di  -  lunedì 18 giugno 2012

Riprendiamo dopo un lunedì di assenza l’argomento introdotto ormai due settimane fa, ovvero la teoria del picco del petrolio di Hubbert.

Come precedentemente detto, la teoria del picco rappresenta un modello matematico sviluppato negli anni ’50 da parte del geofisico della Shell Marion King Hubbert, basato sull’analisi dei dati storici dell’attività estrattiva di carbone in Pennsylvania, ed applicato alla risorsa petrolifera (sebbene concettualmente applicabile a qualsiasi fonte di natura fossile), il cui obiettivo era quello di definire l’andamento della risorsa nel tempo in funzione del suo sfruttamento.

Tale studio in prima istanza non portò al modello matematico vero e proprio, cosa avvenuta successivamente allo “Spring meeting of the Southwest Section of the American Petroleum Institute” del 1956, occasione durante la quale Hubbert presentò un intervento in netta controtendenza rispetto al generale ottimismo verso la fonte petrolifera (si pensi al contesto storico nel quale si svolgono i fatti) e che, in quanto tale, venne considerato probabilmente con una certa superficialità e diffidenza.

La successiva teoria matematica permise ad Hubbert di svolgere delle valutazioni che portarono ad individuare per gli Stati Uniti (all’epoca primi produttori mondiali di petrolio, seguiti dall’allora Unione Sovietica, con i paesi arabi a fare da modesti comprimari) il raggiungimento del picco di produzione intorno al 1970, come effettivamente avvenuto in seguito.

Ma “come è fatta e come funziona” la legge di Hubbert?

LA CURVA DI HUBBERT O DEL PICCO DEL PETROLIO

Nella teoria sviluppata da Hubbert il punto fondamentale è la considerazione che una risorsa finita come quelle fossili, in presenza di un interesse verso di esse, porterà ad una produzione che segue una curva crescente fino ad un massimo, ovvero ad un punto nel quale la risorsa disponibile inizia ad essere meno facile da estrarre, e pertanto inizia una fase decrescente fino al termine dello sfruttamento.

Tale curva presenta analogie con la distribuzione normale di Gauss ben nota in statistica, pur differendo da essa sotto alcuni aspetti, ed in particolare è una derivazione della funzione logistica.

Tale curva teorizzata da Hubbert si può suddividere in quattro parti:

  • Prima fase (espansione rapida) – è la fase di espansione rapida, durante la quale è abbastanza facile accedere alla risorsa in esame e non sono necessari grandi investimenti per la sua estrazione, e corrisponde ad un andamento di tipo esponenziale della curva
  • Seconda fase (inizio dell’esaurimento) – è la fase relativa all’inizio dell’esaurimento, in quanto dopo un completo sfruttamento delle risorse più accessibili diventa necessario investire per potere adottare le tecnologie necessarie per estrarre la risorsa diventata più complessa da ottenere, pertanto la curva riduce la sua pendenza
  • Terza fase (picco e declino) – la riduzione della pendenza della curva di produzione della seconda fase continua fino al picco di produzione, dove tale pendenza è nulla (la tangente alla curva è orizzontale), e si è pertanto nel punto di massimo, ovvero si è raggiunta la condizione per la quale le risorse disponibili  sono estraibili con il massimo investimento sostenibile, e da questo punto in avanti tali investimenti non potranno più compensare le difficoltà sempre crescenti da sostenere per l’estrazione e si assisterà al declino
  • Quarta fase (declino finale) – la fase di declino prosegue fino al termine della produzione, con un andamento decrescente che nella curva ideale è speculare alla curva esponenziale della prima fase, ma questo andamento può anche non essere identico

La rappresentazione della curva di Hubbert standard è la seguente:

(immagine tratta da Wikipedia)

Come già detto Hubbert riuscì a prevedere il picco della produzione del petrolio degli Stati Uniti applicando il modello da lui sviluppato, e si può vedere questo risultato nel seguente diagramma:

I dati rilevati presentano una buona risultanza con quelli previsti dal modello in quanto individua correttamente, pur sottostimando la quantità prodotta, il punto di massimo della produzione.

Dallo stesso diagramma è anche evidente l’andamento decrescente asimmetrico rispetto alla curva crescente dei dati rilevati, dovuta con molta probabilità al miglioramento delle tecniche estrattive ed alla maggiore convenienza all’estrazione di risorse che avrebbero richiesto maggiori costi dovuto all’incremento del prezzo del petrolio e da una domanda sempre crescente (infatti sebbene in fase calante, l’estrazione negli USA continua tutt’oggi).

SCENARI DI APPLICAZIONE E PUNTI CRITICI DELLA TEORIA DI HUBBERT

Tale modello è stato sviluppato da diversi studiosi ed ha avuto come naturale applicazione lo studio del picco del petrolio in scenari più ampi rispetto a quelli originari, arrivando al suo impiego per la valutazione del picco mondiale del petrolio.

Sebbene molti studiosi si siano cimentati nel lavoro, lo scenario grossomodo condiviso è quello che prevede il raggiungimento di questo picco intorno agli anni che stiamo vivendo, sebbene al crescere della complessità del sistema cresce anche la difficoltà nel valutare correttamente tutte le variabili in gioco, quali le nuove scoperte e l’entità delle stesse, la possibile ripresa estrattiva da giacimenti sottosfruttati a causa della non competitività dell’epoca (ma che oggi, con una domanda sostenuta nonostante i prezzi crescenti rendono nuovamente interessanti) e dall’assenza di tecnologie adeguate, ma anche l’estrazione di qualità meno appetibili di greggio che oggi, grazie ai miglioramenti sulla raffinazione diventano interessanti, e questo porta a previsioni piuttosto variabili sebbene sia evidente che si raggiungerà “presto o tardi” il massimo della produzione.

Inoltre un punto critico della teoria di Hubbert consiste nel considerare la produzione della risorsa come un processo che non viene influenzato da ragioni estranee allo stesso, cosa che nel delicato scenario geopolitico ed economico è invece presente, e porta ad una produzione di petrolio che non risponde esclusivamente al soddisfacimento della domanda, ma nonostante ciò il costrutto generale della teoria è attuale e sicuramente degno grande considerazione.

Un ultimo punto importante, ma ne parleremo successivamente, è l’impiego della teoria di Hubbert come unico riferimento per la valutazione degli scenari energetici in quanto esso è fortemente limitato al tema per il quale è stato sviluppato, e pertanto un suo impiego in questo senso richiede molta cautela e poco sensazionalismo.

Anche per oggi è tutto, vi aspetto lunedì prossimo, sempre su AppuntiDigitali, sempre con la rubrica Energia e Futuro.

12 Commenti »

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  • # 1
    Giovanni
     scrive: 

    Con tempismo un bell’articolo tratto dal Corriere di oggi:

    http://www.corriere.it/economia/12_giugno_18/petrolio-devita-assemblea-up_25b4d3ba-b932-11e1-a52c-a7a9b914e823.shtml

    Ciao.

  • # 2
    Notturnia
     scrive: 

    sarebbe carino capire se parla di petrolio in generale o solo di petrolio e derivati per autotrazione..

    il mercato sta relegando il petrolio ad autotrazione e plastica e affini mentre via via viene meno la quota energetica..

    ma è normale che fatto il boom adesso ci siamo molte più alternative in molti settori.. carino che ci siano teorie e curve anche per questo..

    sta gaussiana mi tormenta dalla scuola :-D

  • # 3
    Giacomo
     scrive: 

    ma il picco di produzione avvenuto negli anni ’70 è cosa diversa dal picco effettivamente disponibile nelle risorse petrolifere “in the wild”.. il limite di queste teorie secondo me è che vengono formulate in un contesto storico e tecnologico con i suoi limiti e le sue credenze e poi vengono trascinate a forza in un contesto distante decine di anni nel futuro, per forza di cose molto differente

  • # 4
    densou
     scrive: 

    chi si ricorda il filmato introduttivo ad un giochino di qualche anno dietro chiamato ACT OF WAR? Lì ipotizzavano un prezzo gallone/litro da paura ma poi in realtà finì pure peggio lol

  • # 5
    Notturnia
     scrive: 

    beh.. dubito che il greggio finirà molto presto.. tenendo conto di quello che mi dicono alcuni fornitori (shell, Eni, etc..) hanno trovato qualche bel giacimento che anni addietro non avrebbero potuto trovare per i costi e la mancanza di tecnologia.. e da studi che hanno fatto c’è più petrolio non ancora estratto di quanto ne sia stato trovato fin’ora perchè è stata trivellata solo una piccolissima parte del globo e se le nuove ricerche sono corrette ci sono enormi giacimenti ancora da trovare in zone attualmente irraggiungibili.. ma magari fra 20 anni.. chi lo sa..

    la plastica continuerà a servirci.. e molti dei suoi fratelli e parenti :-D

  • # 6
    Simone Serra (Autore del post)
     scrive: 

    @ Giacomo

    il picco di petrolio individuato da Hubbert era relativo alla sola produzione negli Stati Uniti

    @ Notturnia

    nel prossimo post vorrei proprio parlare di questo e delle discussioni intorno al picco di Hubbert

  • # 7
    dave
     scrive: 

    se è relativo “solo” agli stati uniti, allora il dato è abbastanza fuorviante.
    sono decenni ormai che gli stati uniti preferiscono conservare i loro giacimenti “nazionali”, sfruttando quelli altrui…

  • # 8
    joe.vanni
     scrive: 

    La campana di Hubbert in ogni caso vale sempre. E penso che i dati storici , incontestabili, lo possano confermare.

    Semmai potrebbe essere una curva più piatta, meno drammatica.

    Allorquando si diminuiscono i consumi grazie all’efficienza, o sopravvengono nuove tecnologie più o meno pulite per produrre carburanti artificiali (da carbone, da biomasse ecc. ), nuove tecnologie di estrazione, o per nuove fonti di energia alternative.

    Il mondo di oggi ha assoluto bisogno di petrolio e in un modo o nell’altro deve procurarlo

  • # 9
    marosini
     scrive: 

    È utile e importante approfondire le curve di disponibilità, tuttavia lo scenario mondiale presenta un fattore limitante che interviene molto prima dell’esaurimento della risorsa, che considererei più generalmente, tenendo assieme tutte le fonti fossili (petrolio, gas, carbone).
    Già per fare un esempio, gli Stati Uniti hanno un sacco di metano, ma proprio tanto, e non lo usano. Se poi consideriamo il carbone (e chimicamente dal carbone, con qualche costo in più, si fa tutto, plastica compresa), ci accorgiamo che il problema dell’esaurimento della risorsa è un problema piuttosto relativo.
    Se non ci fosse il fatto che il carbonio fossile, una volta messo in atmosfera, rende adiabatico il sistema, mandando tutto in crisi, potremmo andare avanti a produrre energia e beni con il fossile per altri 300 anni senza tanti problemi. Pensa solo agli idrati di metano, hai voglia.
    Il problema è un altro, ed è un problema che non esisteva ai tempi di Hubbert.

  • # 10
    joe.vanni
     scrive: 

    @ Marosini
    E’ assolutamente vero che il problema di una possibile carenza di petrolio si sta spostando sugli effetti dell’uso del petrolio e dei fossili in genere.

    L’uomo è ormai padrone della chimica, per cui può ricavare, in modo sempre più conveniente, il petrolio -anzi i carburanti- da tantissime fonti : dal metano, dal carbone, da biomasse, da rifiuti ecc.

    Per cui sembrerebbe risolto il problema di dare energia ad un mondo sempre più affamato di energia.

    Un miliardo di cinesi e 800 milioni di indiani che passano da biciclette e risciò ad auto e motociclette alimentate da energia di origine fossile sicuramente aumentano molto le emissioni inquinanti. Specialmente la CO2, generata da ogni tipo di combustione fossile.

    Il problema diventa di riuscire a diminuire o almeno a non fare aumentare la CO2 prodotta. Con la massima efficienza dei motori o con l’uso di fonti rinnovabili. Ove non possibile si potrebbe anche confinare la CO2 con sistemi di stoccaggio più o meno efficaci e comunque costosi, che è un po’ come mettere la polvere sotto il tappeto.

    Se non si fa seriamente qualcosa la natura troverà dei nuovi equilibri. Per noi significa aumento delle temperature medie, scioglimento delle calotte artiche e innalzamento dei mari, aumento in intensità e numero di uragani e siccità.
    Questi sono scenari anche peggiori del picco di Hubbert.

  • # 11
    Gianluca
     scrive: 

    Mi fa piacere leggere come potremmo continuare a bruciare dinosauri putrefatti per i prossimi 300 anni “senza problemi”, dato che indubbiamente i cambiamenti climatici, per alcuni, non sono affatto un problema. Solo quest’anno in Italia abbiamo avuto temperature medie a luglio ed agosto di 3 gradi superiori a quelle del 2003, ovvero la precedente estate più calda in assoluto. L’effetto serra causa mutazioni che vanno ben oltre il semplice aumento della temperatura tra cui alcune imprevedibili. Per esempio quest’anno di temperature estreme (sia estive che invernali) denota una corrente del golfo non più efficace come prima a schermarci dagli anticicloni africani e dalle correnti fredde del nord atlantico a causa dello scioglimento dei ghiacci della Groelandia che ne rallenta il circolo. Naturalmente anche se oggi passassimo di colpo alle rinnovabili non riusciremmo ad invertire questi danni al clima che ormai si sono già verificati, però possiamo cercare di impedire che diventino catastrofici. Per questo è necessario abbandonare il prima possibile i combustibili fossili come fonte di energia, le tecnologie esistono già e aggrapparsi ai giacimenti di greggio ancora esistenti non fa niente altro che ritardare una migrazione indispensabile già ora rendendo ancora più grave il dissesto climatico.

  • # 12
    Simone Serra (Autore del post)
     scrive: 

    @ Gianluca

    di clima e risorse energetiche alternative se ne dibatte da parecchio, resta il fatto che sostituire le risorse attualmente utilizzate con le rinnovabili è compito molto complesso, e che va molto aldilà delle cifre messe un po’ a caso spesso anche da rinomati studiosi… comunque sostanzialmente nel post non si discute della validità o meno delle risorse fossili, ma della teoria di Hubbert volta a valutarne la disponibilità, il tema ambientale merita una trattazione a se stante

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