Naftos gavyba gali sumažėti per 10 metų – ne dėl to, kad ji baigiasi, bet dėl pigesnių elektromobilių ir tobulesnių vidaus degimo variklių.

Žmonės buvo bauginami besibaigiančia nafta nuo pat tada, kai M. King Hubbertui kilo idėja apie „naftos smailę“ jau 6-ajame XX a. dešimtmetyje. Amerikietis geologas, dirbęs „Shell“ kompanijai, nurodė, kad neišvengiamai pasieksime tašką, kai naftos gavyba nustos augti ir pradės mažėti. Kartu pasibaigs pigios naftos, maitinusios pokarinės ekonomikos bumą, era. Ši idėja vis dar kelia aršius debatus ir daugelis ekspertų prognozuoja, kad ištekliams senkant, pasaulinė gavyba pasieks viršūnę iki šio dešimtmečio pabaigos.

Yra ir kitas požiūris. Nedaugelis analitikų prognozuoja, kad iki 2020 metų naftos gavyba pradės mažėti – ne dėl to, kad ji baigsis, bet todėl, kad mums jos nebereikės.

Jie teigia, kad pasaulis atjunks nuo naftos laisva valia, dėl ryškios pažangos transporto priemonių technologijoje. Naftos naudojimo mažėjimas kils ne dėl rezervų išnaudojimo, bet dėl vairuotojų, perkančių elektromobilius ir įprastus automobilius su labai efektyviais varikliais. Jeigu jie teisūs, tai bus ilgalaikis perėjimas nuo naftos prie elektros, kaip pagrindinio transporto energijos šaltinio, kuris sumažins ekonomikos jautrumą naftos kainų šuoliams ir iš naftos gavybos išsiskiriančių šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekį.

Tai drąsi prognozė. Ar ji gali būti teisinga?

Sprendžiant iš automobilių pramonės investicijų ir paleidžiamų naujų modelių skaičiaus, elektromobilių perspektyvos šviesėja. Visi didieji gamintojai gamina skirtingo elektrifikavimo laipsnio automobilius, pradedant nuo hibridų, tokių, kaip Volvo V60, naudojančių iškastinį kurą ir elektrą, iki tokių, kaip Nissan Leaf semiančių energiją vien iš baterijų (žr. skyrelį „Šeši elektrifikacijos laipsniai“). Iš viso dabar yra apie 130 modelių.

Tačiau jų pardavimas kol kas nuvilia. Bendrai JAV pernai buvo nupirkta dešimtadaliu daugiau automobilių, nei užpernai. Bet tyrimų firmos WardsAuto duomenimis, elektrinių automobilių parduota vos 2,3 procento daugiau. General Motor Chevy Volt parduota penktadaliu mažiau, nei planuota, o elektrinių automobilių pionieriaus Toyota Prius hibridų pardavimas menksta nuo 2007 metų. Tad, ar gali elektriniai automobiliai rimtai paveikti pasaulinę naftos paklausą?

Investicijų analitikai iš Deutsche Bank Niujorke savo pranešimuose teigia, kad elektriniai automobiliai yra žaidimo keitėjai ir jų trumpalaikio poveikio potencialas yra pernelyg nuvertinamas. „Transportas per ateinančius 10 metų tikriausiai pasikeis labiau, nei per praėjusius 50,“ sako Danas Galvesas, banko vyriausiasis automobilių pramonės analitikas. Tai nutiks ne dėl kokio nors neišvengiamo technologinio proveržio, bet dėl tikėtinos santykinės elektra ir vidaus degimo varikliais varomų automobilių kainų transformacijos.

Elektriniai automobiliai yra daug brangesni už benzininius ekvivalentus labiausiai dėl aukštos jį maitinančios ličio jonų baterijos kainos – dabar maždaug 12 000 $. Bet elektromobilių kuro kaina
jau dabar yra daug mažesnė, nei benzininių. JAV, pavyzdžiui, vidutiniu automobiliu nuvažiuoti vieną kilometrą kainuoja maždaug 8 centus, tuo tarpu tokiam pat atstumui įveikti elektromobilio sunaudota elektra kainuoja mažiau nei 2 centus. Europoje, kur kuro mokesčiai aukštesni, šie skaičiai atitinkamai yra 12,5 ir 2,5 cento. Bet kuriuo atveju, skirtumas didžiulis. Tad, norint, kad elektromobiliai galėtų konkuruoti kaina, akumuliatorius turi atpigti tik tiek, kad šis skirtumas jo kainą padengtų ir Galvesas mano, kad tai gali nutikti greičiau, nei daugelis mano.

Pirmiausia jis tikisi, kad dėl masinės gamybos baterijų kainos sumažės – lygiai, kaip tai atsitiko su nešiojamaisiais kompiuteriais – iki mažiau, nei 7000 dolerių 2015 metais. Antra, kuro kainos skirtumas augs kartu su daugelio specialistų prognozuojamu naftos kainų augimu. „Žvelgiant į 10-15 metų perspektyvą, beveik neįmanoma, kad elektrifikacija neatsikąstų gero rinkos gabalo,“ sako Galvesas, kuris tikisi, kad elektromobiliai taps ekonomiškai patrauklūs ir be dabar daugelio vyriausybių skiriamų dotacijų.

Pingančių elektromobilių poveikį sustiprins ir griežtėjanti kuro efektyvumo ir išmetamųjų dujų ribojimo politika svarbiausiose pasaulio automobilių rinkose. Didžiausio pasaulio degalų vartotojo politika greitai taps ir viena iš griežčiausių. 1975 metais tuometis JAV prezidentas Jimmy’is Carter’is priėmė įstatymą, nurodantį JAV automobilių gamintojams privalomus vidutinio kuro efektyvumo standartus. Nuo dešimto dešimtmečio pradžios automobiliams šis skaičius svyravo apie 27 mylias galonui (11,5 kilometrų litrui), bet dabartiniai įstatymai reikalaus dvigubai didesnės kuro ekonomijos (54,5 myl/gal – 23,2 km/l) kuro ekonomijos iki 2025 metų. Standartas kilo nuo 1978 m. ir iki 2020 taps toks aukštas, sako Galvesas, kad automobilių gamintojai nesugebės jų įvykdyti jei neparduos žymiai daugiau elektromobilių. Galvesas tikisi, kad 2020 m. jie sudarys penktadalį visų JAV parduodamų automobilių.

Poveikis bus dramatiškas. Kasdien JAV automobiliai suryja apie 9 millijonus barelių naftos – didžiausią dalį iš kasdienių beveik 90 milijonų barelių (žr. pav.1). Deutsche Bank naftos pramonės analitikai tikisi, kad JAV naftos kris ir iki 2030 bus beveik dvigubai mažesnis.

Automobilių gamintojai iki 2020 metų privalės sumažinti vidutinę emisiją, palyginus su 2015 metų modeliais. Tokie standartai ypač paskatins elektrifikaciją, nes jos reguliuoja ne automobilio gamybos proceso emisijas, o automobilio „duslintuvo emisiją“. Pagal šį matą elektromobilių emisija yra nulinė. Deutsche Bank tikisi, kad 2020 metais 25 % visų Euroje parduodamų automobilių bus elektriniai, spartinantys naftos poreikio mažėjimą.
Nafta vis dar valdo

Tiek žinių apie turtingesnes pasaulio šalis. Kinijoje, kur klesti besivystanti automobilių rinka, naftos poreikis augs mažiausiai dar dešimtmetį. Tačiau pasaulinė įtaka bus ribota, nes dabar Kinijos automobilių parkas yra tik ⅕ JAV. Kinijos vyriausybė irgi stipriai palaiko elektrinius automobilius, kaip vieną iš būdų gerinti miestų oro kokybę ir mažinti šalies priklausomybę nuo importuojamos naftos. Deutsche Bank prognozuoja, kad Kinijoje degalų paklausa pradės mažėti nuo 2025, labiau paplitus elektromobiliams.

Atsižvelgus į visus veiksnius, didžiausia pasaulinė benzino paklausa gali būti jau 2015. „Nuo šio taško, – kompanijos pranešime dėsto Deutsche Bank vadovaujantysis naftos analitikas Paulas Sankey’is – „Manome, nuo tada benzino paklausa negrįžtamai ir vis spartėjančiai mažės.“ Dėl to, teigia jis, pasaulinė žalios naftos paklausa pasuks tuo pačiu keliu maždaug 2020.

Kiti nesutinka su Deutsche Bank analize. Tarptautinė energijos agentūra (International Energy Agency) jau seniai nesutinka su ankstyva pasaulinio naftos tiekimo smaile. Lygiai taip nesutinka ir su naftos paklausos sumažėjimo per artimiausius porą dešimtmečių prognoze. Ji numato, kad kasdienė naftos paklausa kils iki 107 milijonų barelių 2035 metais dėl dabartinės vyriausybės politikos. Fatihas Birolis, agentūros vyriausiasis ekonomistas, mano, kad pasaulyje tiesiog yra per daug automobilių – apie milijardą ir vis daugėja, – kad elektromobiliai padarytų ženklią įtaka per trumpą laiką. Nors daugelis vyriausybių vykdo elektrifikavimo skatinimo politiką, labai abejotina, ar jos pasieks užsibrėžtų taškų. Net jei joms tai pavyktų, sako Birolis, 2020 metais keliuose riedės vos 20 milijonų elektrinių automobilių – maždaug 2 procentai viso automobilių parko.

Stefanie Lang, Londone įsikūrusios investicijų tyrimų firmos Sanford C. Bernstein automobilių analitikė sutinka, kad elektriniai automobiliai padarys tik ribotą progresą per ateinančius 10 – 15 metų. Savo teiginį remia tuo, kad jie išliks vis dar per brangūs ir sulauks aršios konkurencijos iš dabartinės technologijos – vidaus degimo variklių (VDV).

Netgi po šimtmečio tobulinimų, VDV kuro ekonomiją galima smarkiai padidinti, sako Lang, pateikdama tris pavyzdžius. „Stop/start“ mechanizmai, išjungiantys automobilio variklį sustojus kamštyje ar prie šviesoforo, gali vidutiniškai sutaupyti nuo 5 iki 9 procentų, ir tikriausiai taps standartine įranga visuose europietiškuose modeliuose iki 2015 metų. Įdiegus automobiliuose mažesnius variklius su turbinomis, tai pačiai galiai pasiekti jie naudos 3 – 6 procentais mažiau kuro. Tiesioginis kuro įpurškimas, nesumaišius jo prieš tai su oru, leis kuro sąnaudas sumažinti dar 3 – 5 procentais. „Tai nebūtinai yra revoliucinės technologijos,“ pastebi Lang, „bet jos yra žemai kabantys kuro efektyvaus naudojimo vaisiai ir gali sumažinti kuro suvartojimą.“ Ji spėja, kad šios ir kitos žinomos technologijos iki 2020 leis pagerinti efektyvumą 30 procentų.

Dėl to, pasak Lang, automobilių gamintojai galės atitikti JAV ir Europos standartus paprasčiausiai investuodami į laipsnišką egzistuojančių modelių tobulinimą, užuot stengęsi parduoti daugiau elektromobilių.

Tačiau tokie patobulinimai vis tiek turėtų dramatišką įtaką globaliam naftos poreikiui. Nors automobiliai būtų varomi naftos produktais, kitas tyrimas rodo, kaip padidėjęs VDV efektyvumas turėtų panašų poveikį, kaip ir elektriniai automobiliai. Inžinerijos konsultacijos firmos Ricardo, įsikūrusios Londone, analitikai ištyrė automobilių gamintojų planuojamus įdiegti energijos naudojimo efektyvumo patobulinimus, ir įtraukė juos į pasaulinį modelį, kuriame atsižvelgiama į tokius faktorius, kaip vyriausybės politika, demografija ir BVP. Juos nustebino gautas rezultatas, kad pasaulinė naftos paklausos viršūnę pasieks iki šio dešimtmečio pabaigos, ir gali sumažėti 10 procentų iki 2035 metų.

Kaip ir kiti, Ricardo padarė išvadą, kad elektriniai automobiliai padarytų nedidelį poveikį šį dešimtmetį ir kad VDV efektyvumo tobulinimas būtų pagrindinis faktorius.

Nepaisant 80 % didesnio automobilių skaičiaus iki 2035, naftos poreikis labiausiai mažės dėl daugiau, nei dvigubai išaugsiančio VDV efektyvumo, teigia Peteris Hughesas, Ricardo energijos skyriaus vadovas Londone. Kuro sunaudojimą mažina ir kiti faktoriai: senstanti svarbiausių rinkų populiacija, nes vyresni žmonės mažiau važinėja; darbas namuose; ir naftos kainos, net jei Ricardo tyrimo modelyje ji paimta tik 100 $ už barelį iki 2035 metų. Hughesas sako, kad naftos poreikį mažinančių faktorių gausėja ir jie stiprėja. „Pasaulis artėja prie naftos poreikio paradigmos pokyčio.“

Tad ką pati automobilių pramonė mano apie ateitį? Tai, kad vidaus degimo variklių dienos jau suskaičiuotos. Nesenoje apklausoje, KPMG konsultantai paklausė automobilių kompanijų 200 vyriausiųjų vadovų, ar ilgai vyraus tradiciniai varikliai triumfuos prieš elektromobilius. Apie 70 % atsakė, kad nuo 1 iki 10 metų, tačiau tik 18 % manė, kad tai truks dar nuo 10 iki 20 metų.

Viena tokio rezultato priežastis galėjo būti tai, kad elektrifikacija dabar laikoma geriausiu transporto taršos sumažinimo būdu, netgi įvertinus elektros gamybą. Taip yra, nes elektromobiliai yra daug efektyvesni už benzininius automobilius. Paimkime, pavyzdžiui, Nissan Leaf. Jis „kaltas“ tik dėl 99 g CO₂/km, netgi kai jo įkrovimui energija gaminama iš anglies, gamtinių dujų, branduolinės ir atsinaujinančios energetikos. Tai yra 40 % švariau, nei tipiškas benzininis automobis Europoje. Elektrai tampant švaresne, elektrinių automobilių emisija atitinkamai irgi mažės – ne taip, kaip biodegalais ar gamtinėmis dujomis varomų automobilių .

Lang nurodo, kad VDV tobulinimas taps vis brangesnis ir vis mažiau efektyvus, o taršą reguliuojantys standartai vis griežtės. Ji mano, kad lūžis įvyks 2025 metais, kai JAV kuro taupymo standartas pasieks 54,5 mylias galonui (23 kilometrus litrui) ir Europos viršutinė CO₂ emisijos riba naujiems automobiliams bus vos 70 gramų kilometrui. „Bus labai sunku tai pasiekti be didesnės elektrifikacijos,“ sako Lang. Ji ir Hughesas mano, kad tada elektromobilių pardavimas turėtų išaugti.

Atatrankos efektas

Iš vienos pusės žiūrint, nesvarbu, kada elektriniai automobiliai pakeis VDV varomus. Jei variklių pramonė sugebės kaip nors padidinti efektyvumą, klimatui tas išeis į naudą bet kokiu atveju. O jeigu abi ginčo pusės klysta ir nei viena technologija smarkiai nesumažins naftos paklausos?

Superefektyvūs varikliai gali nesugebėti pakeisti naftos poreikio, jeigu jų efektyvumo naudą sugrauš „atatrankos efektas“, kai augantis efektyvumas stimuliuoja didesnį naudojimą. JK Londono Energijos tyrimų centro tyrėjai padarė išvadą, kad nuo 10 iki 30 procentų pasiektos naudos gali būti prarasta, nes efektyvesnus automobilius pigiau vairuoti, kad žmonės jais naudosis daugiau.

Ekonomikos augimas taip pat gali pristabdyti progresą: vienas Tarptautinės energijos agentūros scenarijus rodo, kad kuro ekonomijos pagerėjimą nustelbs didėjantis automobilių skaičius, net jeigu vyriausybės taikys griežtesnes energijos efektyvumo taisykles. Kita vertus, recesija ir taupymas gali prilaikyti progresą, jei vyriausybės apkarpys paramą elektromobiliams.

Jeigu tikėsime Deutsche Bank, Ricardo ir Sanford C. Bernstein, atsitraukimas nuo naftos gali būti ne toks skausmingas, kaip daugelis baiminasi. Bet jeigu technologija nesugebės numalšinti mūsų naftos troškulio, pasiūla sunkiai patenkins paklausą ir „naftos smailė“ gali kilti būtent dėl riboto tiekimo, kaip ir buvo numatyta prieš visus tuos metus.

Šeši elektrifikacijos laipsniai

Mikrohibridas turi įprastą vidaus degimo variklį (VDV) su „stop/start“ mechanizmu, išjungiančiu variklį, vos šiam sustojus kamštyje ar prie šviesoforo. Tai reiškia, kad jam reikės galingesnio švininio akumuliatoriaus ir starterio motoro. Pažangesnės versijos starterį naudoja ne tik variklio paleidimui, bet ir trumpai padeda judėti automobiliui, kai VDV naudojimas mažiausiai efektyvus. Daugelyje naujų automobilių jis yra standartinėje įrangoje ir sumažina kuro sąnaudas 5 – 9 procentais. Paprastai nelaikomas elektromobiliu.
Pushibridis (mild hybrid) yra tarp mikrohibrido ir visiško hibrido. Jis turi regeneratyvinius stabdžius, stabdant automobilį į baterija grąžinančius energiją, kuri kitu atveju būtų iššvaistoma, kaip šiluma; traukos bateriją, naudojamą energijos tiekimui automobiliui, o ne tik starteriui ir papildomai įrangai; elektros motorą. Bet kitaip, nei visiškas hibridas, jo elektros motoras tik padeda VDV ir niekada nevaro automobilio vienas pats – tad irgi nelaikomas elektromobiliu. Honda Civic yra tokio pushibridžio versija.
Prijungiamojo hibrido (plug-in hybrid), tokio, kaip Volvo V60, konfigūracija tokia pati, kaip ir hibrido, ir jis dar turi galimybę krauti bateriją iš elektros tinklo.
Hibridas, toks, kaip Toyota Prius, turi VDV, elektros motorą ir mažą nikelio-metalo hidrido traukos bateriją. Visą elektrą pagamina VDV ar regeneratyviniai stabdžiai. Motorai išdėstyti lygiagrečiai, tad kiekvienas gali sukti ratą nepriklausomai. Yra daug įmanomų kombinacijų, bet paprastai elektros energija automobilį įgreitina iki 40 km/h, tada įsijungia VDV. Naujasis Prius C su vienu galonu degalų gali nuvažiuoti 53 mylias (22,5 km/l).
Didesnio nuotolio elektromobiliai, pavyzdžiui, GM Chevy Volt (arba Vauxhall Ampera Europoje), yra panašūs į prijungiamuosius hibridus, išskyrus tai, kad juose VDV tik gamina elektrą akumuliatoriui ir elektros motorui ir niekada tiesiogiai nesuka ratų. Toks automobilis naudojasi elektros tinklo suteikta energija tik pirmuosius 45 kilometrus ar panašiai, o tada persijungia į VDV gaminamą elektrą iki kito įkrovimo. Volt energijos sąnaudos atitinka 40 kilometrų vienam litrui našumą.
Baterinis elektromobilis, toks, kaip Nissan Leaf, turi tik bateriją ir elektrinį motorą ir visiškai priklauso nuo elektros tinklo ir regeneratyvinio stabdymo. Visiškai įkrautas Leaf gali nuvažiuoti apie 160 kilometrų.

David Strahan
New Scientist, № 2865

Parengė Vytautas Povilaitis

technologijos.lt