为什么当前解决能源问题的解决方案不起作用

为了了解解决我们的能源困境的方法将行不通，有必要了解我们的能源困境的真实性质。大多数解决方案都失败了，因为分析师认为我们的能源问题的性质与实际情况大不相同。分析人士认为，我们的问题是一个缓慢发展的长期问题，而实际上，这是我们现在所面临的问题。

大多数分析师都忽略了这一点，即我们的能源问题的行为非常类似于近期的财务问题。我们将讨论为什么会这样。这种短期财务问题注定要以某种方式解决，从而导致巨大的工作机会流失和近期的政府变动。在这种情况下，需要考虑我们的缓解策略。如果根本无法解决仅靠高价燃料和高科技设备来缓解能源短缺的战略，那将是短暂的解决方案。

我们的能源预测

1.我们的头号能源问题是对投资资本的快速增长的需求，只是为了保持固定水平的资源开采。这些投资资本是石油，煤炭和金属等有形的“东西”。

我们首先拔出了“易于开采”的石油，天然气和煤炭。随着我们难以开采资源，我们发现对投资资本的需求迅速上升。根据马克·刘易斯（Mark Lewis）在《金融时报》上的撰文，2012年，石油和天然气的“上游资本支出”总额接近7,000亿美元，而2005年为3500亿美元，两者均以2012年美元计。这对应于七年期间通货膨胀调整后的年增长率为10％。

图1。由于有限的能源耗尽，这种方式可以预期提取能源的成本会增加。

从理论上讲，随着接近提取量的限制，我们预计提取成本会增加。实际上，如果发生这种情况，近几年来石油价格的急剧上涨是我们所期望的。通过增加采油量，用其他能源产品替代石油并提高效率，我们得以在1970年代解决了这个问题。这次，我们的解决方案的选择要少得多，因为已经摘下了悬而未决的果实，而我们现在正达到财务极限。

图2。根据BP 2013年世界能源统计数据，以2012年美元价格计算的历史油价。（根据EIA数据还包括2013年的数据。）

更糟的是，其他行业以及化石燃料对投资资本的需求迅速上升。金属提取遵循相同的模式。我们首先在最容易接近的位置提取了最高品位的矿石。我们仍然可以提取更多的金属，但是我们需要使用较低品位的矿石。这意味着我们需要使用更多的资源（包括能源）来清除更多的有害废物。

图3。废品可生产100单位金属

随着我们转向低品位矿石，必须提取和处置的废品数量大大增加（图3）。当我们从浓度为.200的矿石转移到浓度为.195的矿石时，废品的增加仅3％。当我们从.010的浓度移动到.005的浓度时，废品的数量增加了一倍以上。

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当我们查看通货膨胀调整后的贱金属成本（下图4）时，我们发现该指数通常在1960年代至1990年代之间长期下降，因为生产率的提高大于下降的矿石质量。

图4。世界银行通胀调整后的基本金属指数（不包括铁）。

自2002年以来，该指数一直较高，这是我们预期的，如果我们开始对指数中的某些金属达到极限。

在许多其他情况下，我们正在与自然进行一场失败的战斗，因此需要进行更大的资源投资。我们已经严重过度捕捞海洋，因此渔民现在需要使用更多资源来捕捞剩下的小得多的鱼。污染（包括CO2污染）正成为一个更大的问题，因此，我们在捕获汞排放的设备和风力涡轮机中投入了资源，希望它们能够解决我们的污染问题。我们还需要增加对道路，桥梁，输电线路和管道的投资，以补偿推迟的维护和老化的基础设施。

有人说这个问题是能源投资回报率（EROI）下降的原因之一，确实，EROI下降是问题的一部分。随着我们接近极限，曲线的陡度来自用于提取和许多其他目的的能源产品的快速增长。投资资本限额是由1972年增长限制的最初建模者发现的。我在我的文章中讨论了为什么EIA，IEA和Randers 2052能源预测错误。

2.当每年提取的石油量趋于平缓时（自2004年以来），就会出现冲突：（a）维持现状所需的不断增长的投资，以及（b）促进增长的新投资又如何有足够的石油？

在上一节中，我们讨论了不断增长的投资资本需求，只是为了维持现状。这些投资资本中至少有一部分需要以石油的形式存在。石油的另一用途是发展经济，增加新的工厂，或种植更多的农作物，或运输更多的货物。虽然理论上有可能替代石油，但在任何给定时间点，替代石油的能力都非常有限。大多数运输选择都需要石油，而大多数农业都需要石油。建筑和道路设备以及柴油动力灌溉泵都需要油。

由于缺乏短期可替代性，对石油进行再投资的需求往往会挤出增长的可能性。这至少是近年来全球经济增长放缓的部分原因。

3.在增长乏力的过程中，最残障的国家是平均能源供应成本最高的国家。

对于石油进口商来说，石油是一种成本很高的产品，从而提高了能源产品的平均成本。在能源组合中使用最高百分比石油的国家中，平均能源成本最高。

如果我们考察一些石油进口国，就会发现在能源结构中使用大量石油的国家，其经济增长趋向于放缓。发生这种情况的原因是高昂的能源成本使产品难以承受。例如，高昂的石油成本使人们无法负担到希腊的度假费用，从而导致其旅游业减少。

当以石油在其能源结构中所占比例排列的国家，高石油使用量以及因此高成本能源使用量的程度与经济增长缓慢相关联时，这是令人惊讶的（图5、6和7）。似乎几乎有剂量反应-耗油量越大，经济增长就越慢。尽管PIIGS（葡萄牙，意大利，爱尔兰，希腊和西班牙）作为一个组显示，但该组中的每个国家在2004年高油耗占其能源总产量的百分比方面都显示出相同的模式。

毫无疑问，全球化促进了向无油国家的转变。这些国家倾向于在其能源结构中使用更多的煤炭-一种便宜得多的燃料。

图5。根据BP 2013年《世界能源统计评论》，某些国家和国家集团2004年的石油能源消耗百分比。（欧盟– PIIGS表示“ EU-27减去PIIGS”）

图6。根据美国农业部2005年美元的GDP数据，2005年至2011年之间的实际GDP平均增长百分比。

图7。根据BP的《 2013年世界能源统计评论》，2004年至2011年之间的平均消费百分比增长。

4.增长缓慢的国家的金融体系以及政府受到的影响尤其严重。随着经济增长放缓，债务变得越来越难以用利息偿还。

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随着增长的缓慢，债务将难以以利息偿还。由于就业率低下，各国政府倾向于增加援助国民的计划。各国政府发现，由于大多数公民的工资滞后，税收收入下降，导致政府赤字。（这正是Turchin和Nefedov在崩溃之前指出的问题，当时他们在《世俗周期》一书中分析了八次历史崩溃。）

各国政府最近试图通过将利率降低到非常低的水平并通过量化宽松来解决自己的财政问题和公民问题。后者允许政府将长期利率保持在较低水平。通过量化宽松，政府可以在没有现成的买主市场的情况下继续借款。量化宽松的使用也往往会吹嘘股票和房地产价格的泡沫，使公民感到更富有。

5.由于石油价格居高不下，石油进口国的国民工资往往保持不变。

工资问题至少部分与上述经济增长缓慢有关。此外，随着石油价格的上涨，该国公民将减少可随意购买的商品，因为他们的通勤和食品成本上涨了（因为石油用于种植粮食）。裁量支出的减少导致裁量部门的裁员。如果出口商品的价格也很高，那么来自其他国家的买家也将倾向于削减价格，进一步导致裁员和工资增长缓慢。

6.石油生产商发现，石油价格涨幅不够高，削减了用于再投资的资金。

随着采油成本的增加，由于工资没有增加，因此对石油的需求很难保持较高水平。这是我在帖子“未来是什么？”中描述的问题。尽管开采成本较高，但油价较低。

我们今天看到这个问题。彭博社报道，石油利润下滑，因为支出增加未能提高产量。《商业周刊》报道壳牌惊喜显示，即使以每桶100美元的价格出售，利润也受到挤压。挪威的挪威国家石油公司（Statoil）正在考虑离开格陵兰岛，以试图控制生产成本。

7.我们发现，由于全球化的影响和世界人口的增长，与化石燃料的使用有关的长期增长势在必行。

在1997年至2001年期间，全球化为世界市场增加了大约40亿消费者。这些人以前过着传统的生活方式。一旦他们意识到富国人民拥有的所有商品，便想加入，购买摩托车，汽车，电视，电话和其他商品。他们还想更多地吃肉。这些国家的人口持续增长，增加了对各种商品的需求。这些产品只能使用化石燃料或化石燃料支持的技术（例如当今的水力发电，核能，风能和太阳能PV）制成。

8.这些力量的结合导致了一种情况，即在不久的将来-在几个月到一两年内，经济将一一下滑。有些已经在这条道路上（埃及，叙利亚，希腊等）

我们有两个趋向于趋同的问题：一个国家正在躲藏的金融问题，以及在达到极限的广泛领域（石油，金属，过度捕捞，管道的延期维护）对资源的日益增长的需求。

在财务方面，尽管有收支严重不匹配的情况，我们还是有一些国家试图使用量化宽松和超低利率来保持联系。如果各国放松量化宽松政策，利率可能会上升。由于债务被广泛使用，从石油开采到买新房再到买新车的一切成本都有可能上升。偿还政府债务的成本也将增加，使政府的财务状况比今天更糟。

人们担心的是，这些问题将蔓延到债务市场。利率上升将导致广泛的违约。包括石油钻探在内的债务将枯竭。

即使债务没有枯竭，石油公司也已经被压缩以寻求投资资金，并正在考虑削减钻探量。信贷冻结将确保这种情况发生。

同时，我们知道，在许多不同行业中，投资成本一直在不断上升，因为我们正在达到有限世界的极限。有更多可用资源。他们只是更昂贵。发生不匹配，因为我们的工资没有上涨。

所有这些投资所需的实际石油量一直在增加，但石油产量仍处于相对平坦的高原，甚至可能开始下降。这导致可用于投资其他经济体的石油减少。在这种紧缩下，甚至更多的国家可能会遇到增长或收缩放缓的情况。

9.我的期望是，这种情况将以各种能源产品的产量迅速下降而告终，而许多国家的政府将失败。剩下的政府将大大削减服务。

随着石油产量的下降，承诺的政府计划将远远超出政府所能承受的范围，因为政府基本上是从化石燃料经济的盈余中获得资金的–开采成本与这些化石燃料对社会的价值之间的差额。随着开采成本的上升，剩余物趋于枯竭。

图8。与社会价值相比，每桶石油的开采成本。差异促成经济增长。

随着这些盈余的减少，政府将需要大幅缩减。政府失败比收缩到小得多要容易得多。

在这种情况下，国际金融和贸易将特别具有挑战性。重新尝试将是困难的，因为许多新国家将比其前任国家小得多，并且将没有“往绩记录”。那些有过往记录的人将有往来记录的债务违约和未履行承诺的情况，这将使放贷人对他们还清新贷款的能力没有信心。

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显然，在所有的混乱和缺乏可操作的金融市场的情况下，石油产量将下降，我预计天然气和煤炭产量也将下降。由于需要国际贸易体系来支持制造这些零件，因此几乎所有零件的备件都将很难获得。诸如计算机和电话之类的高科技商品将特别难以购买。所有这些变化将导致大多数化石燃料经济性以及这些化石燃料支持的高科技可再生能源的流失。

未来能源供应及其影响的预测

下面的图9给出了能源供应下降量的粗略估算。

图9。作者估算的未来能源产量。基于BP的历史数据已调整为IEA分组。

我们将遇到的问题比“峰值油”更好地描述为“增长的限制”。随着燃料使用量的减少，将会发生大规模的裁员。各国政府将发现，他们的财务压力比今天还要大，当时收入急剧下降的时候，人们呼吁制定新计划。债务违约将是一个巨大的问题。国际贸易将下降，特别是对那些金融问题最严重的国家。

一个大问题是需要以一种便宜得多的新方式重组政府。在某些情况下，就像前苏联在1991年所做的那样，国家会分裂成较小的单位。在某些情况下，情况将与部落首领一起回到当地部落。下一个挑战将是设法使政府以某种协调的方式采取行动。随着全球能源供应的减少，可能需要进行不止一套政府变革。

在债务融资不再运作得很好且政府不再维持道路的时候，我们还需要在本地开始生产商品。我们将不得不寻找新的方法，而不能利用诸如计算机之类的高科技商品。由于所有的干扰，电网也不会持续很长时间。问题将变成：如何利用当地材料来使某种经济再次发展？

我们问题的非解决方案和部分解决方案

有很多针对我们问题的建议解决方案。由于问题的性质与大多数人的预期不同，因此大多数人将无法正常工作。

1.代换。我们没有时间。此外，如果我们希望替代品能够长期存在，那么我们所做的任何替代都需要使用廉价的当地材料。他们还不得过度使用资源有限的木材等资源。

由于无法跟上电网和其他干扰（例如政府倒闭，缺乏润滑机器的石油，缺少备件，与生产石油相关的公司破产），电力的可用性下降速度几乎与石油一样快。电力），因此这并不是解决油耗限制的长期解决方案。

2.效率。同样，我们没有时间做很多事情。行驶里程更高的汽车往往更昂贵，将一个问题替换为另一个问题。未来的一大问题将是缺乏道路维护。效率的理论增益可能在现实世界中不成立。另外，随着政府减少服务并经常失败，贷方将不愿为新项目提供资金，这从理论上讲会提高效率。

在某些情况下，简单的设备可能会提高效率。例如，太阳能热通常是加热热水的好选择。这些设备应经久耐用。

3.风力发电机。当前的工业型风力涡轮机将难以维护，因此不可能持久。风力涡轮机的投资资本需求将与其他投资资本需求竞争。无论有没有风力涡轮机，化石燃料的二氧化碳排放量都会急剧下降。

另一方面，使用当地材料制成的简单风车可以长期运行。它们可能对机械能最有用，例如泵水或为织布机供电。

4.太阳能板。可以预期，帮助房主为太阳能电池板付款的激励计划有望大为失败。逆变器和电池需要更换，但可能无法使用。方便的房主可以重新连接太阳能电池板，以便在电网以外的地方使用，可能会发现它们对于可在直流电下运行的设备很有用。作为电网的一部分，太阳能电池板不会增加其使用寿命。随着化石燃料的经济发展到极限，制造太阳能电池板的多年可能将不可能。

5.页岩油。页岩油是具有很高投资成本的产品的一个例子，其收益充其量是可疑的。那些试图开采页岩油的大公司已经决定在那儿获得真正的回报。较小的公司能够以对未来生产的期望和极低的利率将要求利润的财务报表汇总在一起。

在美国境外开采页岩油的页岩油成本可能比美国还要高。之所以会发生这种情况，是因为美国有法律可以使生产（土地所有者获得利润的一部分）和其他有利的情况，例如管道到位，充足的水供应以及压裂地区的人口稀少。如果各国决定增加页岩油产量，它们很可能会陷入同样巨大的负现金流状况。很难看到这些行动将拯救世界摆脱其财务（和能源）问题。

6.税收。税收必须非常谨慎地进行结构调整，以产生碳阻吓性收益。如果消费者通常向政府缴纳的部分燃油税是用于车辆燃料的，则这种做法可以鼓励更多地使用更高效的车辆。

另一方面，如果对企业征收碳税，那么税收往往会鼓励企业将生产转移到其他低成本国家。生产的转移导致更多的煤炭用于电力，而不是更少。从理论上讲，碳税可以与对用煤制成的进口商品征收很高的税率相提并论，但这还没有做到。没有这样的配对，碳税可能会增加世界二氧化碳的排放量。

7.稳定的国家经济。赫尔曼·戴利（Herman Daly）是1973年出版的《迈向稳定的国家经济》一书的编辑，他提出世界要朝着稳定的国家经济而不是增长迈进。早在1973年，当资源仍然相当丰富时，这种方法本来可以延缓增长的限制很多年，尤其是如果将零人口增长纳入其中。

如今，采用这种方法已经为时已晚。我们已经处于资源非常匮乏的状况。如果我们愿意，我们就无法保持当前的生产水平，因为要维持当前的生产对能源投资的需求不断增加，这样做将大大提高能源生产，这在《我们的能源困境》第（1）款中进行了讨论。崩溃可能是无法避免的。我们甚至不能希望取得与稳定国家经济一样好的结果。

7.根据EROI计算选择其他能源。我认为，将新能源投资基于EROI的计算充其量是一个充满希望的前景。EROI计算可测量整个系统的理论部分-井口能量。因此，他们错过了系统的重要部分，从而影响了EROI和成本。他们还忽略了时间安排，因此可以表明一项投资是好的，即使它给进行投资的组织带来了巨大的财务漏洞。EROI计算中也没有考虑可维修性问题，这可能会缩短实际寿命。

无论EROI指示如何，也必须考虑可能的财务结果，这一点很重要。如果产品要在世界市场上具有竞争力，则无论EROI的计算方法如何，电价都必须便宜。我们真正的问题是缺乏投资资本–某些能源产生装置以惊人的速度吞噬了这些东西，其成本主要发生在其生命的一开始。我们需要谨慎地明智地使用我们的投资资本，而不是用于那些昂贵且长期难以维持的时尚。

8.减少需求。这确实是我们摆脱化石燃料的主要方式。即使我们没有其他选择，化石燃料也会远离我们。鼓励夫妻有较小的家庭似乎是一个不错的选择。

通过。盖尔·特维尔伯格