歯科医院長mabo400のブログ

The net energy cliff (正味のエネルギーの崖)

2021/04/05
 
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今、日本の経済統計があてにならない、嘘ばかりではないか? 
嘘の数値に基づいた政策など意味がないだろう、金を払えば済む話か?と大騒ぎになっていますが、
GDPも疑われています。
粉飾を繰り返しているのではないか?と。
要するにGDPなどのいわゆる経済指標は右肩上がりでなければ、経済政策は失敗だという強迫観念があるからです。
もしかしたら右肩下がりではないか?という疑いが日本だけではない、世界中で起こっているのかもしれない。
未確認情報ながら去年のエネルギー供給量が前年比15%減少しているという情報がある。
供給エネルギーとGDPは完全に連動している。

ついに来たか、、!
  ( ゚д゚ ) ガタッ
  .r   ヾ
__|_| / ̄ ̄ ̄/_
  \/    /

ということかもしれない。

水力発電以外のほとんどのエネルギーのEROI(EPR)は低く5〜1で、EROI 5では使えるエネルギーは採掘精製に必要な投入エルギーを差し引くと80%残るが、EROI 3では70%、EROI 2では50%に減り、EROI 1で我々の文明は崩壊する。

もしかしたら、その崖を転がり始めたのかもしれない。

———-http://resourceinsights.blogspot.com/2008/09/net-energy-cliff.html?m=1——-

Sunday, September 14, 2008
The net energy cliff
Charles Hall, the father of the energy return on investment (EROI) concept, once told me that our current society would probably not be able to function if the EROI for the entire society slipped below five.

What does that mean? First, a quick review. It takes energy to get energy. EROI is a measurement of how efficient a process, an enterprise or a society is in obtaining energy. EROI is usually expressed in a ratio, say, 20 to 1. That would mean that the process being studied produced 20 units of energy for every one unit expended. As it turns out, that’s about what conventional crude oil returns.

Hall estimates that the United States is currently running on an EROI of just under 40 to 1. This looks like a fairly substantial margin of safety over the 5 to 1 that might lead to societal breakdown. But worrisome developments in the oil, natural gas and coal fields may send us rushing toward that figure.

A post earlier this year on The Oil Drum suggests that the EROI for natural gas in North America is dropping like a stone. This is, in part, reflected in the price of natural gas which is up fourfold in this decade. It is also reflected in the number of wells and the number of total feet drilled just to maintain production. We are having to drill faster and deeper just to stay even. The recent uptick in U. S. supplies may represent a small flattening of the EROI decline, but those supplies are the product of furious drilling and huge exploration expenditures.

The tar sands, presumed to be the great energy savior for North America, have long been a low EROI source of oil. Estimates range from 1 to 1 to about 7 to 1. Work by Charles Hall and his students posted on The Oil Drum gives a tentative estimate of 5.2 to 1 based on admittedly incomplete data.

Coal has a very high return when used to generate electricity, around 80 to 1. But evidence now suggests that in the United States at least, not only has the energy content per ton of coal declined by more than 30 percent since 1955, but the total energy content of coal mined in the country is now falling despite rising coal tonnage.

But what about nuclear? Hall and his students once again attempted to calculate the EROI. Others have made claims of 1.86 to 1 to 93 to 1. The very high estimates appear to leave out many steps in the nuclear fuel and construction cycle. Some contend that the EROI of nuclear is favorable enough–perhaps 11 to 1–to argue for expansion of nuclear power. But, if one takes into account all the energy that will be expended over time storing nuclear waste and guarding the waste and the mothballed nuclear plants in the future, the EROI could drop below 1. Essentially, we get the benefit now, and future generations get both the security and energy expenditures.

On its current trajectory, nuclear power may not even maintain its share of world energy production. It would certainly be useful to know what the true EROI of nuclear power is in order to assess its importance to our energy future.

Solar power has promise as shown in this chart compiled by Hall and his students. But, the estimated EROI ranges are so wide that it would be difficult to promise that solar photovoltaic could consistently provide returns above 5 to 1.

This chart provides an estimate of above 70 to 1 for wind power in one location. EROI in this case, of course, depends heavily on whether the wind generators are located in ultra-windy Denmark or not-so-windy Japan. The main problem with wind and solar, however, is that they are intermittent; the energy produced is difficult to store for use during nighttime or low-wind conditions.

Finally, hydroelectric has a very high EROI. While there is still room for some expansion of hydro power in the developing world, most of the good sites have already been taken in North America and Europe.

And, this brings us to the idea of the net energy cliff. If our energy transition away from fossil fuels does not result in their replacement by high EROI sources of energy with the necessary versatility and storage characteristics, or if such replacements are possible, but delayed too long, then we may be facing a net energy cliff.

It may seem that the difference between an EROI of 40 to 1 and one of, say, 30 to 1 would be comparable to a move from 20 to 1 to 10 to 1. But the mathematics say otherwise. In a society that has an EROI of 40 (which is approximately what the United States is thought to have) about 2.5 percent of the economy is devoted to gathering energy for the other 97.5 percent. If an economy has an EROI of 30 to 1, then the portion of the economy involved in gathering energy rises to about 3.3 percent. This is a significant jump, but probably manageable. However, an EROI that drops from 20 to 1 to 10 to 1 results in the doubling of the part of the economy devoted to securing energy from 5 percent to 10 percent. A further drop to an EROI of 5 to 1, puts 20 percent of the economy within the general classification of energy gathering. This is the net energy cliff.

A drop to an EROI of 5 in today’s American economy would mean that the energy sector of society would have to grow eightfold. If the drop came quickly, it would be very difficult to adapt. If the EROI were to drop to, say, 3, this would imply that potentially every third person would be involved in gathering energy in some fashion. Such a society would have little resemblence to the one we now inhabit.

The net energy cliff shows us how important EROI is when considering energy alternatives. Even very large resources such as the tar sands and oil shale become problematic when one considers their EROI.

There appear to be two ways forward then. One is to hope for breakthroughs which increase the energy returns of alternative energy sources. A second is to rework our infrastructure and our way of living so that our society can better withstand a significant overall decline in EROI should it develop.

2008年9月14日(日
ネットエネルギーの崖
EROIの生みの親であるチャールズ・ホールは、「社会全体のEROIが5以下になると、今の社会はたぶん成り立たなくなる」と言っていました。

これはどういうことでしょうか?まず、おさらいしておきましょう。エネルギーを得るためにはエネルギーが必要です。EROIとは、あるプロセスや企業、社会がどれだけ効率的にエネルギーを得ているかを示す指標です。EROIは通常、20対1という比率で表されます。これは、調査対象のプロセスが、1単位の消費に対して20単位のエネルギーを生み出したことを意味します。つまり、1単位の消費に対して20単位のエネルギーが得られるということだ。

ホール氏の試算によると、米国のEROIは現在40対1弱で推移しており、社会の崩壊につながる5対1よりもかなり余裕があるようだ。しかし、石油、天然ガス、石炭の分野で心配な動きがあり、私たちはこの数字に向かって急いでいるのかもしれません。

今年の初めにThe Oil Drumに投稿された記事によると、北米の天然ガスのEROIは急激に低下しています。このことは、この10年間で4倍になった天然ガスの価格にも反映されている。また、生産量を維持するために掘られた井戸の数や総延長数にも反映されています。生産量を維持するためには、より早く、より深く掘らなければならないのです。最近の米国の供給量の増加は、EROIの低下をわずかに緩和するものかもしれませんが、これらの供給量は猛烈な掘削と莫大な探査費用の産物です。

北米のエネルギーの救世主と言われているタールサンドは、以前からEROIの低い石油資源でした。推定値は1対1から約7対1までの幅があります。The Oil Drumに掲載されているCharles Hallと彼の学生による研究では、不完全なデータに基づいて5.2対1という暫定的な推定値が示されています。

しかし、少なくとも米国では、1955年以降、石炭1トンあたりのエネルギー含有量が30%以上減少しているだけでなく、石炭トン数が増加しているにもかかわらず、国内で採掘される石炭の総エネルギー含有量が減少していることが明らかになっています。

では、原子力は?ホールと彼の学生たちは、再びEROIの計算を試みた。1.86対1、93対1などと言われているが、これは核燃料サイクルや建設サイクルの多くの段階を省いているように見える。ある人は、原子力のEROIは十分に有利であり、おそらく11対1であり、原子力の拡大を主張しています。しかし、放射性廃棄物の保管、廃棄物の保護、将来的に閉鎖された原子力発電所の警備に長期間にわたって費やされるすべてのエネルギーを考慮に入れると、EROIは1を下回る可能性があります。基本的に、私たちは現在、利益を得て、将来の世代は安全保障とエネルギーの両方の支出を得ることになります。

現在の軌道では、世界のエネルギー生産に占める原子力の割合を維持することさえできないかもしれません。私たちのエネルギーの未来における原子力の重要性を評価するためには、原子力の真のEROIを知ることが有益です。

太陽光発電は、ホール氏と彼の学生が作成したこのグラフに示されているように、将来性があります。しかし、推定されるEROIの範囲は非常に広く、太陽光発電が常に5対1以上のリターンを提供できると約束するのは難しいでしょう。

この図では、ある場所での風力発電について、70対1以上の推定値を示しています。この場合のEROIは、風力発電機が風の強いデンマークに設置されているか、風の弱い日本に設置されているかによって大きく異なります。しかし、風力発電や太陽光発電の最大の問題点は、間欠的で、夜間や風の弱いときに発電したエネルギーを蓄えるのが難しいことです。

最後に、水力発電はEROIが非常に高いという特徴があります。発展途上国ではまだ水力発電を拡大する余地がありますが、北米やヨーロッパではすでに良い場所はほとんど取られてしまっています。

そして、ここで「ネット・エネルギー・クリフ」という考え方が出てきます。化石燃料からのエネルギー転換が、必要な汎用性と貯蔵特性を備えた高EROIのエネルギー源への置き換えにつながらない場合、あるいはそのような置き換えが可能であっても遅すぎる場合、私たちはネット・エネルギー・クリフに直面する可能性がある。

EROIが40対1の社会と、例えば30対1の社会の違いは、20対1から10対1への変化に匹敵すると思われるかもしれませんが、数学的にはそうではありません。EROIが40の社会(これはアメリカの社会とほぼ同じと考えられます)では、経済の約2.5%が残りの97.5%のためのエネルギー収集に費やされています。EROIが30対1の経済であれば、エネルギー収集に関わる経済の割合は約3.3%になります。これは大きな変化ですが、なんとかなるでしょう。しかし、EROIが20対1から10対1に下がると、経済の中でエネルギーを確保する部分が5%から10%に倍増します。さらにEROIが5対1に下がると、経済の20%がエネルギー収集の一般的な分類に入ります。これが「ネット・エネルギー・クリフ」です。

現在のアメリカ経済でEROIが5になると、社会のエネルギー部門は8倍に成長しなければなりません。すぐに落ちてしまったら、適応するのは非常に難しいでしょう。仮にEROIが3になると、3人に1人が何らかの形でエネルギーの収集に関わることになってしまいます。このような社会は、現在の社会とは似ても似つかないものになるでしょう。

ネット・エネルギー・クリフは、代替エネルギーを検討する際のEROIの重要性を示しています。タールサンドやオイルシェールのような非常に大きな資源であっても、そのEROIを考えると問題が出てきます。

では、どうすればいいのかというと、2つの方法が考えられます。1つは、代替エネルギーのエネルギーリターンを高めるブレークスルーを期待すること。もう1つは、インフラや生活様式を見直して、万が一EROIが大幅に低下しても耐えられるような社会にすることです。

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