winbare steenkool al gewonnen is.
Zijn berekeningen laten zien dat het niet lukt om alle steenkoolreserves daadwerkelijk naar boven te halen. In Europa kan waarschijnlijk maar 70% van alle aanwezige steenkool gewonnen worden. In China kan 86% van de reserves worden geëxploiteerd, maar in Rusland en de westelijke Verenigde Staten zal dat percentage blijven steken op 28 à 29%.
Rutledge schat dat wereldwijd slechts 60% van de steenkoolreserves ook daadwerkelijk gewonnen zal worden.

Op basis van zijn berekeningen denkt David Rutledge dat de maximale cumulatieve wereldsteenkoolproduktie zal uitkomen op 736 Gigaton. Dit komt overeen met 397 Gigaton koolstof.
Als we bij daar de bijdrage van de resterende olie- en aardgasvoorraden bij optellen (529 Gigaton) komen we uit op 926 Gigaton koolstof. Die hoeveelheid komt ongeveer overeen met het RCP4.5-scenario uit AR5 van het IPCC.
De berekeningen van Rutledge laten zien dat de RCP6.0- en RCP8.5-scenario’s onrealistisch zijn.
Dat is fantastisch goed nieuws voor iedereen, die zich zorgen maakt over de menselijke CO2-uitstoot!!!

Voor de vier RCP-scenario’s is ook een inschatting gemaakt voor het tijdverloop van het verbruik van de fossiele brandstoffen. Die inschatting zie je hieronder.

RCPgrafiek

In twee van de vier scenario’s (RCP6.0 en RCP8.5) verwacht het IPCC dat de hoeveelheid fossiele brandstof, die wordt verbrand, zal blijven stijgen tot 2080.

De economische ontwikkeling van de laatste 5 jaar maakt het zeer onwaarschijnlijk dat het verbruik van fossiele brandstoffen nog 65 jaar lang zal blijven stijgen.
In de VS, Japan en Europa daalt het gebruik van fossiele brandstoffen en daarmee ook de CO2-uitstoot.
De RCP6.0 en RCP8.5-scenario’s zijn zeer onrealistisch. Het is zeer onwetenschappelijk om die scenario’s nog altijd te gebruiken om politici en burgers te bang te maken.

Op YouTube kun je (in 4 delen) een lezing van David Rutledge bekijken en beluisteren.
Deel 1deel 2deel 3deel 4

Wereldwijd steeds meer (financiële) problemen met energievoorziening

Spanje
Zes jaar geleden nam de Spaanse regering een wet aan om het opwekken van elektriciteit met zonnepanelen te stimuleren. De regering zou 25 jaar lang een gegarandeerde kilowattuurprijs betalen, zodat de mensen, die zonnepanelen kochten hun investering konden terugverdienen. De regeling was een groot succes. In Spanje staat inmiddels voor 3386 MW aan zonnepanelen, twee keer zoveel als in de VS.
Maar de Spaanse regering is teruggekomen op de belofte en de subsidie op zonne-energie zal dit jaar worden afgeschaft. Duizenden Spanjaarden, die met geleend geld zonnepanelen kochten, komen nu in grote problemen.

spain

India
India is een netto-importeur van steenkool. In 2012 steeg de import van steenkool met 26% tot 135 miljoen ton(!!!).

indiacoal

In de periode april-oktober 2013 steeg de steenkool-import met 20% t.o.v. 2012. En men verwacht dat India zeker tot 2017 grote hoeveelheden steenkool zal blijven importeren.
De import van steenkool kost India miljarden. Door de stijgende kosten van de steenkoolimport is het tekort op de handelsbalans van India opgelopen tot 4,8% (van het BNP). De regering wil dat tekort terugdringen, maar dat wordt erg moeilijk als de steenkoolimport blijft stijgen.

VS
De koude-inval in de VS doet het aardgasverbruik sterk stijgen. De capaciteit van het pijpleiding-netwerk schiet tekort. In het koude noordoosten moet men 20 keer zoveel betalen voor aardgas als de mensen, die boven de gasbronnen in Louisiana en Texas wonen.
Om de nieuwe schaliegasbronnen aan te sluiten op het netwerk zijn grote investeringen nodig. Maar de schaliegasbronnen produceren slechts enkele jaren veel gas. De aanleg van een gaspijpleiding moet in korte tijd worden terugverdiend.

Door de lage aardgasprijs switchen elektriciteitsproducenten van steenkool naar het goedkopere gas. Hierdoor stijgt de vraag naar aardgas. Voorlopig is dat nog geen probleem.
Energiebedrijven verwachten dat de aardgasproduktie zal blijven stijgen. Het Energy Information Agency (EIA) heeft de afgelopen jaren de produktieprognose ook telkens moeten verhogen (zie het plaatje hieronder).

gasprognose

Maar zal deze verwachting, een stijgende produktie tot 2025, ook waargemaakt kunnen worden?

Makkelijk winbare energie raakt in snel tempo op

Onze huidige samenleving (of economie) is opgebouwd met makkelijk winbare fossiele brandstoffen. In Europa begon dat met makkelijk winbare steenkool. In de 20e eeuw kwam er goedkope, makkelijk winbare aardolie op de markt. Transport werd eenvoudiger en er werden snelwegen aangelegd.

gas-pump

De Europese economie werd ingericht op overvloedige beschikbaarheid van vloeibare brandstoffen. De afstand tussen producent en consument werd groter. De afstand tussen woonplaats en werkplaats ook. Er is nooit rekening gehouden met het duurder worden van energie of het opraken van makkelijk winbare aardolie.
In Nederland was er zeer makkelijk winbaar aardgas voor handen. Alle huizen en gebouwen konden ‘s winters makkelijk verwarmd worden. Er werden steeds grotere huizen gebouwd zonder rekening te houden met het opraken van het makkelijk winbare aardgas.

Inmiddels beginnen overal ter wereld  de makkelijk winbare fossiele brandstoffen op te raken. Richard Miller, die voorheen als geo-chemicus voor BP werkte, vertelde onlangs tijdens een lezing in Londen dat de goedkope, makkelijk winbare aardolie razend snel opraakt. Als voorbeeld noemt Miller het Forties-olieveld het grootste olieveld in de Noordzee. De olieproduktie van dat veld daalt met 9% per jaar. Ofwel elke 8 jaar wordt de olieproduktie van Forties gehalveerd.

Om de huidige samenleving en economie in stand te kunnen houden, gaan olie- en gasmaatschappijen voor ons op zoek naar de moeilijk winbare olie- en gasvoorraden. De olie- en gasmaatschappijen kunnen heel gemakkelijk geld lenen van banken en investeerders, zolang ze kunnen voorspiegelen dat er nog enorme voorraden aardolie en aardgas zijn.

EROEI

Netto-energie-rendement, Energy Return on Investment (EROI)
Wat banken en investeerders niet weten is dat onze huidige samenleving (economie) helemaal niet kan voortbestaan op de moeilijk winbare fossiele brandstoffen.
Om alle voorzieningen in onze economie, zoals infrastructuur, openbaar vervoer, medische zorg en onderwijs, in stand te houden zijn er energiebronnen nodig met een hoog netto-energierendement (EROI) nodig. Deskundigen zoals prof. Charles Hall denken dat onze gecompliceerde maatschappij een energierendement nodig heeft van 12:1. Dat betekent dat door investeren van één vat olie in de oliewinning 12 nieuwe vaten olie gewonnen kunnen worden.

Een andere energiedeskundige, David Murphy, schreef onlangs over het netto-energierendement in een speciale uitgave van de Britse Royal Society.
Murphy denkt dat het wereldwijde energierendement van oliewinning inmiddels is gedaald tot 17:1. Dat betekent dat je met de energie uit 1 vat aardolie nog altijd 17 vaten aardolie kunt winnen. Maar in de VS, waar zwaar geïnvesteerd wordt in moeilijk winbare schalie-olie en in oliewinning uit teerzand, schat Murphy het energierendendement op 11:1.

Met makkelijk winbare aardolie, met een energierendement (EROI) van 20:1 tot 50:1, blijft er veel surplusenergie over voor dingen als toerisme, ruimtevaart, onderwijs en medische zorg. In de VS daalt het energierendement en de hoeveelheid surplus-energie snel. Volgens David Murphy heeft de VS nu eigenlijk al een tekort aan surplus-energie voor ruimtevaart, toerisme, onderwijs en medische zorg. De VS kunnen zich deze luxe activiteiten alleen nog permitteren door olie te importeren en de binnenlandse oliewinning met geleend geld te financieren.

Zoals altijd sluit ik af met de constatering dat de trend onomkeerbaar is: de makkelijk winbare energie is voor altijd op, het wordt alleen nog maar moeizamer.

(niet getreurd: de mensheid heeft voor hetere vuren gestaan en ijstijden overleefd)

Het onvermijdelijke einde van onze technologische beschaving

img-025320simpson20core203120in20seep

Peter Turchin en Sergey Nefedof bestudeerden acht beschavingen, die opkwamen en ondergingen in de afgelopen 2000 jaar. Ze ontdekten dat elke beschaving een aantal stadia doormaakte:
- expansie of groei
- stagflatie
- crisis (afbraak)
Op basis van hun bevindingen formuleerden Turchin en Nefedof de theorie van de Secular Cycles (Seculiere Cycli).
In 2009 (!!) publiceerden zij hun theorie in het boek Secular Cycles. Het eerste en het laatste hoofdstuk zijn op internet terug te vinden.

Kort samengevat stelt de theorie dat een beschaving kan groeien door nieuwe energiebronnen te vinden. In een agrarische beschaving was dat nieuwe landbouwgrond verkregen door bijv. ontbossing of veroveringen.
Door het netto-overschot aan energie (voedsel) kan de bevolking groeien en een beschaving worden opgebouwd. De groei van de bevolking is de bepalende intrinsieke eigenschap van een opkomende beschaving. Joseph Tainter ontdekte al dat elke beschaving de neiging heeft om complexer te worden en steeds onafhankelijker te worden van natuurlijke factoren en beperkingen. Een steeds kleiner deel van de bevolking werkt in de landbouw en voedselvoorziening.

Maar na verloop van tijd (meestal ca. 100 jaar) blijft het verkrijgen van extra energie achter bij de vraag naar extra energie uit de complexe samenleving en de sterk gegroeide bevolking. Het energie-overschot wordt een energietekort. Dan treedt het verschijnsel stagflatie op: de groei stagneert.
De stagflatie-fase duurt meestal 50 tot 60 jaar. De overheid legt steeds zwaardere belastingen op en de bevolking wordt pessimistisch over de toekomst en komt in opstand tegen de belastingen en de overheid.

shape-of-typical-secular-cycle

De stagflatie-fase gaat over in een crisis waarin de beschaving in elkaar stort in een vrij korte periode van 20 tot 50 jaar. Na de ineenstorting volgt een interfase waarin langzamerhand een nieuwe beschaving kan opkomen.

Zal onze steenkool-olie-gas-beschaving dezelfde weg volgen?
Gail Tverberg schrijft op haar weblog ‘Our Finite World’ dat onze huidige technologische beschaving hetzelfde lot zal ondergaan als de agrarische beschavingen, die Turchin en Nefedof onderzochten.
In de 20-ste eeuw lukte het veel landen om veel extra energie te verkrijgen uit steenkool, aardolie en aardgas. In die landen groeide de bevolking sterk en werd een complexe samenleving opgebouwd waarin natuurlijke beperkingen omzeild werden. In Nederland konden we bijvoorbeeld het hele jaar door tomaten kweken dankzij ons aardgas. Het aantal mensen dat werkt in landbouw en voedselvoorziening werd steeds kleiner.

Maar in de 21-ste eeuw blijkt het steeds moeilijker om aan de gestegen vraag naar energie te voldoen. Het zoeken en winnen van fossiele brandstoffen kost steeds meer tijd en energie. De netto-energie-opbrengst EROI (Energy Return on Investment) is aan het afnemen. En deze trend naar een lagere netto-energie-opbrengst is onomkeerbaar.

In de 20-ste eeuw was de EROI 1:30 of hoger. Investeren van één ton aardolie leverde een opbrengst van 30 ton olie of soms nog meer. Tegenwoordig levert de investering van één ton aardolie in de winning van teerzand of schalie-olie of in de bouw van een diepzee-olieplatform veel minder op, misschien maar 2 of 3 ton moeilijk winbare aardolie.
Prof. Charles Hall heeft de winning van fossiele brandstoffen uitgebreid onderzocht en denkt dat onze huidige industriële samenleving alleen kan voortbestaan als de gemiddelde netto-energie-opbrengst (EROI) 1:7 of meer bedraagt. Als we sociale voorzieningen, gezondheidszorg en onderwijs op het huidige nivo willen houden is een netto-energie-opbrengst van 1:10 vereist. Energiewinning met een lager rendement trekt het gemiddelde omlaag en zal ertoe leiden dat het energie-aanbod, de vraag niet meer kan bijhouden. Net als de agrarische beschavingen uit het werk van Turchin en Nefedof verandert het energie-overschot in een energietekort. En dan belandt onze technologische beschaving in de stagflatie-fase uit het werk van Turchin en Nefedof.

Is onze beschaving al in de stagflatie-fase beland?
Ja, naar mijn bescheiden mening verkeert de wereldeconomie in stagflatie. Sinds de eeuwwisseling zijn de olieprijzen sterk gestegen en de gemiddelde lonen in de VS niet meer gestegen. Een duidelijk teken dat de wereldeconomie in de stagflatie-fase is beland.
Gail Tverberg suggereert dat de periode van stagflatie eigenlijk al is begonnen toen de Amerikaanse olieproduktie in de jaren 70 begon af te nemen. Tijdens de eerste oliecrisis (tussen 1970 en 1980) steeg het gemiddelde salaris in de VS niet langer. Als je 1970 als begintpunt kiest, dan zijn er al 40 jaar van stagflatie verstreken en begint de crisis-fase te naderen.

De geschiedenis leert ons dat elke beschaving, die ooit opgebloeid is, dezelfde fases doorloopt: groei – stagflatie – crisis/afbraak.
Ook onze huidige geglobaliseerde technologische beschaving krijgt te kampen met een afnemend netto-energie-rendement. En daardoor treedt stagflatie op. De stagflatie-fase duurt maar kort, misschien 60 jaar en zal uitmonden in een korte hevige crisis van 20 tot 50 jaar waarin de beschaving grotendeels verloren gaat.
Lees vooral ook de uitleg van Gail Tverberg op haar weblog ‘Our Finite World’

Is de maximale steenkoolproduktie (peak-coal) in China bereikt?

Het afgelopen decennium is China steeds meer steenkool gaan gebruiken. De hoeveelheid steenkool, die China jaarlijks opstookt, is daardoor opgelopen tot 1873 miljoen ton olie-equivalent. En dat is 50,2% van het totale wereldsteenkoolverbruik.
Het International Energy Agency verwachtte (in de World Energy Outlook 2010) dat de produktie en het gebruik van steenkool in China zal blijven groeien meer dan 2800 miljoen ton olie-equivalent in 2025.
Maar in een recent rapport van Citi Research (onderdeel van Citigroup Global Markets Inc.) wordt een heel ander beeld geschetst. De auteurs zien ontwikkelingen, die erop wijzen dat het steenkoolgebruik in China zal pieken voor 2020 en daarna zal gaan afnemen. De grafiek hieronder komt uit dat rapport en vergelijkt de visie van het IEA met de prognose van Citi Research.

chinacoaldemandcitia

Volgens 2 scenario’s Citi Research (Transition & Deep Transition) ligt het steenkoolverbruik van China in 2020 lager dan in 2012 en 2013.
Als redenen waarom de vraag naar steenkool zal gaan afnemen, noemen de auteurs:
- afnemende economische groei
- betere efficiëntie en benutting van bestaande centrales
- grootschalige overschakeling op duurzame energiebronnen (wind, zon en waterkracht)
NB: de auteurs verwachten dat de Chinese economie zal blijven groeien (4 – 5,5% per jaar)

In 2010 schreven Patzek & Croft dat de Chinese steenkoolproduktie vanaf 2012 niet veel verder kan groeien vanwege geologische en logistieke redenen.
Het rapport van Citi Research zegt dat de groei van het steenkoolverbruik door overheidsbeleid en afnemende economische groei zal gaan krimpen, maar gaat niet in op de geologische en logistieke oorzaken van peak-coal.

Gaat de Chinese CO2-uitstoot dalen?
In de World Energy Outlook van 2012 verwacht het IEA dat de wereldwijde CO2-uitstoot zal oplopen van 30.2 miljard ton in 2010 tot 36.3 miljard tons in 2020. In het Business-As-Usual-scenario verwacht het IEA voor 2013 een CO2-uitstoot van 32 miljard ton. Voor China verwacht IEA in 2020 een CO2-uitstoot van 4.95 miljard ton.
Citi Research denkt dat de Chinese CO2-uitstoot flink lager zal uitvallen. In het Stable Economic Growth scenario zal de CO2-uitstoot in 2020 op 4,02 miljard ton uitkomen. In het Transition-scenario komt de CO2-uitstoot (in 2020) op 3,82 miljard ton. En in het Deep Transition scenario zelfs op 3,55 miljard ton.
En dat is 1,4 miljard ton minder dan het Business-As-Usual-scenario van IEA.
Hieronder een grafiek waarin de scenario’s worden vergeleken.

chinaco2citia

China importeert minder olie dan in 2012

In het eerste half jaar van 2012 importeerde China 140 miljoen ton aardolie ofwel 5,7 miljoen vaten per dag. Over de eerste 6 maanden van 2013 was de import 1,4% lager: 138,17 miljoen ton.
Hoe kunnen we deze daling verklaren?
En wat betekent een lagere olie-import voor China?

Waarom importeert China minder aardolie?
De import van aardolie vertoont de afgelopen jaren een stijgende lijn. In 2012 bedroeg de totale import 276 miljoen ton (57% van het totale olieverbruik)
Als in de tweede helft van 2013 de olie-import ook 1,4% lager zal uitvallen, dan zal China in 2013 slechts 272 ton olie importeren.
In de grafiek hieronder heb ik die prognose alvast maar ingetekend.

chinaoil2013b

Ziet er uit als een echte peakoil-grafiek.

Het kan zijn dat de binnenlandse olieproduktie in China is gestegen, zodat er minder geïmporteerd hoeft te worden. In 2012 was de binnenlandse olieproduktie goed voor 43% van het totale aardolieverbruik.
In de grafiek hieronder kun je zien dat de Chinese olieproduktie de afgelopen jaren gestaag is gegroeid.

chinaoil2013a

Ik heb geen cijfers over de binnenlandse olieproduktie van China. Het is mogelijk dat een grotere binnenlandse olieproduktie de reden is voor een dalende import.
Maar het kan ook zijn dat het verbruik van aardolie in China aan het dalen is en dat men daarom minder olie importeert.

Wat betekent de dalende olie-import voor China?
Een tijdje terug liet ik zien dat China uit 1 ton aardolie 5,7 ton olie-equivalent aan energie kan produceren. Dat komt omdat in China aardolie en aardolieprodukten vooral worden gebruikt om steenkool te winnen.
Als het aardolieverbruik van China afneemt, dan zal dat een groot effect hebben op de totale energieproduktie van China.

In 2012 bedroeg de totale enrgieproduktie in China 2735 miljoen ton olie-equivalent, bij een aardolieverbruik van 484 miljoen ton.
Stel dat het aardolieverbruik in 2013 1,4% lager zal uitvallen en op 477 miljoen ton uitkomt. Dan zal er in China in 2013 ook minder energie geproduceerd worden: 2695 miljoen ton olie-equivalent.

Een daling van de totale energieproduktie zien we ook al in Europa en in de VS. Het energieverbruik van de Europese Unie was in 2012 6,6% lager dan in 2007. In de VS nam het energieverbruik tussen 2007 en 2012 af met 6,9%.
Vroeger of later zal ook in China de energieproduktie pieken en daarna gaan afnemen. Misschien heeft China in 2012 al de energiepiek bereikt en is 2013 het eerste post-peak-jaar.
Er zijn nog meer tekens die erop wijzen dat het Chinese energieverbruik afneemt.

Gaat de Chinese CO2-uitstoot dalen?
Als China minder olie verbruikt en daardoor minder steenkool opgraaft, dan gaat de CO2-uitstoot van China misschien ook afnemen.
De energieproduktie van 2012 (2735 miljoen ton olie-equivalent) zorgde voor een CO2-uitstoot van 9208 miljoen ton.
Een energieproduktie van 2695 miljoen ton olie-equivalent zou in theorie gepaard gaan met een CO2-uitstoot van 9063 miljoen ton. Dat is 1,6% lager dan in 2012.
Het is nog even afwachten en koffiedik kijken. Maar ook in China zijn er Grenzen aan de Groei. En misschien zijn die grenzen in China nu ook bereikt.

peakchina