허버트 피크 이론

허버트 피크 이론(영어: Hubbert peak theory)은 개별 석유 생산 지역에서 지구 전체에 이르기까지 모든 지리적 영역에서 석유 생산량이 종 모양의 곡선을 따르는 경향이 있다고 설명한다. 이는 석유 생산 정점에 대한 주요 이론 중 하나이다.

2004년 미국 정부의 OPEC과 옛 소련 이외 지역의 석유 생산량 예측

특정 곡선을 선택하면 발견율, 생산율 및 누적 생산량을 기반으로 최대 생산 지점이 결정된다. 곡선 초기(정점 이전)에는 발견율과 인프라 추가로 인해 생산율이 증가한다. 곡선 후기(정점 이후)에는 자원 고갈로 인해 생산량이 감소한다.

허버트 피크 이론은 어떤 지역이든 지하에 있는 석유의 양은 유한하다는 관찰에 기초한다. 따라서 처음에는 빠르게 증가하는 발견율은 최대치에 도달한 다음 감소해야 한다. 미국에서는 석유 추출이 32년에서 35년의 시간 지연 후 발견 곡선을 따랐다.^[1][2] 이 이론은 가정된 최종 회수량을 고려하여 생산 곡선을 모델링하는 방법을 개발한 미국의 지구물리학자 킹 허버트의 이름을 따서 명명되었다.

허버트 피크

"허버트 피크"는 특정 지역의 생산 정점을 의미할 수 있으며, 이는 현재 많은 유전과 지역에서 관찰되고 있다.

허버트 피크는 1970년대 초 미국 본토 48개 주(알래스카와 하와이 제외)에서 달성된 것으로 여겨졌다. 석유 생산량은 1970년에 하루 10.2백만 배럴 (1.62×10^⁶ m³)로 정점을 찍은 후, 허버트가 1950년대 중반에 예측한 패턴과 매우 유사하게 이후 35년 동안 감소했다. 그러나 20세기 후반부터 추출 기술, 특히 셰일 오일 및 비전통석유 추출로 이어진 기술 발전으로 인해 미국 석유 생산량이 크게 증가했다. 따라서 허버트가 본토 48개 주 전체에 대해 예측한 모델과 크게 다른 패턴을 보였다. 이러한 고급 추출 기술을 활용하는 유정의 생산량은 기존 방식보다 훨씬 가파른 감소율을 보인다. 2017년 11월, 미국은 1970년 이후 처음으로 다시 하루 1천만 배럴을 넘어섰다. ^[3]

고유명사로서의 석유 생산 정점 또는 더 일반적으로 적용되는 "허버트 피크"는 예측된 사건, 즉 지구 전체의 석유 생산 정점을 의미한다. 허버트 피크 이론에 따르면 석유 생산 정점 이후 지구의 석유 생산율은 종말적 감소기에 접어들게 된다. 허버트는 그의 이론을 바탕으로 1956년 미국 석유 협회에 제출한 논문^[4]에서 미국 대륙의 재래식 유정에서 나오는 석유 생산량이 1965년에서 1970년 사이에 정점에 이를 것이라고 정확하게 예측했다. 허버트는 또한 출판 후 "약 반세기" 후에 세계적인 정점이 도래할 것이며, 그 규모는 연간 약 12기가배럴(GB)에 달할 것이라고 예측했다. 1976년 TV 인터뷰^[5]에서 허버트는 OPEC의 조치가 전 세계 생산 곡선을 평평하게 만들 수 있지만, 이는 정점을 10년 정도만 지연시킬 것이라고 덧붙였다. 새로운 기술의 발전으로 대량의 비전통 자원에 대한 접근이 가능해졌고, 생산량 증가는 허버트의 예측을 상당 부분 무력화시켰다.

허버트 이론

허버트 곡선

표준 허버트 곡선. 적용 시 x축과 y축은 시간 및 생산량 척도로 대체된다.

미국 석유 생산 및 수입량 1910~2012

1956년 허버트는 특정 지역의 화석 연료 생산량이 정확한 공식을 제시하지 않고 대략 종 모양의 곡선을 따를 것이라고 제안했다. 그는 나중에 과거에 관찰된 발견을 사용하여 미래 생산량을 추정하기 위해 로지스틱 곡선의 미분인 허버트 곡선을 사용했다.^[6][7]

허버트는 화석 연료 매장량(석유 매장량, 석탄 매장량, 천연가스 매장량)이 발견된 후, 더 많은 추출이 시작되고 더 효율적인 시설이 설치되면서 생산량이 처음에는 대략 지수적으로 증가한다고 가정했다. 어느 시점에서 최대 생산량이 도달하고, 생산량은 지수적 감소에 가까워질 때까지 감소하기 시작한다.

허버트 곡선은 이러한 제약 조건을 만족시킨다. 또한 대칭적이며, 궁극적으로 생산될 화석 연료의 절반이 생산되었을 때 생산 정점에 도달한다. 또한 단일 정점을 가지고 있다.

과거의 석유 발견 및 생산 데이터를 바탕으로, 과거 발견 데이터를 근사화하려는 허버트 곡선을 구성하여 미래 생산량 추정에 사용할 수 있다. 특히, 석유 생산 정점의 날짜 또는 궁극적으로 생산될 총 석유량을 이러한 방식으로 추정할 수 있다. 카발로^[8]는 미국의 정점을 예측하는 데 사용되는 허버트 곡선을 다음의 미분으로 정의한다.

${\displaystyle Q(t)={Q_{\rm {max}} \over {1+ae^{-bt}}}}$

여기서 ${\displaystyle Q}$_max는 총 가용 자원(원유의 최종 회수량), ${\displaystyle Q(t)}$는 누적 생산량이며, ${\displaystyle a}$와 ${\displaystyle b}$는 상수이다. 최대 연간 생산량(정점)의 해는 다음과 같다.

${\displaystyle t_{\rm {max}}={1 \over b}\ln \left({a}\right).}$

따라서 누적 생산량 ${\displaystyle Q(t)}$는 총 가용 자원의 절반에 도달한다.

${\displaystyle Q(t)=Q_{\text{max}}/2}$

허버트 방정식은 석유 생산이 정점을 중심으로 대칭이라고 가정한다. 다른 연구자들은 경험적 생산 데이터에 더 잘 맞는 유사하지만 비대칭적인 방정식을 사용하기도 했다.^[9]

복수 곡선의 사용

허버트 본인이 개발하지 않은 기법인 여러 허버트 곡선의 합계를 사용하여 더 복잡한 실제 시나리오를 모델링할 수 있다. 새로운 생산 방법, 즉 수압파쇄법이 이전에 비생산적이었던 오일 셰일층에 개척되었을 때, 갑작스럽고 극적인 생산량 증가는 별도의 곡선을 필요로 했다. 이러한 기술의 발전은 제한적이지만, 패러다임을 바꾸는 아이디어가 생산에 영향을 미쳐 새로운 곡선을 이전 곡선에 추가하거나 전체 곡선을 재작업해야 할 필요가 생길 수 있다. 셰일 유정의 생산량은 전통적인 유정과 다르다는 점에 유의해야 하며, 이는 잘 문서화되어 있다. 전통적인 유정의 감소율은 완만하며, 저수지가 고갈됨에 따라 느리고 예측 가능한 감소율을 보인다(밀크셰이크를 마시는 것과 같음). 반면, 셰일 유정의 생산량은 성공적인 파쇄를 가정할 경우 유정이 가동되는 순간 최고 생산량에 도달하며, 그 직후 급격한 감소율을 보인다. 그러나 이러한 유형의 생산 방법의 혁명적인 측면 중 하나는 유정을 재파쇄할 수 있는 능력이다. 파쇄 기술을 대상 지층에 다시 적용하면 생산량을 거의 최고 수준으로 되돌릴 수 있다. 이는 셰일 내부에 단단히 갇힌 탄화수소를 다시 방출하여 표면으로 끌어올릴 수 있게 한다. 이 과정은 작업자가 원하는 시장 조건이 형성될 때까지 의도적으로 유정을 재작업하지 않음으로써 곡선을 외부로 조작할 수 있게 한다. ^[10]

신뢰성

원유

허버트의 미국 원유 생산량 상한 예측(1956년)과 2016년까지 실제 하위 48개 주 생산량

허버트는 1956년 논문에서^[4] 미국 원유 생산량에 대한 두 가지 시나리오를 제시했다.

• 가장 가능성 있는 추정치: 로지스틱 성장률 6%, 최종 자원량 150기가배럴(Gb), 1965년 정점의 로지스틱 곡선. 최종 자원량은 유명 석유 지질학자들과 미국 지질조사국의 추정치를 종합한 것으로, 허버트는 이를 가장 가능성이 높은 경우로 판단했다.
• 상한 추정치: 로지스틱 성장률 6%, 최종 자원량 200기가배럴, 1970년 정점의 로지스틱 곡선.

허버트의 상한 추정치(그는 이를 낙관적이라고 생각했다)는 미국 석유 생산량이 1970년에 정점에 이를 것이라고 정확하게 예측했지만, 실제 정점은 허버트 곡선보다 17% 높았다. 생산량은 허버트가 예측한 대로 감소했으며, 1974년부터 1994년까지 허버트가 예측한 값의 10% 이내를 유지했다. 그 이후 실제 생산량은 허버트 곡선보다 훨씬 더 많았다. 새로운 기술의 개발로 대량의 비전통 자원에 접근할 수 있게 되었고, 생산량 증가는 허버트의 예측을 상당 부분 무력화시켰다.

허버트의 1956년 생산 곡선은 궁극적인 회수 가능 석유 자원에 대한 지질학적 추정치에 의존했지만, 그는 미국에 대한 110억에서 590억 배럴에 이르는 다양한 추정치로 인해 발생하는 불확실성에 불만을 가졌다. 1962년 출판물부터 그는 미래 발견에 대한 지질학적 추정치와는 독립적으로 생산율, 입증된 매장량, 새로운 발견에 대한 수학적 분석만을 기반으로 최종 회수량을 포함한 계산을 수행했다. 그는 미국 본토 48개 주의 최종 회수 가능 석유 자원이 1700억 배럴이며, 1966년 또는 1967년에 생산 정점에 이를 것이라고 결론지었다. 그는 자신의 모델이 과거의 기술 발전을 통합했기 때문에 미래의 어떤 발전도 같은 속도로 일어날 것이며, 또한 통합될 것이라고 생각했다.^[11] 허버트는 1965년과 1967년 출판물에서 1700억 배럴이라는 자신의 계산을 계속 옹호했으며, 1967년에는 정점 시기를 1968년 또는 1969년으로 약간 앞당겼다.^[12][13]

정점을 찍은 유정, 유전, 지역 및 국가에 대한 사후 분석 결과 허버트 모델이 "가장 널리 유용"(데이터에 가장 잘 맞는)하다는 것이 밝혀졌지만, 연구된 많은 지역에서는 예측보다 더 가파른 "정점"이 나타났다.^[14]

2007년 영국 에너지 연구 센터의 석유 고갈 연구는 석유 생산이 로지스틱 곡선을 따를 것이라고 가정할 이론적 또는 견고한 실제적인 이유가 없음을 지적했다. 또한 최종 회수 가능 자원의 절반이 생산되었을 때 정점이 발생할 것이라고 가정할 이유도 없으며, 사실 경험적 증거는 이 아이디어와 모순되는 것으로 보인다. 정점 이후 55개국에 대한 분석 결과 평균 정점은 최종 회수량의 25%에서 발생했다.^[15]

천연가스

허버트의 1962년 미국 본토 48개 주 가스 생산량 예측과 2012년까지의 실제 생산량

허버트는 또한 천연가스 생산이 석유와 유사한 로지스틱 곡선을 따를 것이라고 예측했다. 그래프는 1962년에 발표된 그의 예측된 미국 가스 생산량(빨간색)과 실제 가스 생산량(파란색)을 비교하여 보여준다.^[16]

경제학

2006년 이전 국가별 석유 수입량

에너지 투자 대비 에너지 회수율

공정에서 추출된 에너지와 소요된 에너지의 비율은 종종 에너지 투자 대비 에너지 회수율(EROI 또는 EROEI)이라고 불린다. EROEI가 1로 떨어지거나, 또는 순 에너지 이득이 0으로 떨어지면 석유 생산은 더 이상 순 에너지원이 아니다.

석유 측정 단위인 배럴과 에너지 측정 단위인 석유환산배럴 (BOE) 사이에는 차이가 있다. 핵분열, 태양, 바람, 석탄과 같은 많은 에너지원은 석유와 같은 단기 공급 제약의 대상이 아니다. 따라서 EROEI가 0.5인 석유원도 생산에 필요한 에너지가 저렴하고 풍부한 에너지원에서 나온다면 유용하게 활용될 수 있다. 일부 유전에서 저렴하지만 운송이 어려운 천연가스의 가용성은 천연가스를 사용하여 향상된 석유 회수를 추진하는 것으로 이어졌다. 마찬가지로, 막대한 양의 천연가스가 대부분의 아타바스카 타르 샌드 발전소에 동력을 공급하는 데 사용된다. 저렴한 천연가스는 또한 순 EROEI가 1 미만인 에탄올 연료를 생산하는 것으로 이어졌지만, 이 분야의 수치는 EROEI를 측정하는 방법이 논쟁 중이기 때문에 논란의 여지가 있다.

노력 단위당 생산되는 석유 및 가스량의 불가피한 감소 가정은 미국에서의 최근 경험과는 상반된다. 2017년 현재 미국에서는 모든 주요 타이트 오일 및 가스 생산지에서 석유 및 가스 시추 생산성이 10년 동안 지속적으로 증가하고 있다. 예를 들어, 미국 에너지 정보국은 노스다코타 주의 바켄 셰일 생산 지역에서 2017년 1월의 시추 리그 시간당 석유 생산량이 5년 전인 2012년 1월의 시추 시간당 석유량의 4배였고, 10년 전인 2007년 1월의 시추 시간당 석유량의 거의 10배에 달했다고 보고했다. 북동부의 마셀러스 가스 지역에서는 2017년 1월의 시추 시간당 가스 생산량이 5년 전인 2012년 1월의 시추 시간당 가스량의 3배였고, 10년 전인 2007년 1월의 시추 시간당 가스량의 28배였다고 보고했다.^[17]

성장 기반 경제 모델

세계 에너지 소비량 및 예측, 2005~2035. 출처: 국제 에너지 전망 2011.

경제성장이 석유 소비 증가에 의해 주도되는 한, 정점 이후 사회는 적응해야 한다. 허버트는 이렇게 생각했다.^[18]

우리의 주요 제약은 문화적이다. 지난 두 세기 동안 우리는 지수적 성장만을 경험했으며, 그와 병행하여 우리는 안정성을 위해 지수적 성장의 지속에 너무나도 의존하여 비성장의 문제를 해결할 능력이 없는 지수적 성장 문화를 발전시켜왔다.

— 킹 허버트, "인류 역사에서 일시적인 현상으로서의 지수적 성장"

일부 경제학자들은 이 문제를 비경제적 성장 또는 가짜 경제라고 설명한다. 우파에서는 프레드 이클이 "영원한 성장의 유토피아에 중독된 보수주의자들"에 대해 경고했다.^[19] 1973년과 1979년의 짧은 석유 공급 중단은 세계 GDP 성장을 현저히 늦추었지만 멈추지는 않았다.^[20]

1950년에서 1984년 사이에 녹색 혁명이 전 세계 농업을 변화시키면서 세계 곡물 생산량은 250% 증가했다. 녹색 혁명의 에너지는 화석 연료의 형태로 비료 (천연가스), 살충제 (석유), 탄화수소 연료 관개에 의해 제공되었다.^[21]

코넬 대학교의 생태학 및 농업 교수인 데이비드 피멘텔과 이탈리아 국립 식품 영양 연구소(INRAN)의 선임 연구원인 마리오 지암피에트로가 2003년 연구 "식량, 토지, 인구 및 미국 경제"에서 지속 가능한 경제를 위한 최대 미국 인구를 2억 명으로 보았다(2003년 실제 인구 약 2억 9천만 명, 2019년 3억 2천 9백만 명). 이 연구는 지속 가능한 경제를 달성하기 위해 세계 인구가 3분의 2로 줄어야 한다고 주장한다.^[22] 인구 감소가 없으면 이 연구는 2020년부터 농업 위기가 시작되어 2050년경에는 심각해질 것이라고 예측한다. 세계 석유 생산 정점과 지역 천연가스 생산 감소는 일반적으로 예상보다 빨리 이러한 농업 위기를 촉발할 수 있다. 데일 앨런 파이퍼는 향후 수십 년 동안 해소되지 않는 식량 가격 상승과 전례 없는 전 세계적인 대규모 굶주림이 발생할 수 있다고 주장한다.^[23][24]

허버트 피크

 성장의 한계 문서를 참고하십시오.

허버트 피크 이론은 석유 생산 정점과 관련하여 가장 많은 주목을 받지만, 다른 재생 가능 자원에도 적용되었다.

천연가스

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더그 레이놀즈는 2005년에 북미의 정점이 2007년에 발생할 것이라고 예측했다.^[25] 벤틀리는 전 세계 "재래식 가스 생산량이 약 2020년부터 감소할 것"이라고 예측했다.^[26]

석탄

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관찰자들은 석탄 정점이 석유 정점보다 훨씬 나중에 올 것이라고 믿었지만 허버트는 미국에서 1920년대에 생산 정점을 찍은 고품질 석탄인 무연탄의 특정 사례를 연구했다. 허버트는 무연탄이 곡선과 거의 일치한다는 것을 발견했다.^[27] 허버트는 전 세계 석탄 매장량을 2.500 × 10¹² 미터톤으로 추정했으며, 사용량에 따라 2150년경에 정점을 찍을 것으로 보았다.

더 최근의 추정치는 더 이른 정점을 시사한다. 독일 의회에 보고하는 에너지 감시 그룹(EWG)이 2007년 4월 5일에 발표한 "석탄: 자원 및 미래 생산" (PDF 630KB^[28]) 보고서는 세계 석탄 생산량이 15년 이내에 정점에 달할 수 있다고 밝혔다.^[29] 이에 대해 리처드 하인버그는 가장 에너지 밀도가 높은 종류의 석탄이 가장 광범위하게 채굴되었기 때문에 석탄에서 연간 에너지 추출의 정점 날짜가 석탄량(연간 톤)의 정점 날짜보다 더 일찍 올 가능성이 높다고 지적한다.^[30] 유럽 연합 공동 연구 센터를 위해 에너지 연구소(IFE)의 B. 카발로와 S. D. 페테베스가 준비한 두 번째 연구인 "석탄의 미래"는 비슷한 결론에 도달하며 "석탄은 미래에 에너지원으로서 그리 풍부하고 널리 이용 가능하며 신뢰할 수 없을 수 있다"고 명시한다.^[29]

데이비드 러틀리지의 연구는 전 세계 총 석탄 생산량이 약 450 기가톤에 불과할 것이라고 예측한다.^[31] 이는 석탄이 일반적으로 가정하는 것보다 더 빨리 고갈되고 있음을 의미한다.

핵분열성 물질

 이 부분의 본문은 피크 우라늄입니다.

1956년 논문에서^[32] 미국 핵분열성 매장량을 검토한 후, 허버트는 핵 에너지에 대해 다음과 같이 언급했다.

“

그러나 인류가 국제적인 문제를 해결하고 핵무기로 자멸하지 않으며, (한 세기 안에 두 배로 증가할 정도로 빠르게 증가하고 있는) 세계 인구가 어떻게든 통제될 수 있다면, 적어도 다음 몇 세기 동안 "예측 가능한 미래"에 우리의 필요를 충족시킬 수 있는 충분한 에너지 공급원을 마침내 찾았을 것이라는 희망이 있다.

”

2015년 현재, 확인된 우라늄 자원은 현재 소비율로 135년 이상 공급하기에 충분하다.^[33] 토륨 연료 사이클, 재처리 및 고속증식로와 같은 기술은 이론적으로 우라늄 매장량의 수명을 수백 년에서 수천 년으로 연장할 수 있다.^[33]

캘텍 물리학 교수 데이비드 굿스타인은 2004년에 다음과 같이 말했다.^[34]

“

... 오늘 우리가 태우는 10테라와트의 화석 연료를 대체하려면 공학적 기준으로 가능한 가장 큰 발전소 1만 개를 건설해야 할 것이다... 이는 엄청난 양이며, 그렇게 한다면 알려진 우라늄 매장량은 그 소모율로 10년에서 20년밖에 지속되지 않을 것이다. 따라서 이것은 기껏해야 가교 기술일 뿐이다... 나머지 우라늄으로 플루토늄 239를 증식시키면 적어도 100배 더 많은 연료를 사용할 수 있을 것이다. 하지만 이는 우리가 살고 있는 위험한 세상에서 극도로 위험한 일인 플루토늄을 만든다는 것을 의미한다.

”

헬륨

1940~2014년 미국 헬륨 생산 및 저장량(USGS 자료)

지구상의 거의 모든 헬륨은 우라늄과 토륨의 방사성 붕괴의 결과물이다. 헬륨은 헬륨을 최대 7%까지 함유한 천연가스에서 분별 증류를 통해 추출된다. 세계 최대의 헬륨이 풍부한 천연가스전은 미국, 특히 휴고턴과 캔자스, 오클라호마, 텍사스의 인근 가스전에서 발견된다. 추출된 헬륨은 자칭 "세계 헬륨의 수도"인 애머릴로 근처의 국립 헬륨 비축고 지하에 저장된다. 헬륨 생산량은 이 지역의 천연가스 생산량과 함께 감소할 것으로 예상된다.

두 번째로 가벼운 원소인 헬륨은 지구 대기 상층부로 상승하여 지구의 중력에서 영원히 벗어날 수 있다.^[35] 대기 탈출 메커니즘으로 인해 연간 약 1,600톤의 헬륨이 손실된다.^[36]

전이 금속

 이 부분의 본문은 피크 구리입니다.

허버트는 자신의 이론을 "특정 금속의 농도가 비정상적으로 높은 암석"^[37]에 적용했으며, 구리, 주석, 납, 아연 등과 같은 금속의 생산 정점은 수십 년 내에 발생하고 철은 석탄과 같이 두 세기 내에 발생할 것이라고 추론했다. 구리 가격은 2003년에서 2007년 사이에 500% 상승했으며^[38] 일부^[누가?]는 이를 피크 구리 때문이라고 보았다.^[39][40] 이후 세계 경기 침체에 대한 우려로 수요가 감소하면서 구리 가격은 다른 많은 상품 및 주식 가격과 함께 하락했다.^[41] 리튬 가용성은 리튬 이온 배터리를 사용하는 자동차들의 문제이지만, 1996년에 발표된 논문은 세계 매장량이 적어도 50년 동안 충분하다고 추정했다.^[42] 백금 연료 전지 사용에 대한 유사한 예측^[43]은 이 금속이 쉽게 재활용될 수 있다고 언급한다.

귀금속

 이 부분의 본문은 피크 골드입니다.

2009년 캐나다 금광 대기업 Barrick Gold의 사장 애런 리전트는 2000년대 초반부터 전 세계 생산량이 연간 약 100만 온스씩 감소하고 있다고 말했다. 광석 품질이 저하되면서 전 세계 총 광산 공급량은 10% 감소했으며, 이는 지난 8년간의 급성장하는 강세장이 계속될 수 있음을 시사한다. 그는 런던에서 열린 RBC의 연례 금 회의에서 "우리가 이미 '피크 골드'에 도달했다는 강력한 주장이 있다"고 데일리 텔레그래프에 말했다. "생산량은 2000년경에 정점을 찍고 그 이후로 계속 감소하고 있으며, 우리는 이 감소가 계속될 것으로 예상한다. 광석을 찾기가 점점 더 어려워지고 있다"고 그는 말했다.^[44]

광석 품위는 1950년대의 톤당 약 12그램에서 미국, 캐나다, 호주에서는 3그램에 가까운 수준으로 떨어졌다. 남아프리카 공화국의 생산량은 1970년에 정점을 찍은 이후 절반으로 줄었다. 2008년 남아프리카 공화국의 생산량은 회사가 고갈된 매장량을 대체하기 위해 더 깊이(더 많은 비용으로) 파고들어야 했기 때문에 추가로 14% 감소했다.

세계 금광 생산량은 1900년 이후 1912년, 1940년, 1971년, 2001년에 네 번 정점을 찍었으며, 각 정점은 이전 정점보다 높았다. 가장 최근의 정점은 2001년으로, 생산량이 2,600미터톤에 도달한 후 몇 년간 감소했다.^[45] 생산량은 높은 금값에 힘입어 2009년에 다시 증가하기 시작했으며, 2012년, 2013년, 2014년에 각각 사상 최고치를 기록하여 2,990톤에 도달했다.^[46]

인

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인 공급은 농업에 필수적이며, 매장량 고갈은 60년에서 130년 사이로 추정된다.^[47] 2008년 연구에 따르면 총 인 매장량은 약 3,200MT로 추정되며, 2034년에 연간 28MT로 최대 생산량을 기록할 것으로 예상된다.^[48] 개별 국가의 공급량은 크게 다르다. 재활용 계획이 없다면 미국의 공급량^[49]은 약 30년으로 추정된다.^[50] 인 공급은 농업 생산량에 영향을 미치며, 이는 바이오디젤 및 에탄올과 같은 대체 연료를 제한한다. 인의 가격 상승과 희소성(2008년 중반까지 2년 동안 인광석의 세계 가격이 8배 상승)은 세계 농업 패턴을 변화시킬 수 있다. 그란차코와 같이 접근성은 떨어지지만 인 함량이 매우 높은 지역은^[51] 농업 개발이 더 활발해질 수 있는 반면, 영양분이 제약이 되는 다른 농업 지역은 수익성 이하로 떨어질 수 있다.

재생 가능 자원

목재

화석 자원과 달리 숲은 계속 자라기 때문에 허버트 피크 이론은 적용되지 않는다. 과거에는 독일어권 지역에서 홀츠노트라고 불리는 목재 부족이 있었지만, 2021년 초의 "재목 위기"에도 불구하고 아직 전 세계적인 피크 목재는 발생하지 않았다. 게다가 벌목은 숲의 생물 펌프 효과를 종식시켜 침식 및 가뭄과 같은 다른 문제를 야기할 수 있다.

물

 이 부분의 본문은 피크 물입니다.

허버트의 원래 분석은 재생 가능 자원에는 적용되지 않았다. 그러나 과도한 개발은 그럼에도 불구하고 허버트 피크를 초래하는 경우가 많다. 수정된 허버트 곡선은 보충되는 속도보다 더 빠르게 채취될 수 있는 모든 자원에 적용된다.^[52]

예를 들어, 오갈랄라 대수층과 같은 매장량은 보충 속도를 훨씬 초과하는 속도로 채굴될 수 있다. 이는 세계 지하수^[53]와 호수^[54]의 상당 부분을 유한한 자원으로 만들고, 석유와 유사한 최대 사용량 논쟁을 불러일으킨다. 이러한 논쟁은 주로 농업 및 교외 물 사용에 집중되지만, 위에서 언급한 핵 에너지 또는 석탄 및 타르 샌드 채굴을 통한 전기 생산도 물 자원 집약적이다.^[55] 화석수라는 용어는 물이 보충되지 않는 대수층을 설명하는 데 사용되기도 한다.

어업

 이 부분의 본문은 먹이 사슬을 거슬러 내려가는 어업입니다.

적어도 한 연구원은 포경 산업에 허버트 곡선 선형화를 시도했으며, 철갑상어 고갈에 따른 캐비어 가격의 명확한 의존도를 도표화했다.^[56] 대서양 북서부 대구 어업은 재생 가능 자원이었지만, 잡힌 물고기의 수가 물고기의 회복률을 초과했다. 대구 어업의 종말은 허버트 종형 곡선의 지수적 감쇠와 일치한다. 또 다른 예는 북해의 대구이다.^[57]

공기/산소

세계 산소의 절반은 식물성 플랑크톤에 의해 생산된다. 플랑크톤은 1950년대 이후 40% 감소한 것으로 한때 생각되었다.^[58] 그러나 저자들은 더 나은 보정으로 데이터를 재분석하여 이 기간 동안 플랑크톤 풍부도가 전 세계적으로 몇 퍼센트만 감소했음을 발견했다 (Boyce et al. 2014)

석유 생산 정점에 대한 비판

경제학자 마이클 린치^[59]는 허버트 곡선 뒤에 있는 이론이 지나치게 단순하며 과도하게 맬서스적 관점에 의존한다고 주장한다.^[60] 린치는 캠벨의 세계 석유 생산량 예측이 과소평가 쪽으로 강하게 편향되어 있으며, 캠벨이 repeatedly 날짜를 뒤로 미루었다고 주장한다.^[61][62]

이탈리아 에너지 회사 에니의 부사장 레오나르도 마우제리는 거의 모든 정점 추정치가 비전통석유를 고려하지 않는다고 주장한다. 이 자원의 가용성이 상당하고 추출 및 처리 비용이 여전히 매우 높지만, 기술 발전으로 인해 감소하고 있다는 것이다. 그는 또한 기존 세계 유전의 회수율이 1980년 약 22%에서 오늘날 35%로 증가했으며, 이러한 추세가 계속될 것이라고 예측한다. 입증된 석유 매장량과 현재 생산량 간의 비율은 지속적으로 개선되어 1948년 20년에서 1972년 35년으로 증가했으며 2003년에는 약 40년에 도달했다.^[63] 이러한 개선은 지난 20년간의 낮은 유가로 인해 새로운 탐사 및 기술 업그레이드에 대한 투자가 적었음에도 불구하고 발생했다. 그러나 마우제리는 더 많은 탐사를 장려하려면 비교적 높은 유가가 필요하다고 생각한다.^[64]

경제학자이자 역사가인 에드워드 러트워크는 러시아, 이란, 이라크와 같은 국가의 불안정으로 인해 석유 매장량이 엄청나게 과소평가되었다고 주장한다.^[65] 석유 및 가스 생산 정점 연구 협회(ASPO)는 현재 러시아나 이란은 불안정으로 어려움을 겪지 않지만, 이라크는 그렇다고 주장하며 반박한다.^[66]

케임브리지 에너지 연구 협회는 허버트의 영향을 받은 예측들을 비판하는 보고서를 작성했다.^[67]

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M. 킹 허버트의 방법론은 귀중한 공헌에도 불구하고 자원 증가 가능성, 신기술 적용, 기본 상업적 요인, 지정학이 생산에 미치는 영향을 고려하지 않아 실패한다. 그의 접근 방식은 미국 자체를 포함한 모든 경우에 작동하지 않으며, 세계 생산 전망을 신뢰할 수 있게 모델링할 수 없다. 더 간단히 말해, 임박한 정점에 대한 주장은 결함이 있다. 실제로 2005년 미국 하위 48개 주의 생산량은 허버트가 예측한 것보다 66% 높았다.

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CERA는 석유가 끝없이 풍부할 것이라고 믿지 않지만, 대신 세계 생산량이 서서히 감소하기 전에 한두 십 년 동안 "파동하는 고원"을 따를 것이라고 믿는다.^[68] 그리고 생산량은 2015년까지 4천만 배럴/일에 도달할 것이라고 예측한다.^[69]

알프레드 J. 카발로는 늦어도 2015년까지 재래식 석유 공급 부족을 예측하면서도 허버트 피크가 세계 생산량에 적용할 올바른 이론이라고 생각하지 않는다.^[70]

피크 요소 시나리오에 대한 비판

킹 허버트 자신은 석유 생산량 감소와 핵분열성 우라늄 및 토륨과 같은 요소의 고갈(또는 상대적 부족) 사이에 큰 차이를 두었지만,^[71] 다른 일부는 현재 및 미래 생산량과 비교하여 발표된 매장량 수치를 기반으로 피크 우라늄 및 피크 인과 같은 정점을 곧 예측했다. 그러나 일부 경제학자에 따르면, 특정 시점에 재고로 기록된 입증된 매장량은 "광물 자원의 총 미래 공급량에 대한 불량한 지표"로 간주될 수 있다.^[72]

몇 가지 예시를 들자면, 주석, 구리, 철, 납, 아연은 모두 1950년부터 2000년까지의 생산량과 2000년의 매장량이 1950년의 세계 매장량을 훨씬 초과했는데, 이는 "입증된 매장량은 자동차 딜러의 자동차 재고와 같다"는 점에서 미래에 실제로 추출 가능한 총량과는 거의 관련이 없다는 사실을 제외하고는 불가능했을 것이다.^[72] 피크 인의 경우, 확인된 매장량 71,000Mt(USGS)^[73]과 지구 지각에 있는 약 30,000,000,000Mt의 다른 인(평균 암석은 0.1% 인)^{[72][73][74][75]} 사이의 중간 농도가 존재하므로, 인 생산량 감소가 곧 발생할 것이라는 것을 보여주려면 전자의 수치를 190Mt/년의 광산에서 추출된 인(2011년 수치)과 비교하는 것 이상의 것이 필요하다.

같이 보기

• 비생물학적 석유 기원
• 감산 곡선 분석
• 피셔-트로프쉬 공정
• 식량 안전 보장
• 석유 생산 정점 관련 허쉬 보고서
• 쿠즈네츠 곡선
• 성장의 한계
• 저탄소 경제
• 올두바이 이론
• 피크 밀
• 매장량-생산량 비율
• 지속농업
• 수송 에너지 미래: 장기 석유 공급 동향 및 예측