שיא תפוקת הפחם
שיא תפוקת הפחם (Peak coal) היא נקודה בזמן שבה תגיע הפקת הפחם העולמית לקצב מקסימלי, ולאחריה קצב הפקת הפחם ילך וירד. פחם הוא דלק מחצבי שנוצר על ידי חומר צמחי שעובר תהליכים במעבה האדמה במשך מיליוני שנים. זהו משאב בעל כמות סופית ולכן נחשב כמקור אנרגיה לא מתחדש ומשאב מתכלה.
קצב הצריכה של פחם צפוי לעלות: בגלל גידול האוכלוסייה העולמית, גידול בצריכת אנרגיה בעיקר ב במדינות העולם השלישי, ושימוש בפחם כדי לנסות לייצר נפט וגז טבעי באופן סינטטי.
הערכות לגבי עתודות הפחם שנויות במחלוקת, וקיימים סוגים שונים של פחם בעלי תכולות אנרגיה שונה, כך שיש להבדיל בין שיא תפוקת כריית הפחם (מבחינת מסה), לבין שיא תפוקת האנרגיה הפחמית. על פי הדו"ח של חברת האנרגיה BP (בריטיש פטרוליום) משנת 2008, הפחם היה צפוי להספיק ל-147 שנים הבאות בקצב הצריכה הנוכחי, נתון זה יורד בצורה דרסטית ובסקר משנת 2011, הפחם היה צפוי להפסיק רק ל-118 שנים.[1] אלה שדבר זה אינו אומר מתי יתרחש שיא תפוקת הפחם אלא הערכה לגבי שנת אזילת הפחם. שהוא תאריך מאוחר בהרבה. לפי ארגון "משמר האנרגיה" צפוי שיא תפוקת הפחם להתרחש כבר ב-2025.
המושג של שיא תפוקת הפחם דומה לרעיון של שיא תפוקת הנפט שפותח על ידי הגאולוג מ. קינג האברט בשנות ה-1950 וחזה בהצלחה את שיא תפוקת הנפט בתוך ארצות הברית בשנות ה-70, ולגבי מדינות נוספות. קיים ויכוח לגבי הקיום והעיתוי של שיא תפוקת נפט עולמי, כאשר סוכנות האנרגיה העולמית טוענת שנפט קונווציונלי התרחש כבר בשנת 2006. לפי כל המקורות, שיא תפוקת הנפט ושיא תפוקת הגז צפויים להתרחש מוקדם יותר משיא תפוקת הפחם.
תוכן |
היסטוריה של הפקת הפחם
כריית פחם התקיימה במשך 800 שנה. כבר במאה ה-19 חזה על הכלכלן סטנלי ג'בונס בספרו "על הפחם", בעיית "שיא תפוקת פחם" בתוך בריטניה. בריטניה אכן הגיעה לשיא התפוקה שלה בשנת 1913 לכל המאוחר (ראו הסבר בהמשך). כך שמבחינה היסטורית שיאי תפוקת פחם קדמו הן בניסוח התאוריה שלהם והן בקיומם לשיא תפוקת הנפט.
ג'בונס הקדים את האברט שחזה כאמור בהצלחה את שיא תפוקת נפט בארצות הברית. האברט מצא כי הפקת הפחם בארצות הברית גדלה באופן לוגריתמי בקצב של 6.6% בשנה, בין השנים 1850 ל-1910. לאחר מכן החלה הצמיחה להאט. האברט הסיק כי שום ההפקה של משאב סופי לא יכולה להמשיך ולגדול בקצב מעריכי, וכי בשלב מסויים היא תגיע למישור ולירידה.
תומכי של תאוריית שיא תפוקת הפחם תומכים בתאוריה דומה לזו של ג'בונס והאברט לגבי עתודות הפחם.
סוגי פחם שונים
ערך מורחב - החזר אנרגטי
קיימים סוגי פחם שונים באיכות האנרגיה שלהם ובתכונות אחרות.
- פחם אנתרציט מבריק (Anthracite) זהו פחם קשה ושחור, והוא הפחם המבוקש ביותר, שכן הוא מפיק הכי הרבה חום בתהליך השריפה שלו, ויש בו אחוז לחות נמוך. הוא מבוקש במיוחד בתעשיית הפלדה
- פחם ביטומני - או פחם רך - מניב קצת פחות אנרגיה מפחם האנתרציט.
- פחם תת ביטומני - מכיל פחות אנרגיה למשקל יחסית לפחם ביטומני
- פחם לינגנייט - מכיל מעט אנרגיה והרבה לחות.
מסיבה זו, של הפרשים גדולים בתכולת האנרגיה בין סוגי פחם שונים, יש הבדל מהותי בין שיא כריית הפחם מבחינת המסה שנכרית, (נתון הנמדד בטונות) לבין שיא תפוקת הפחם האנרגטי - כמה אנרגיה הופקה בשנה - ביחידות אנרגיה - לדוגמה בשווה ערך טונה נפט נכרתה.
לדוגמה, בארצות הברית שיא תפוקת הפחם מבחינת מסה צפויה לכל המוקדם בשנות 2030. עם זאת, ולמרות גידול מתמשך בסך הפחם שנכרה, ארצות הברית הגיעה כבר לשיא תפוקת הפחם האנרגטי בשנת 1998 ולא הצליחה להגדיל את כמות האנרגיה שהיא מפיקה מפחם מאז שנה זו.
המונח החזר אנרגיה על אנרגיה מושקעת - EROI מבטא את החזר האנרגטי של הפקת אנרגיה במונחי אנרגיה או עד כמה משתלם להפיק אנרגיה. יתכנו מאגרים עצומים של פחם, אבל אם איכות הפחם בהם נמוכה יותר ובמהלך ההפקה מתבזבזת יותר אנרגיה, כמות האנרגיה שנותרת זמינה לשימוש אנושי היא קטנה יותר ממה שנדמה. היבט דומה קיים לגבי כריית פחם במקומות נידחים, או בכרייה של פחם במאגר או מכרה כלשהו בפני עצמו - ככל שכורים פחם עמוק יותר, כך קשה יותר לחפור אותו ולהוציא אותו החוצה ויש להשקיע בכך אנרגיה רבה יותר.
עתודות הפחם בעולם
לפי סקר האנרגיה של חברת BP, היחס בין עתודות מוכחת של פחם, ובין קצב ההפקה הנוכחי של פחם ירד מיחס של 1:200 בשנות 1980, ליחס של 1:118 בשנת 2010. במילים אחרות, אם בשנות 1980, היו עוברים לכלכלת מצב יציב עם ייצוב אוכלוסין וצמיחה כלכלית אפסית, ואם לא היו מוצאים עתודות נוספות של פחם, אזי ברמות הצריכה של -1980 כמות הפחם היתה מפסיקה עד לשנת 2180. היות ורמות הצריכה גדלו, ולמרות גילוי של מרבצי פחם חדשים, עתודות הפחם מספיקות, נכון לשנת 2010 ל-118 שנים בלבד, כלומד עד לשנת 2128.[1]
עיקר הירידה ביחס עתודות-הפקה התרחש בדרום ומרכז אמריקה, במזרח התיכון ובאפריקה, ובאסיה הפסיפית (המזרח הרחוק ואוסטרליה), כאשר צפון אמריקה ואירו-אסיה ואירופה שמרו על יחס דומה לאורך השנים.[1]
35% מעתודות הפחם נמצאות באירואסיה ואירופה (בעיקר ברוסיה ומדינות ברה"מ נוספות), 30% נמצאות באסיה הפסיפית (בעיקר סין ואוסטרליה), 28% נמצאים בצפון אמריקה, 4% בלבד במזרח התיכון ובאפריקה ו1.5% בדרום אמריקה ובמרכזה.[1]
| מדינה | ביטומן ואנטרציט | תת-ביטומן | לגיטייט | סה"כ | אחוז מהכמות העולמית |
|---|---|---|---|---|---|
| ארצות הברית | 108,501 | 98,618 | 30,176 | 237,295 | 22.6 |
| רוסיה | 49,088 | 97,472 | 10,450 | 157,010 | 14.4 |
| סין | 62,200 | 33,700 | 18,600 | 114,500 | 12.6 |
| אוסטרליה | 37,100 | 2,100 | 37,200 | 76,500 | 8.9 |
| הודו | 56,100 | 0 | 4,500 | 60,600 | 7.0 |
| גרמניה | 99 | 0 | 40,600 | 40,699 | 4.7 |
| אוקראינה | 15,351 | 16,577 | 1,945 | 33,873 | 3.9 |
| קזחסטן | 21,500 | 0 | 12,100 | 33,600 | 3.9 |
| דרום אמריקה | 30,156 | 0 | 0 | 30,156 | 3.5 |
| סרביה | 9 | 361 | 13,400 | 13,770 | 1.6 |
| קולומביה | 6,366 | 380 | 0 | 6,746 | 0.8 |
| כל העולם | 404,762 | 260,789 | 195,387 | 860,938 | 100 |
מפיקות הפחם הגדולות
להלן 10 המדינות שהן המפיקות הגדולות ביותר של פחם כיום.
| מדינה | מיליוני טונות בשנה |
|---|---|
| סין | 2716 |
| ארצות הברית | 993 |
| הודו | 484 |
| אוסטרליה | 332 |
| דרום אפריקה | 251 |
| רוסיה | 246 |
| אינדונזיה | 229 |
| קזחסטן | 100 |
| פולין | 84 |
| קולומביה | 74 |
שיא תפוקת פחם במדינות שונות
סין
סין היא מפיקת הפחם הגדולה ביותר בעולם כיום, והיא בעלת מאגרי הפחם השלישיים בגודלם לאחר רוסיה וארצות הברית. קבוצת Energy Watch Group חוזה כי המאגרים הסינים יגיעו לשיא תפוקת הפחם בסביבות שנת 2015. [3] הם חוזים גם כי הגידול המהיר בהפקת הפחם שקיים היום יעבור ליריד חדה לאחר שנת 2020. מרכז המידע לאנרגיה של ארצות הברית חוזה כי הפקת הפחם הסינים תמשיך לעלות במהלך שנות 2030.[4]
השאלה מתי יתרחש שיא תפוקת פחם בסין הוא קריטי - שכן נכון לשנת 2008 היא הפיקה פחם בכמות שווה לכל 8 המדינות מפיקות הפחם האחרות.
ארצות הברית
ארצות הברית היא המפיקה השניה בגדולה בעולם, לאחר סין. תפוקת הפחם בארה"ב הגיע לשיאים מספר פעמים בעבר בגלל שינויים בהיצא ובביקוש, אבל מבחינה אנרגטית היא עברה ככל הנראה את שיא תפוקת האנרגיה הפחמית שלה ב-1998.
תפוקת הפחם בטונות שנכרו בארה"ב גדלה בקצב קבוע מאז שנות ה-1940 ב-2% בשנה. זו צמיחה מעריכית.[5] תפוקת הפחם בארה"ב הגיע להפקת 1.16 מילירד טונות פחם בשנת 2006. [6]
בארצות הברית התרחש שיא תפוקת פחם האנתרציט בשנת 1914,[7] בשנת 1950 נכרו 44 מיליון טונות בשנה. כמות זו ירדה בצורת עקומת פעמון כך בשנות ה-70 נכרו 10 מיליון טונות בשנה, ובשנת 2007 נכרו 1.6 מיליון טונות בשנה.[5]
שיא תפוקת הפחם הביטומני בארה"ב התרחש בשנת 1990. ובשנת 2008 הוא עמד על רמה דומה לזו של שנות ה-70. בשנות ה-70 החלה עליה בהפקת פחם תת ביטומני, שבינתיים הפקתו עולה בהתמדה, והחלה גם הפקת פחם ליגנטייט. [5]
בשנת 1956 האברט הסיק כי תפוקת הנפט (מבחינת מסה) תגיע לשיא בסביבות 2150.[7] בשנת 2004, השתמש Gregson Vaux במודל של האברט וחזה כי תפוקת הפחם (מבחינת מסה) בארצות הברית יגיע לשיא בשנת 2032. [8]
למרות שיש עליה מתמדת של כריית פחם של 2% בשנה בארצות הברית, כאשר מסתכלים על אנרגיה גלומה - על סיכום תכולת האנרגיה שגלומה בפחם ונכרתה בסוגי הפחם השנים, מגלים כי מאז 1998 אין עליה בתכולת האנרגיה בפחם.[5] מבחינה סך התפוקה האנרגטית של פחם, ארצות הברית הגיעה לשיאה בשנת 1998 עם הפקה של 598 שווה ערך אנרגטי לטונה נפט (שעט"ן) בשנה. בשנת 2005 נתון זה ירד ל-576 שעט"ן בשנה, ירידה של 4% יחסית לשיא.[9][10]
בריטניה
תפוקת הפחם הכוללת הגיע לשיא (מבחינת מסה) בבריטניה בשנת 1913. בשנה זו נכרו 278 מליוני טונות בשנה. נכון לשנת 2007, בריטניה מפיקה כיום פחות מ-1% מצריכת הפחם העולמית, עם 15 מיליוני טונות פחם בשנה.[11]
ראו גם
| אנרגיה | |
|
מושגים: אקסרגיה - אנטרופיה - החוק השני של התרמודינמיקה - החזר אנרגיה על השקעת אנרגיה - אנרגיה גלומה - יחידות מידה לאנרגיה |
 |
|
אנרגיה וסביבה: ייצור ראשוני - משאבים מתכלים - משק האנרגיה העולמי- שיא תפוקת הנפט - שיא תפוקת הפחם - התחממות עולמית - דלק מחצבי - זיהום אוויר - עקרון העוצמה המקסימילית - חקלאות ואנרגיה | |
|
אנרגיה מתחדשת: אנרגיה סולארית - אנרגיית רוח - אנרגיה גאותרמית - אנרגיית ים - ביו דיזל - אנרגיית גלי ים - אנרגיה בת קיימא - ללא האוויר החם | |
|
שימור אנרגיה: פרדוקס ג'בונס - BedZED - יוממות אופניים - עירוניות מתחדשת - בנייה ירוקה - תאורת אור יום - צמחונות | |
|
אנרגיה בישראל: משק האנרגיה בישראל - אנרגיה מתחדשת בישראל - מוסד שמואל נאמן - בתי זיקוק לנפט - הקואופרטיב לאנרגיות מתחדשות בישראל
| |
קישורים חיצוניים
- שיא תפוקת הפחם בוויקיפדיה האנגלית
- על שיא תפוקת הפחם באפקט הפרפר השחור 27.1.2008
- על שיא תפוקת הפחם חלק ממסמך השגות לתחנה פחמית חדשה באשקלון איל מורג 2009
- חברת החשמל מהמרת על פחם – האם זה מוצדק? יאיר ולך, 7.10.2008
- מאמר בסיינס בנושא שנת 2009 (מאמר למנויים בלבד!).
- פרק 18: הסביבה מתוך - קורס בהתרסקות
הערות שוליים
- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 סקירה סטטיסטית של האנרגיה בעולם,2011,BP
- ^ 2.0 2.1 World Energy Council - Survey of Energy Resources 2010
- ^ Coal: Resources And Future Production" (PDF). Energy Watch Group. 2007-07-10. p. 8.
- ^ US Enegy Information Administration, International Energy Outlook 2008, p.52, PDF file
- ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 קורס בהתרסקות פרק 18
- ^ US Energy Information Agency: Coal production, selected years 1949-2007 (PDF)
- ^ 7.0 7.1 M. King Hubbert (1956-06). "Nuclear Energy and the Fossil Fuels 'Drilling and Production Practice'" (PDF). API. p. 36.
- ^ Gregson Vaux (2004-05-27). "The Peak in U.S. Coal Production". From the Wilderness.
- ^ Energy Watch Group"COAL: RESOURCES AND FUTURE PRODUCTION"(PDF) ,2007
- ^ Richard HeinbergPeak coal: sooner than you think EnergyBulletin.net, May 21 2007
- ^ David Strahan. "Lump sums". London: The Guardian. (2008-03-05)
