Ontginning van de waarheid over de steenkoolreserves

Momenteel wordt op aarde ongeveer 40% van de elektriciteit opgewekt in steenkoolcentrales. Het aandeel verschilt sterk van land tot land, bijvoorbeeld in China, 's werelds grootste consument van steenkool, wordt 68,7% van de elektriciteit opgewekt met steenkool maar ook in andere landen zoals bijvoorbeeld in de VS zijn steenkoolcentrales goed voor meer dan 50% van de elektriciteitsproductie. Steenkoolcentrales zijn wel de meest schadelijke vorm van energieopwekking voor het milieu, namelijk door de hoge CO2-uitstoot die gepaard gaat met de verbranding van steenkool. Steenkool wordt ook nog voor andere toepassingen gebruikt als energiebron, zo wordt 2/3 van het staal geproduceerd met steenkool als energiebron. Ongeacht hoe slecht het verbranden van steenkool is voor onze planeet en het klimaat, in het algemeen wordt er veronderstelt dat er nog een enorme hoeveelheid steenkool aanwezig is onder de aardkorst. Aan de hand van deze veronderstelling gaat men er van uit dat steenkool de dominante energiebron zal blijven voor de productie van elektriciteit. De consumptie van steenkool zou dus enkel kunnen teruggedrongen worden aan de hand van strenge maatregelen om de klimaatverandering tegen te gaan. Maar wat als deze veronderstelling over de grote van de steenkoolreserves foutief zou zijn?

Een nieuwe studie toont aan de productie van steenkool, die tot nu toe jaarlijks toenam, wellicht binnenkort zijn maximum zal bereiken. De onderzoekers voorspellen zelf dat het maximum heel binnenkort bereikt zal worden, eventueel zelfs al volgend jaar. En na het bereiken van dit maximum zou de productie van steenkool gaan afnemen. Deze studie werd uitgevoerd onder leiding van Tad Patzek, Professor en voorzitter van het departement petroleum en geosystems engineering van de University of Texas at Austin. Patzek voorspelt dat tegen de 2050 de productie van steenkool met de helft zal gehalveerd zijn ten opzichte van vandaag. Het idee dat de wereld in 2011 voor het probleem van peak coal zal komen te staan, is in contrast met andere studies en analyses over dit onderwerp.

Peak coal is de benaming van de situatie waarbij men globaal het punt van de maximale productiesnelheid van steenkool heeft bereikt. En in theorie, daalt de steenkoolproductie vanaf dit punt. Dit maximum wordt bereikt door dat steenkool een fossiele brandstof is en de tijdschaal van de re-productie van steenkool is vele malen groter dan de tijdschaal waarmee het geconsumeerd wordt. Er bestaan namelijk wel twee soorten pieken, de eerste wordt gemeten in massa. En staat dus voor hoeveel kilogram steenkool we jaarlijks uit de grond halen en verbranden. De twee piek wordt gemeten in de energie-output. Deze staat voor hoeveel joules energie er jaarlijks verbruikt worden in de vorm van steenkool. Deze laatste, de piek in energie-output hebben we een paar jaar terug al bereikt, namelijk in 2000. Vanaf dan is de energie-output beginnen afnemen. Het verschil in massa en energie-output is een maat voor de gemiddelde kwaliteit van de steenkool die ontgonnen wordt. Vroeger was de ontgonnen steenkool van een hogere kwaliteit dan de huidige.

Het hedendaagse concept van peak coal volgt uit Hubbert peak theory. Dit is een theorie die werd opgesteld door M. King Hubbert, een geowetenschapper die werkte in een onderzoekscentrum van Shell. De theorie verteld dat de productiesnelheid van een grondstof een klokvormige curve volgt in functie van de tijd. De productie van de grondstof neemt dus eerst een lange tijd toe en op een bepaald moment wordt er een maximum bereikt. Vanaf dit maximum neemt de productiesnelheid weer af, dit gebeurt met een evengrote snelheid als tijdens de toename. De curve, ook wel Hubbert Curve genoemd, is een logistische verdeling. Een logistische verdeling is een continue kansverdeling die er veel op een normale verdeling gelijk, maar deze heeft dikkere staarten. Deze theorie is vooral gekend voor de toepassing op de productiesnelheid van aardolie. Dit is ook een grondstof waarvoor de Hubbert curve geldig is en vele onderzoekers zeggen dat ook voor aardolie het maximum niet ver af meer is.

De World Coal Institute, dit is een industrie groep waartoe 's werelds grootste steenkoolproducenten behoren, zeggen dat de productiesnelheid van steenkool de komende 10 jaar met 60% zal stijgen. En dat er nog voldoende reserves zijn voor de komende 119 jaar. In de VS zegt het Energy Information Administration dat de steenkoolverbruik voor elektriciteitsproductie met meer dan 50% zal stijgen tegen 2035, tenzij het beleid maatregelen neemt om de uitstoot van CO2 te doen afnemen. De studie van Patzek doet hier sterk verschillende voorspellingen over. Het grote verschil zit hem, in de studie van Patzek, dat er rekening gehouden wordt met het feit dat het niet zo is dat men zal blijven steenkool ontginnen tot dat er niets meer in de grond zit. Enkel de steenkool die gemakkelijk te bereiken is en een relatief hoge kwaliteit heeft zal opgebruikt worden. Men is namelijk enkel geïnteresseerd in de steenkool die een grote hoeveelheid energie produceert per ton. Het komt er dus direct op neer hoe groot de steenkoolreserves zijn. Wat wel belangrijk is, is hoe groot de reserves aan steenkool zijn waarmee het goedkoper is om elektriciteit op te wekken in vergelijking met de kostprijs van de andere energiebronnen. De steenkool die een lagere kwaliteit heeft of reserves die moeilijk te bereiken zijn, laat met in de grond zitten.

Natuurlijk het is steeds moeilijk om een exacte voorspelling te doen van wanneer de peak coal situatie juist zal optreden. Het is nu niet zo dat men juist op 1 juli 2011 het maximum zal bereiken. Maar het is wel een zekerheid dat het maximum niet ver af meer is. En wanneer dit gebeurt, zal dit grote gevolgen hebben. Dit zal leiden tot een herstructurering en een inkrimping van de globale economie. Veel landen vertrouwen er op dat de komende decennia steenkool de energiebron zal zijn die hun economieën zal aandrijven. Patzek betoogt dat de schattingen die gedaan worden over de grote van de steenkoolreserves steeds de hoeveelheid die er werkelijk ontgonnen wordt overschatten. In zijn studie, richt Patzek zich dan expliciet op de hoeveelheid steenkool er de komende jaren uit de steenkoolmijnen zal komen. Deze hoeveelheid is heel wat minder dan de hoeveelheid er zich onder de grond bevindt. Een mooi voorbeeld van dit foutieve uitgangspunt is dat een studie heeft aangetoond dat de steenkoolreserves in Illinois nog steeds zeer groot zijn, het zou de tweede grootste steenkoolreserve zijn van de VS. Maar de afgelopen twintig jaar is er de productie van steenkool sterk afgenomen. Momenteel wordt er nog maar net half zoveel geproduceerd in vergelijking met twintig jaar geleden. Er zijn natuurlijke meerdere redenen voor deze afname van de productie van steenkool, zo bevat er de steenkool een hoog gehalte aan zwavel. Steenkoolcentrales gebruiken geen steenkool meer die veel zwavel bevat omdat de uitstoot van zwaveldioxide beperkt wordt door de Clean Air Act. De clean air act is een wetgeving waarmee de overheid van de VS de luchtvervuiling wil beperken. Zwaveldioxide zorgt namelijk voor het ontstaan van zure regen.

Dergelijke maatregelen moeten ook in acht genomen worden tijdens de analyse. Een analyse die in 2007 werd uitgevoerd door National Academy of Sciences (NAS), concludeerde dat ondanks de overschakeling op zwavel-arm steenkool, de reserves in de VS voldoende groot waren voor de komende 100 jaar, indien de productiesnelheid dezelfde bleef. In het rapport van de NAS wordt er wel duidelijk vermeld dat er significante onzekerheden zijn over de grote van de steenkoolreserves. En daarnaast erkenden de onderzoekers van het NAS ook dat hun analyse gebaseerd op methodes en data die niet herzien of vernieuwd zijn sinds 1970. Daarom riepen de onderzoekers van het NAS ook op dat er meer onderzoek moet uitgevoerd worden om de grote van de steenkoolreserves in VS nauwkeurig te kunnen bepalen. Maar Patzek is niet de enigste die tot deze conclusie komt, dat peak coal nabij is. Studies die vrij recent zijn uitgevoerd door onder andere ingenieurs van Newcastle University in Australië, onderzoekers van California Institute of Technology, en de Duitse Energy Watch Group kwamen tot dezelfde conclusie als Patzek. Namelijk dat de maximale productiesnelheid voor steenkool in het komende decennium bereikt zal worden.

Eén van de belangrijkste vragen die we ons moeten stellen, is wat het gevolg is van het behalen van de maximale productiesnelheid van steenkool voor het beleid inzake klimaatverandering. De huidige aanpak gaat er steeds van uit dat productiesnelheid de komende 100 jaar zal blijven stijgen. Hierdoor concentreert men zich vooral op de het wegnemen van de schadelijke stoffen, de vergassing van steenkool en op het inzetten van CO2-afvang en -opslag. Een dergelijke aanpak kreeg de benaming van "Clean Coal". Bij deze aanpak blijft de consumptie van steenkool even groot of anders gezegd, vertrouwt men er op dat deze zal blijven stijgen. De conclusie van de paper van Patzek duidt er dat deze aanpak moet veranderen. Er moeten duidelijke doelstellingen geformuleerd wordt waarmee gesteld wordt dat er minder energie, afkomstig van fossiele brandstoffen (en voornamelijk dan steenkool), verbruikt wordt. Er moet meer gebruik gemaakt worden van andere energiebronnen. En de energie afkomstig van fossiele brandstoffen moet zo efficiënt mogelijk gebruikt worden.

via [utexas]