El pico petrolero (o cénit petrolero) es el momento en el cual se alcanza la tasa máxima de extracción global de petróleo y tras el cual la tasa de producción entra en un declive terminal. El concepto se basa en las tasas de producción observadas en pozos petroleros individuales y en la tasa de producción combinada de un sistema de pozos petroleros relacionados. Según este concepto, la tasa de producción agregada de un yacimiento petrolífero crece exponencialmente a lo largo del tiempo hasta que llega al llamado ‘pico petrolero’, momento tras el cual declina —algunas veces rápidamente— hasta llegar al agotamiento. Este concepto se deriva de la curva de Hubbert y se ha demostrado que es aplicable tanto a la tasa de producción doméstica de una nación determinada como a la tasa de producción petrolera global. A menudo se confunde el pico petrolero con el agotamiento del petróleo. En realidad, el pico petrolero es el punto de máxima producción, mientras que el agotamiento corresponde al período de caídas de las reservas y los suministros.
M. King Hubbert creó y usó por primera vez los modelos subyacentes al pico petrolero en 1956 para predecir de manera precisa que la producción petrolera de los Estados Unidos tendría su pico entre 1965 y 1970. Su modelo logístico, actualmente denominado Teoría del pico de Hubbert, y sus variantes han descrito con razonable precisión el pico y el declive de la producción de los pozos petrolíferos, yacimientos petrolíferos en diferentes regiones y países. Asimismo, ha probado ser útil para otros ámbitos de producción de recursos limitados. Según el modelo Hubbert, la tasa de producción de un recurso limitado seguirá simétricamente una curva en forma de campana basada en los límites de la explotabilidad y de las presiones del mercado. Varias versiones modificadas de su modelo logístico original son utilizadas, usando funciones más complejas para permitir factores del mundo real. Mientras que cada versión es aplicada a un campo específico, las características centrales de la curva de Hubbert (que la producción deja de crecer, se aplana y luego declina) permanece invariable, aunque con diferentes perfiles.
Si los cambios políticos y económicos solo ocurren como reacción a los altos precios y la escasez más que como consecuencia de la amenaza de un pico, entonces el grado del daño económico para los países importadores dependerá en gran medida de cuán rápidamente disminuyan las importaciones de petróleo posteriormente al pico. Según el modelo Export-Land, las exportaciones petroleras caen mucho más rápidamente que la producción debido a que el consumo doméstico se incrementa en los países exportadores para abastecerse internamente, hasta anular las exportaciones en algunos casos. Los déficit de reservas causarían una inflación extrema, a menos que la demanda sea mitigada con medidas planificadas de conservación y el uso de energías alternativas.
Las estimaciones optimistas de la producción pico pronostican que el declive global comenzará en 2020 o después y suponen que antes que llegue la crisis habrá importantes inversiones en combustibles alternativos, sin que sean necesario grandes cambios en el estilo de vida de las naciones más consumidoras de petróleo. Estos modelos muestran en un inicio el precio del petróleo escalando, para luego irse retrayendo a la vez que otros tipos de combustibles y fuentes de energía sean utilizados.
Por otra parte la Agencia Internacional de la Energía (AIE) hizo público en noviembre de 2010 que la producción de petróleo crudo llegó a su pico máximo en 2006. Las predicciones pesimistas del futuro apoyadas por el informe citado arriba de la producción petrolera, mantienen la tesis de que el pico ya ha sido alcanzado, o bien estamos en la cúspide del pico o que ocurrirá dentro de poco. En tales casos, como la mitigación proactiva ya no será una opción, predicen una recesión global que, quizás, incluso inicie una reacción en cadena de varios mecanismos de respuesta en el mercado global, lo que podría estimular un colapso de la civilización global industrializada, llevando potencialmente a grandes caídas demográficas en un periodo corto de tiempo. A lo largo de la primera mitad del año 2008, hubo señales de que una posible recesión en Estados Unidos estaba siendo empeorada por una serie de récords en el precio del petróleo.
Estas predicciones pesimistas han demostrado ser falsas ya que la producción mundial de petróleo ha aumentado y ha alcanzado nuevos récords a lo largo de la segunda década del siglo XXI.
El lado de la demanda del pico petrolero se refiere al consumo en el tiempo y al crecimiento de esta demanda. La demanda mundial de petróleo crudo creció un promedio de 1,76% por año entre 1994 y 2006, con un máximo de 3,4% en 2003-2004. Para el año 2030, se proyecta un aumento de la demanda mundial de petróleo del 37% respecto a los niveles de 2006 (118 millones de barriles por día (18,8 × 106 m³ / d) de 86 millones de barriles (13,7 × 106 m³), debido en gran parte al aumento de la demanda en el sector del transporte.
La demanda energética se distribuye entre cuatro amplios sectores: transporte, residencial, comercial e industrial. En términos de uso de petróleo, el transporte es el sector más importante y el que ha visto el mayor crecimiento de la demanda en las últimas décadas. Este crecimiento ha provenido de la demanda de vehículos de uso personal propulsados por motores de combustión interna. Este sector también tiene las mayores tasas de consumo, lo que representa aproximadamente el 68,9% del petróleo usado en los Estados Unidos en 2006 y el 55% del petróleo utilizado en todo el mundo, como se documenta en el Informe Hirsch. El transporte es, por tanto, de interés particular para aquellos que tratan de mitigar los efectos del pico petrolero.
Aunque el crecimiento de la demanda es más alta en el mundo en desarrollo, los Estados Unidos son el mayor consumidor mundial de petróleo. Entre 1995 y 2005, el consumo estadounidense creció de 17,7 millones de barriles diarios a 20,7 millones de barriles diarios, lo que significa un incremento de 3 millones de barriles por día. En comparación, China aumentó su consumo de 3,4 millones de barriles diarios a 7 millones de barriles por día, un incremento de 3,6 millones de barriles diarios, en el mismo marco temporal.
A las vez que los países se desarrollan, la industrialización, rápida urbanización y mayores niveles de vida, crece el uso de energía, mayormente petrolera. Economías florecientes como China e India se están convirtiendo rápidamente en grandes consumidoras de petróleo. China ha visto un aumento del consumo de petróleo del 8% anual desde 2002, duplicándolo de 1996 a 2006. En 2008, se esperaba que las ventas de automóviles en China creciera entre el 15 y el 20%, debido en parte a las tasas de crecimiento económico de más del 10 por ciento durante 5 años seguidos. Si bien a menudo se pronostica un rápido crecimiento continuado en China, otros predicen que la economía china dominada por la exportación no seguirá con esas tendencias de crecimiento debido a la inflación de salarios y precios y a la reducción de la demanda de los Estados Unidos. Se espera que las importaciones de petróleo de la India tripliquen los niveles del 2005 para el año 2020, llegando a 5 millones de barriles por día (790 × 103 m³ / d).
La Agencia Internacional de Energía estimó en enero de 2009 que la demanda de petróleo cayó un 0,3% en 2008 y que caería un 0,6% para el 2009. El consumo de petróleo no ha caído durante dos años seguidos desde el periodo 1982-1983.
Otro factor significativo sobre la demanda del petróleo ha sido el crecimiento demográfico humano. La producción per cápita alcanzó su punto más alto en la década de 1970. Se espera que en el año 2030 la población mundial duplique la de 1980. El autor Matt Savinar pronostica que la producción de petróleo en 2030 habrá declinado hasta los niveles de 1980, a la vez que la demanda de petróleo superará significativamente la producción. El físico Albert Bartlett sostiene que la tasa de producción de petróleo per cápita está cayendo y que este declive no ha sido discutido debido a que podía implicar una forma políticamente incorrecta de control de la natalidad para la mitigación. La producción de petróleo per cápita ha disminuido de 5,36 barriles por año (0.836 m³/a) en 1980 a 4,44 barriles por año (0.706 m³/a) en 1993, pero luego se ha incrementado a 4,79 barriles por año (0.762 m³/a) en 2005. En 2006, la producción de petróleo mundial tuvo una caída de 84.631 a 84.597 millones de barriles por día (13.4553×106 a 13.4498×106 m³ / d), aunque la población ha seguido aumentado. Esto ha causado que la producción de petróleo per cápita haya caído nuevamente a 4,73 barriles por año.
Una factor que hasta ahora ha ayudado a mejorar el efecto del crecimiento demográfico sobre la demanda es el descenso de la tasa de crecimiento demográfico desde la década de 1970, aunque esto se compensa hasta cierto punto por el aumento de la longevidad media en las naciones desarrolladas. En 1970, la población creció en 2,1%. Para 2007, la tasa de crecimiento había disminuido a 1,167%. No obstante, la producción de petróleo sigue superando el crecimiento de la población para satisfacer la demanda. La población mundial aumentó en un 6,2%, de 6,07 mil millones en 2000 a 6,45 mil millones en 2005, que, de acuerdo con BP, la producción mundial de petróleo durante ese mismo período aumentó de 74,9 a 81,1 millones de barriles (11,91 a 12,89 × 106 × 106 m³), o en 8,2%. o, según la Dirección de Información Energética, de 77.762 a 84.631 millones de barriles (12.3632×106 a 13.4553×106 m³), o en 8.8%.
Debido a que el suministro de gas y petróleo es esencial para las técnicas de agricultura moderna, una caída en las reservas globales de petróleo podría causar un alza en los precios de los alimentos y hambrunas sin precedentes en las próximas décadas El geólogo Dale Allen Pfeiffer sostiene que los niveles actuales de población no son sostenibles y que, para alcanzar una economía sostenible y evitar el desastre, la población de los Estados Unidos tendría que ser reducida por lo menos en un tercio y la población mundial en dos tercios.
El mayor consumidor de combustibles fósiles en la agricultura moderna es la producción de amoníaco (para fertilizante) por medio del proceso de Haber, que es esencial para la alta productividad de la agricultura intensiva. El combustible fósil específico para la producción de fertilizantes es principalmente el gas natural que provee de hidrógeno por medio del reformado con vapor. Dadas las suficientes reservas de electricidad renovable, el hidrógeno puede ser generado sin combustibles fósiles usando métodos tales como la electrólisis. Por ejemplo, la central hidroeléctrica de Vemork en Noruega usó su excedente de producción de electricidad para generar amoníaco renovable de 1911 a 1971. Actualmente, Islandia genera amoníaco usando la producción eléctrica de sus centrales hidroeléctricas y geotermales debido a que tiene estos recursos en abundancia mientras que no cuenta con recursos domésticos de hidrocarburos y la importación de gas natural implica un alto costo. No obstante, en el corto plazo, casi todas las fuentes de energía renovable a gran escala todavía requieren petróleo para abastecer el equipo de construcción y para transportar trabajadores y materiales. Así, por ejemplo, Islandia cuenta con abundantes recursos de energía renovable, pero todavía depende críticamente de combustibles líquidos del petróleo, los cuales debe importar. Si el abastecimiento de petróleo disminuyera más rápido de lo que las personas puedan aprender cómo construir una infraestructura de energía renovable usando solo recursos renovables, podría no ser posible mantener la agricultura intensiva necesaria para sostener a la gran población global.
En 2005, el Departamento de Energía de Estados Unidos publicó un informe titulado Alcanzando el pico de producción mundial de petróleo: impacto, mitigación y gestión del riesgo. Conocido como el Informe Hirsch, afirma que "El pico de la producción de petróleo coloca a EE.UU. y al mundo ante un problema de gestión del riesgo sin precedentes." Conforme el pico se aproxima, los precios del combustible líquido y la volatilidad de precios se incrementarán de forma dramática y, sin un esfuerzo de mitigación a tiempo, los costes sociales, económicos y políticos no tendrán precedentes. Existen opciones viables de mitigación del problema tanto en el lado del productor como en el del consumidor, pero para que haya un impacto sustancial, debe ser iniciado una década antes que el pico del petróleo
El informe Hirsch llegó a un cierto número de conclusiones:
El informe listó tres posibles escenarios: esperar hasta que el pico del petróleo tenga lugar antes de tomar medidas dejaría al mundo con un déficit de combustible líquido por más de dos décadas. Iniciar un programa de choque para mitigar el pico del petróleo 10 años antes de que tenga lugar ayudaría considerablemente pero aun así dejaría un déficit de 10 años después del pico. Finalmente, si el programa de choque se iniciara 20 años antes del pico, se podría evitar el déficit mundial de combustibles.
Los modelos del cenit del petróleo muestran una creciente brecha entre la producción y la demanda de China. El modelo general de Weng predice un cenit de la producción de China. en los 196 millones de toneladas ( 1.437 millones de barriles, n. del T.) para 2026 y el modelo de Hubbert señala un cenit de la demanda de petróleo para 2034 en 633 millones de toneladas.
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