La cima de la producción mundial de petróleo y el camino a la garganta de Olduvai

Por Richard C. Duncan, Ph. D.

Traducido por Pedro Prieto

Presentado en la Pardee Keynote Symposia de la Geological Society of America (Summit 2000). Reno, Nevada. 13 de noviembre de 2000

Abstracto
Se ha dicho que la teoría de Olduvai es impensable, ridícula, absurda, peligrosa, autosuficiente y autodestructiva. La ofrezco, sin embargo, como una teoría inductiva, basada en los datos que he obtenido en los últimos 30 años en aproximadamente 50 naciones de todos los continentes, excepto la Antártida, sobre la energía mundial y la población humana. Se basa también en mi experiencia en ingeniería eléctrica y sistemas de gestión de energía, en mis aficiones sobre antropología y arqueología y una vida entera dedicada a la lectura en diversos campos.

La teoría se define por la relación existente entre la producción (o uso) de la energía mundial y la población humana. Más adelante se ofrecen los detalles. La teoría es sencilla. Establece que la esperanza de vida de la Civilización Industrial es menor o igual de 100 años: entre 1930 y 2030.

La producción de energía mundial per capita creció entre 1945 y 1973 a la asombrosa velocidad de un 3,45% por año. Entre 1973 y el cenit mundial alcanzado en 1979, tuvo una deceleración del crecimiento a un 0,64% por año. Después, repentinamente –y por primera vez en la Historia- la producción de energía per capita comenzó a declinar a un ritmo del 0,33% por año, entre 1979 y 1999. La Teoría de Olduvai, explica el pico o cenit de 1979 y el declive posterior. En concreto, viene a decir que la producción de energía per capita caerá a los niveles de 1930 hacia el año 2030, lo que dará a la Civilización Industrial una esperanza de vida de 100 años o menos.

Si esto ocurre, es porque se darán unas causas para este “colapso”. Creo, sin embargo, que el colapso tendrá una estrecha correlación con una serie de cortes permanentes de las redes eléctricas de alto voltaje en todo el mundo. Dicho en forma sencilla: “Cuando se va la electricidad, se vuelve a la Edad de Piedra. Y al Edad de Piedra está a la vuelta de la esquina”.

La Teoría de Olduvai, puede resultar falsa, por supuesto. Pero hasta ahora, no puede ser rechazada con los datos que poseemos sobre producción mundial de energía y población humana.

Institute of Energy and Man

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“El colapso, si llega a venir esta vez y cuando venga, será global. Ninguna nación se colapsará de forma individual. La Civilización Mundial se desintegrará por completo. Aquellos que vean con ojos de miope, caerán como si de miopes se tratase”.

Joseph A. Tainter. 1988

1. INTRODUCCIÓN

La Teoría de Olduvai se basa en un esquema de datos que establece que la esperanza de vida de la Civilización Industrial es menor o igual a 100 años. Desarrollaremos la teoría desde sus raíces primitivas en la civilización griega hasta la de reputados científicos del siglo XX. Esta visión resulta útil porque aunque la teoría es fácil de entender, resulta muy difícil (esto es, angustiosa) de aceptar para la mayoría de la gente, lo mismo que lo fue para mi.

La Teoría de Olduvai no tiene nada que ver con la geología ni con la paleontología de la Garganta de Olduvai. Ni ha sido sancionada por la experiencia. Es más bien una teoría sencilla que trata de demostrar la relación entre la producción (y el uso) de la energía mundial y la población humana en términos de exceso y colapso. Elegí el nombre de “Olduvai”, porque 1) es un nombre famoso, 2) He estado allí, 3) es un sonido sordo, profundo, horripilante y ominoso y 4) es una buena metáfora para el modo de vida de la “Edad de Piedra”. De hecho, las formas de vida que existieron en la Garganta de Olduvai fueron (y todavía lo son) una forma de vida sostenible –local, tribal y solar- y, para bien o para mal, nuestros antecesores la practicaron durante millones de años.

No hay duda de que el cenit y el declive de la Civilización Industrial debería ocurrir como una compleja combinación de factores, tales como la sobrepoblación, el agotamiento de los recursos no renovables, los daños ambientales, la contaminación y la erosión del suelo, el calentamiento global, los nuevos virus emergentes y los recursos destinados a las guerras. Dicho esto, la Teoría de Olduvai utiliza una única métrica simple, definida como la “Ley de White”, pero ahora trae un nuevo elemento: la electricidad.

La mayor parte de mi experiencia ha sido en redes de suministro eléctrico de alto voltaje y en los sistemas de Gestión de Energía (en inglés Energy Management Systems o EMS) que los controlan. La electricidad no es una fuente de energía primaria, sino más bien un “transportador de energía”: sin masa, viaja a una velocidad cercana a la de la luz y a efectos prácticos, no puede ser almacenada. Además, los sistemas eléctricos de potencia son costosos, complejos, voraces en cuanto a consumo de combustibles, contaminantes y requieren una operación y un mantenimiento de 24*7*365 días. Otro problema es que la electricidad se da por supuesta. Simplemente se da al conmutador y las cosas suceden. En resumen: la electricidad es la quintaesencia de la vida moderna, pero los sistemas de suministro eléctrico son, en sí mismos, exigentes, peligrosos y delicados. Todo esto apunta a que los cortes permanentes estarán estrechamente relacionados con el colapso de la Civilización Industrial, el que se denominará más adelante el “precipicio de Olduvai”.

Este documento es el soporte de la presentación en transparencias titulada “La Teoría de Olduvai: Una Guía Ilustrada” (Ver Duncan, 2000c)

Definiciones: “Petróleo” (O, de oil, en inglés) Significa el crudo y los líquidos de gas natural. “Energía” (E) significa las fuentes primarias de energía, en concreto, petróleo, gas, carbón, energía nuclear e hidroeléctrica. “Pop”, significa población; “ô” significa producción de petróleo per capita “ê” significa producción de energía per capita. “G” significa millardos (giga, en inglés, ó 109). “b” significa barriles de petróleo. “boe” significa barriles de petróleo equivalente (“barrels of Oil Equivalent, en inglés, en contenido energético, no en calidad). “J” significa Julios. “Civilización Industrial” y “Civilización Eléctrica”, como veremos, significan lo mismo.

La Civilización Industrial aparece como una curva en forma de pulso de la energía per capita “ê” consumida en promedio. La “esperanza de vida” (esto es, la duración) de la Civilización Industrial, se define como el tiempo –en años- entre el punto de arranque de la subida, en el que “ê” alcanza el 30% de su valor máximo o cenit y el punto correspondiente en el que ê vuelve a alcanzar el mismo valor en el declive (Figura 4). El nuevo elemento es que la Teoría de Olduvai ahora se enfoca sobre los problemas asociados a las redes de suministro eléctrico de alto voltaje en todo el mundo.

Civilización y Kilovatio Disponible: Aunque los combustibles fósiles son todavía muy importantes, la electricidad tiene un valor indispensable como energía de uso final en la Civilización Industrial. Para determinar su importancia, es imprescindible distinguir entre la energía primaria consumida para generar electricidad, respecto de la energía primaria consumida en todos los demás usos no eléctricos, tales como los que realizan un trabajo o generan calor. Considérese lo siguiente. Se estima que el 42% de la energía primaria mundial utilizada en 1999 lo fue para generar electricidad. Esto debe compararse con la contribución del petróleo para todos los usos finales no eléctricos, que fue del 39%; o de la contribución del gas de un 18% o de la simple contribución del carbón de un 1%. Esto es, cuando lo que cuenta es la calidad energética, entonces la importancia de la electricidad queda muy, pero que muy evidenciada. Por ejemplo, si se desea calentar una habitación, entonces un julio (J) de electricidad “equivale” a 1 J de electricidad. Pero si lo que se desea es alimentar la televisión, entonces, un julio de electricidad “equivale” …¡a 3 J de carbón! Así que si alguien se debe preocupar por la energía, no hay que perder tiempo con el petróleo, el gas o el carbón. ¡Hay que pre-ocuparse del conmutador que hay en la pared!

2. ENERGÍA Y CIVILIZACIÓN

“Con otros factores considerados constantes, la cultura evoluciona en función de la cantidad de energía que cada año se incrementa, o en función de cómo se incrementa la eficacia de los medios e instrumentos que transforman dicha energía…No debemos desgajar la historia del desarrollo cultural de este punto de vista”.

Leslie White, 1949. La 2ª Ley de White”

El petróleo es líquido, almacenable y transportable. Es la mayor fuente de energía primaria de la Civilización Industrial (¡Pero no la mayor fuente energética de “uso final”!) Hemos desarrollado un nuevo método para modelar y simular y hemos realizado una serie de cinco predicciones para la producción mundial de petróleo; una nueva predicción cada año. La figura 1 muestra los principales resultados de nuestra previsión más reciente; esto es, Forecast #5 Duncan, 2000b)

Figura 1. Producción mundial, OPEP y No OPEP de Petróleo.

Notas: (1) Se prevé que la producción mundial de petróleo llegue a su cenit el año 2006. (2) El momento de cruce entre la producción OPEP y No OPEP ocurrirá en el año 2008. (3) La tasa de producción de petróleo de las naciones de la OPEP entre 1985 y 1999 respecto de las naciones No OPEP, se incrementó 9,33 veces.

La Figura 1 muestra los datos de la producción mundial de petróleo desde 1960 a 1999 y nuestras previsiones para el periodo 2000 al 2040. Nótese que la tasa de crecimiento general de la producción de petróleo se deceleró entre 1960 y 1999 (Curva 1). En detalle: la tasa promedio de crecimiento entre 1960 y 1973 fue de un brutal 6,65% anual. Después, de 1973 a 1979, el crecimiento se frenó a un 1,49% anual. Con posterioridad, de 1979 a 1999, se deceleró a un glaciar 0,75% por año. Cuando nos movemos más allá del periodo histórico, la previsión #5 calcula que la producción mundial de petróleo alcanzará su cenit histórico el año 2006. Después de ese pico y hasta el año 2040, la producción de petróleo caerá un 58,8%, con un promedio de decrecimiento anual del 2,45% por año durante 34 años.

Se prevé que el momento en que los países de la OPEP comienzan a producir más petróleo que el resto No OPEP, sucede en el año 2008 (Figura 1, curvas 2 y 3). Este hecho dividirá el mundo en dos campos: uno con excedentes de petróleo y el otro con ninguno. La predicción #5 presenta el siguiente escenario: (1) Al comienzo del 2008, los 11 países de la OPEP producirán más del 50% del petróleo mundial. (2) A continuación, la OPEP controlará cerca del 100% de las exportaciones mundiales. (3) BP Amoco (2000) coloca las “reservas probadas” de la OPEP en el 77,6% del total mundial. (4) La producción de la OPEP de 1985 a 1999 creció a un fuerte promedio de un 3,46% por año. En contraste, la producción de los países No OPEP creció a un perezoso 0,37% por año en el mismo periodo de 14 años.

Los modelos de predicción del petróleo, los programas de aplicación para hacerlos funcionar y la Guía de Usuario, están todos disponibles de forma gratuita en http://www.halcyon.com/duncanrc/(Duncan, 2000 a)

El cenit de la producción mundial de petróleo (2006) y el momento de cruce de las producciones OPEP y No OPEP son importantes en el esquema de Olduvai, que se discutirá más adelante. Pero antes, veamos la relación entre la producción mundial de petróleo y la población mundial. La Figura 2 muestra los datos históricos:

Figura 2. Producción mundial de petróleo per capita 1920-1999

Notas: (1) La producción anual promedio per capita (ô) creció exponencialmente entre 1920 y 1973. (2) Después, la tasa de crecimiento anual quedó en prácticamente cero, entre el periodo 1973 y el pico o cenit mundial de producción per capita, en 1979. (3) Posteriormente, entre 1979 y 1999 ô decreció fuertemente en un promedio de un 1,20% por año. (4) Respuesta típica “¡no lo sabía!” (5) Los pequeños dibujos hacen énfasis en que el petróleo es, de lejos, la mayor fuente primaria de energía para el transporte (por ejemplo, aproximadamente un 95% del petróleo producido en 1999 se dedicó al transporte)

La Figura 2 muestra la producción mundial de petróleo per capita entre 1920 y 1999. La curva representa la relación entre la producción mundial de petróleo (O) y la población mundial (Pop). Por ejemplo, ô = O/Pop in barriles per capita por año (esto es, en b/c/año). Nótese que ô creció exponencialmente entre 1920 y 1973. Después creció de forma poco significativa entre 1973 y 1979, que fue el año del cenit de la producción mundial per capita. Finalmente, decreció entre 1979 y 1999 al ritmo de un 1,20% anual; esto es, de 5,50b/c en 1979 a 4,32 b/c en 1999. (”¡debes estar bromeando!”)

El pico o cenit de 1979 y el posterior declive de la producción mundial de petróleo per capita se muestran en la página 11 de BP Amoco (2000), http://www.bp.com/centres/energy/. Para no perdérselo.

Conclusión: Aunque la producción mundial de petróleo (O) se incrementó entre 1979 y 1999 un promedio de un 0,75% por año (Figura 1), la población mundial (Pop) creció aún más deprisa. Por ello, la producción mundial per capita (ô) cayó en un promedio de un 1,20 % por año entre 1979 y 1999 (Figura 2)

Como ya se ha mencionado, el principal objetivo de este estudio, es describir, discutir y probar la Teoría de Olduvai de la Civilización Industrial con los datos históricos. Aplicando la Ley de White, nuestra métrica o indicador es la relación entre la producción total de energía (E) y la población mundial (Pop); esto es, ê = E/Pop. La figura 3 muestra ê durante el periodo histórico.

Figura 3. Producción de energía mundial per capita: 1920-1999.

Notas: (1) La producción promedio de energía mundial per capita (ê) creció de forma significativa entre 1920 y el año de cenit de la producción per capita mundial, en 1979. (2) Después del pico, entre 1979 y 19999 ê decreció a un promedio del 0,33% por año. Esta tendencia de caída es conocida como la “pendiente de Olduvai”, que se discutirá más adelante. (3) Los pequeños dibujos son para resaltar que la entrega de electricidad a los usuarios finales es la condición sine qua non del modo de vida moderno. No los hidrocarburos.

Obsérvese la variabilidad de ê en la figura 3. En detalle: entre 1920 y 1945 ê creció de forma moderada a un promedio de un 0,69% por año. Después, entre 1945 y 1973, creció a un vertiginoso ritmo de un 3,45% por año. Entre 1973 y el año del centi del consumo per capita mundial, 1979, el crecimiento se frenó a un 0,64% por año. Pero después –y por primera vez en la Historia- ê comenzó un declive a largo plazo entre 1979 y 1999. Este periodo de 20 años se denomina la “pendiente de Olduvai”, el primero de tres intervalos decrecimiento del “esquema de Olduvai”

Conclusión: Aunque la producción mundial de la energía (E) entre 1979 y 1999 creció a un promedio del 1,34% por año, la población mundial (Pop) creció más deprisa. Por ello, la producción mundial per capita (ê) descendió a un promedio del 0,33% por año durante esos 20 años (Figura 3). Véase la Ley de White al principio de esta sección.

Reconocimientos: Por lo que se, el reconocimiento debe ser para Robert Romer (1985), por ser el primero en publicar los datos del periodo del cenit de la producción mundial de energía per capita (ê) entre 1900 y 1983. El colocó el cenit o pico (¡de forma correcta!) en 1979, seguido de un fuerte descenso hasta 1983, el último año de sus datos. El reconocimiento va también para Gibbons, et. al (1989) por publicar un gráfico de ê entre 1950 y 1985. Gibbons, et al. puso el pico en 1973. Pero curiosamente, ninguno de los estudios mencionados hizo mención alguna de la importancia del cenit o pico y el subsiguiente declive de la producción de energía per capita.

El pico o cenit de 1979 y el descenso de la producción de energía per capita mundial (ê) se pueden observar en http://www.bp.com/centres/energy. Echen una ojeada.

LA EVOLUCIÓN DE UNA IDEA

“¡Qué gloriosa sociedad tendríamos si los hombres y mujeres pudiesen regular sus asuntos, como hacen millones de células en un embrión en desarrollo!” Hans Speman, 1938

Las semillas de la Teoría de Olduvai se plantaron ya hace tiempo. Por ejemplo, el poeta griego Píndaro (522-438 a.d.C) escribió: ¿Qué rumbo tomar después del anochecer? ¿Ha escrito el destino que debemos correr hasta el final?” (Eiseley, 1970)

El alumno árabe Ibn Khaldun (en español Ibn Jaldún) (1332-1406), creía que la “solidaridad de grupo” era el requisito previo de toda civilización. “La civilización necesita los valores tribales para sobrevivir, pero esos mismos valores son destruidos por la civilización. En concreto, la civilización urbana destruye los valores tribales con lujos que debilitan los lazos jerárquicos y de comunidad y con deseos artificiales de nuevos tipos de cocina, nuevas modas en el vestido, casas más grandes y otras novedades de la vida urbana” (Weatherford, 1994).

Joseph Gravill observó en 1665 que, aunque el uso de máquinas hacía la vida más fácil, también la hacía más dependiente. “Por ejemplo, si se estimulan las demandas artificiales, los recursos se van consumiendo a un ritmo creciente” (Eiseley, 1970)

Pero por lo que se, fue el escritor y aventurero Washington Irving (1783-1859) el que primero se dio cuenta de que la civilización podría colapsar rápidamente.

Las naciones están perdiendo rápidamente su nacionalidad. El gran y creciente intercambio de modas y la uniformidad de opiniones mediante la difusión de la literatura, están destruyendo rápidamente aquellas peculiaridades que prevalecían con anterioridad. Dentro de poco nos haremos un solo pueblo, a menos que una vuelta a la barbarie nos arroje de nuevo en el caos. (Irving, 1822).

El primer manifiesto que he encontrado de que la civilización Industrial está a punto de colapsar en una forma de vida primitiva, vino del biólogo y matemático Alfred Lotka.

La especie humana, vista desde una amplia perspectiva y como un ente que incluye sus aspectos económico e industrial ha cambiado firme y radicalmente su carácter, en el periodo en que vivimos. En este sentido nos hemos alejado del punto de equilibrio un hecho muy significativo, desde un punto de vista práctico, porque implica que tenemos un periodo de ajuste para volver a alcanzar el equilibrio y sería muy optimista el que creyese que esto se puede lograr sin esfuerzo ni trabajo....Mientras, ese repentino declive puede parecer simplemente una vuelta al equilibrio eterno, ya que las ganancias previas se compensarían con las pérdidas, pero dicho declive no dejaría de sentirse como una catástrofe superlativa. Nuestros descendientes, si es que ese es su destino, quedarían pobremente compensados y verían que, de hecho, nosotros vivimos en la abundancia y el lujo. (Lotka, 1925).

El erudito Norbert Wiener (1894-1964) escribió en 1950 que lo mejor que podemos esperar del papel del progreso es que “nuestros intentos para progresar de respecto de nuestras necesidades abrumadoras, puedan llevar en sí el terror purgante de una tragedia griega”

Los recursos de América parecían inagotables en 1500...Sin embargo, la existencia de nuevas tierras impulsó una actitud similar a la del la reunión del té maldito de Alicia. cuando el té y las pastas se acababan en un asiento, lo natural era cambiarse de lugar y ocupar un nuevo asiento...A medida que pasaba el tiempo, se vio la mesa de te americana no era inagotable....Lo que muchos no percibimos es que los últimos 400 años fueron un periodo especial en la historia del mundo....Esto es parcialmente el resultado de una comunicación creciente, pero también de un control mayor de la Naturaleza laque, en un planeta limitado como la Tierra, puede terminar siendo a largo plazo una esclavitud para la Naturaleza misma. (Wiener, 1950).

Sir Charles Galton Darwin escribió en 1953:

La quinta revolución vendrá cuando hayamos gastado los almacenes de carbón y petróleo que se han ido acumulando en la Tierra durante cientos de millones de años....Es de esperar que antes de ello se hayan desarrollado otras fuentes de energía...pero sin considerar el detalle, es obvio que habrá una gran diferencia en el modo de vida....tanto si se encuentra un sustituto conveniente o no de los fósiles actuales, no hay duda de que esto representará un gran impacto en las formas de vida. Este cambio puede ser justamente llamado una revolución, pero a diferencia de todos los precedentes, en este no hay forma de que conduzca a incrementos de población, sino quizás a justamente lo contrario. (Darwin, 1953).

Sir Fred Hoyle lo dejó claro en 1964

A menudo se dice que si la especie humana no consigue una forma de vida estable aquí en la Tierra, otras especies tomarán el relevo. En el sentido de desarrollo de la inteligencia, esto no es correcto. Ya hemos, o pronto habremos agotado los prerrequisitos físicos necesarios en lo que concierne a este planeta. Con el carbón agotado, el petróleo agotado, los minerales metálicos de calidad agotados, no hay especies, por muy competentes que sean, que puedan dar el salto desde las condiciones de vida primitiva a la tecnología de alto nivel. Este es un asunto de un solo disparo. Si fallamos, este sistema planetario falla, en lo que respecta a la inteligencia. Lo mismo se verifica para otros sistemas planetarios. En cada uno de ellos habrá una posibilidad y una sola. (Hoyle, 1964).

4. MODELOS MUNDIALES, ETC.

Quizá sea la visión occidental del hombre y la naturaleza la visión demoníaca más difundida. Entre nosotros, generalmente se cree que el hombre es algo aparte de la Naturaleza y superior a ella. De hecho, la evolución es un proceso para crear al hombre y sentarlo en el vértice de la pirámide de los monos. El hombre ve la Tierra como un tesoro que puede saquear a voluntad. Y desde luego, el comportamiento de los occidentales, especialmente desde el advenimiento de la Revolución Industrial, ofrece una evidencia incontrovertible que sustenta esta afirmación. Ian McHarg, 1971

Jay Forrester, del MIT construyó en 1970 un modelo mundial “para entender las opciones que le quedan a la Humanidad, según la sociedad entra en la transición del crecimiento al equilibrio”.

¿Qué sucede cuando el crecimiento se acerca a límites fijos y es forzada a dejar paso a algún tipo de equilibrio? ¿Existen posibilidades ante nosotros, que nos puedan llevara mundos futuros alternativos?...El crecimiento exponencial no será eterno. El crecimiento de población y la industrialización pararán. Si el hombre no lleva a cabo acciones conscientes para limitar el crecimiento de población y las inversiones de capital, las fuerzas inherentes al sistema natural y social se encargarán de limitar el crecimiento. El asunto es solo cuestión de cuando y cómo cesará el crecimiento, no de si cesará. (Forrester, 1971).

El comportamiento básico del modelo mundial de Forrester, trataba del exceso y del colapso. Proyectó que el estándar de vida material (en inglés material standard of living, o MSL), llegaría a su cenit en 1990 y después decrecería hasta el año 2100. Además, medido por el MSL (esto es, los puntos de subida y bajada al 30% del total del cenit), la esperanza de vida de la Civilización Industrial era de unos 210 años. (Forrester, 1971, Figura 4-2). Utilizó un modelo mundial para investigar las políticas sociales (por ejemplo, la “acción consciente” cultural) para posibilitar la transición a la sostenibilidad.

En nuestros sistemas sociales, no hay utopías. No hay formas de comportamiento sostenibles que estén libres de presiones y tensiones...Pero para desarrollar las formas más prometedoras, se necesitará una dedicación y una contención en un futuro a tan largo plazo que el hombre puede no ser capaz de mantener. nuestro mayor reto ahora es cómo manejar la transición del crecimiento al equilibrio. Las sociedades industriales tienen tras si unas tradiciones antiguas que han promovido y recompensado el crecimiento. El folclore y los cuentos sobre el éxito, alaban el crecimiento y la expansión. Pero ese no es el camino del futuro. (ibid., 1971).

Encontró que la sostenibilidad podría alcanzarse en el modelo del sistema mundial, si se aplicaban, en 1970, las siguientes cinco políticas sociales: