Bỏ qua

Chương 8: Nhiên liệu hoá thạch (fossil fuel) (Phần II)

4. Nhiên liệu hoá thạch lợi và hại

Những điều tuyệt vời về nhiên liệu hoá thạch

Mật độ năng lượng: Như chúng ta đã thấy trong Mục 3, mật độ năng lượng của nhiên liệu hoá thạch rất đáng nể: gần như tốt nhất mà hóa học có thể mang lại. Bất kì thứ gì vượt qua 10 kcal/g có thể coi là “siêu thực phẩm” về mặt năng lượng. Bảng 8.3 so sánh giữa các chất khác nhau. Ở đây chúng ta thấy mật độ năng lượng của nhiên liệu hoá thành thường gấp đến hàng trăm lần so với các pin dự trữ điện.

Chất kcal/g
Xăng 11
Chất béo (thực phẩm) 9
Tinh bột 4
Nhiên liệu tên lửa 4
Thuốc nổ TNT 1
Pin Alkaline 0,11
Trữ năng lượng Tesla 0,10
Pin axít chì 0,03
Thủy điện (cao 50m) 0,0001

Bảng 8.3: Mật độ năng lượng của các chất trữ năng lượng quen thuộc. Pin dự trữ treo tường Tesla Powerwall đại diện cho khả năng mà pin lithium-ion sẵn có. Pin dòng Alkaline là loại pin AA hay AAA quen thuộc, và ắc quy axit-chì là loại 12 V được tìm thấy trong hầu hết các xe ô tô. Đối với thuỷ điện, giả định rằng đập cao 50 m.

An toàn: Nhiên liệu hóa thạch có mật độ năng lượng lớn hơn chất nổ, nhưng lại không hay phát nổ! Khía cạnh an toàn của nhiên liệu hóa thạch là một điểm khá lợi thế. Chắc chắn là xăng có thể bốc cháy, nhưng thực ra đó là hơi xăng trộn với ôxy đã gây ra đám cháy. Nếu bạn (một cách ngu ngốc; xin đừng làm điều này!) ném một que diêm vào một bát xăng, chắc chắn bạn sẽ có được ngọn lửa sống động, nhưng thứ đó sẽ không nổ. Chỉ có hơi phía trên sẽ bốc cháy. Hãy nghĩ xem bạn đã thấy bao nhiêu chiếc ô tô trong đời và bao nhiêu trong số đó đã phát nổ1. Bạn đã thấy bao nhiêu chiếc xe bị hỏng, và có bao nhiêu cái đã phát nổ? Điều đó không có nghĩa tai nạn không thể xảy ra do cháy nổ xăng dầu, nhưng nó xảy ra khá hiếm.

Giá rẻ: Nhiên liệu hóa thạch được ban tặng cho chúng ta như một sản phẩm phụ của quá trình sinh học và các quá trình địa chất trên hành tinh này. Về cơ bản chúng miễn phí—ít nhất đó là cách con người vẫn đối xử với tài nguyên thiên nhiên như của mình để sử dụng. Chúng rẻ đến mức nào? Thuê một người lao động thể chất để sử dụng 100 W năng lượng cơ học (chẳng hạn như đào đất) trong 40 giờ một tuần với mức 15 Đô-la Mĩ/giờ có giá 600 Đô-la Mĩ trong một tuần. Với mức giá đó, chúng ta nhận được 4 kWh công suất. Nói về điện, 4 kWh tương tự có giá 0,60 Đô-la Mĩ ở mức giá thông thường (1.000 lần rẻ hơn giá nhân công). Với mỗi gallon (khoảng gần 3,8 lít) xăng chứa 37 kWh với giá 4 Đô-la Mĩ—sẽ chỉ cần chi 0,43 Đô-la Mĩ để hoàn thành công việc. Hiệu năng khác biệt rõ ràng, với chi phí của máy móc để vận hành cũng đã được tính vào.

Lưu trữ hoàn hảo: Về mặt hiệu quả, nhiên liệu hóa thạch là một dạng lưu trữ lâu dài ánh sáng mặt trời cổ xưa, được thu giữ trong thực vật và (đôi khi thông qua tiêu hoá của động vật) cuối cùng bị chôn vùi dưới lòng đất dưới dạng năng lượng hóa học. So với các hình thức lưu trữ khác, như pin sạc, bánh đà hay thậm chí là hồ chứa thủy điện (nước được bơm lên trữ trong hồ), nhiên liệu hóa thạch vượt trội hơn đáng kinh ngạc. Các mỏ nhiên liệu hóa thạch có tuổi đời hàng chục hoặc hàng trăm triệu năm. Hãy thử tìm một loại pin có thể sạc lâu như vậy! Dường như các đập/hồ chứa nhân tạo vĩnh viễn khó có thể tồn tại dù chỉ trong một phần nghìn thời gian đó. Kết hợp với mật độ năng lượng vượt trội, nhiên liệu hóa thạch có lẽ là hình thức lưu trữ năng lượng tốt nhất con người hiện có, ngoài vật liệu hạt nhân.

Sản xuất lương thực: Cuộc cách mạng xanh (Green Revolution) trong nông nghiệp sẽ không thể được thực hiện nếu không có nhiên liệu hóa thạch. Chúng không chỉ cung cấp động lực cho cơ giới hóa công nghiệp (cày những vùng đất lớn hơn, thu hoạch và chế biến cây trồng nhanh chóng), mà các loại phân bón quan trọng nhất cũng được lấy từ khí đốt tự nhiên2.

Chất xúc tác công nghệ: Nhiên liệu hóa thạch đã mở ra cánh cửa cho cơ giới hóa và điện khí hóa rộng rãi, thay đổi hoàn toàn lối sống của chúng. Với vai trò trung tâm của mình, thật khó để khẳng định rằng nhiều lợi ích mà chúng ta được hưởng ngày nay—dù là chăm sóc sức khỏe, công nghệ, kiến thức khoa học hay mức sống thoải mái—sẽ có thể thực hiện được nếu không có nhiên liệu hoá thạch. Phần lớn những điều chúng ta tôn vinh trên thế giới này đều dựa trên nhiên liệu hóa thạch.

Những điều khiến nhiên liệu hóa thạch trở nên khủng khiếp

Biến đổi khí hậu: Không có gì là miễn phí. Nhiên liệu hóa thạch cũng có nhiều nhược điểm. Điều quan trọng nhất trong suy nghĩ của nhiều người ngày nay là biến đổi khí hậu, thông qua phát thải CO2—một hệ quả không thể tránh khỏi trong quá trình đốt cháy (Phương trình 8.1). Khai thác năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch3 làm cho chúng ta không còn lựa chọn nào khác ngoài việc phải chấp nhận CO2 như một sản phẩm phụ với số lượng lớn. Chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết về biến đổi khí hậu ở Chương 9. Bây giờ chúng ta sẽ chỉ nói rằng lượng CO2 tăng lên trong khí quyển sẽ làm thay đổi nhiệt độ cân bằng của Trái đất bằng cách thay đổi mức độ hiệu quả mà bề mặt có thể bức xạ ra không gian qua khí quyển. Cơ chế vật lý đã được hiểu rất rõ và lượng CO2 mà quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch tạo ra là quá đủ để giải thích cho sự gia tăng lượng CO2 đo được trong khí quyển của chúng ta. Điều ít chắc chắn hơn là các hệ thống khí hậu phức tạp, phi tuyến tính, liên kết với nhau sẽ phản ứng như thế nào và liệu những phản hồi xuôi (positive feedback) làm trầm trọng thêm vấn đề có chiếm ưu thế4 so với những phản hồi ngược (negative feedback) có tác dụng chế ngự những hậu quả của phản hồi xuôi đó hay không. Trong lúc này, nhiên liệu hóa thạch đã mang lại cho chúng ta một mối đe dọa toàn cầu với có mức độ tàn phá không lường hết được và cuối cùng có thể khiến chúng ta—và các loài khác—phải trả giá rất đắt.

Tác nhân thúc đẩy dân số: Áp lực dân số con người trên hành tinh của chúng ta cũng có thể bắt nguồn từ nhiên liệu hóa thạch thông qua cơ giới hóa nông nghiệp và nguyên liệu phân bón (Cách mạng Xanh). Vì có quá nhiều thách thức toàn cầu mới—nạn phá rừng, suy thoái nghề cá, mất loài, biến đổi khí hậu—nhân lên với quy mô theo dân số, có lẽ tất cả những căn bệnh này đều có thể là do nhiên liệu hóa thạch—theo đó, khó có khả năng những vấn đề này sẽ tồn tại ở quy mô hiện tại nếu chúng ta chưa bao giờ phát hiện và sử dụng nhiên liệu hoá thạch.

Xung đột quân sự: Nhiên liệu hóa thạch mang lại lợi ích lớn đến mức việc tiếp cận và kiểm soát các nguồn tài nguyên đã đóng một vai trò quan trọng trong nhiều cuộc xung đột vũ trang. Nói cách khác, có bao nhiêu người đã mất mạng vì tranh giành những nguồn tài nguyên quý giá này? Thật khó để coi các mối quan hệ phức tạp và căng thẳng ở Trung Đông là không liên quan đến thực tế rằng đây là khu vực giàu dầu mỏ nhất thế giới5.

Chi phí môi trường: Tác động môi trường từ việc khai thác nhiên liệu hoá thạch có thể có sức tàn phá rất lớn. Chúng ta đã chứng kiến các tàu chở dầu gặp nạn và bao phủ các bãi biển cũng như động vật hoang dã trong bùn hắc ín. Sự cố giàn khoan Deepwater Horizon năm 2010 đã làm tràn một lượng lớn dầu vào đại dương. Khai thác than có thể để lại đỉnh núi trơ trụi và làm ô nhiễm nguồn nước địa phương do chất thải. Khai thác mỏ dầu bằng thủy lực (fracking) có thể làm ô nhiễm nguồn cung cấp nước ngầm. Các giếng khí đốt tự nhiên—bao gồm cả các địa điểm khai thác thủy lực—thường rò rỉ khí mê-tan, là một loại khí thải nhà kính6 mạnh hơn 80 lần so với CO2, vào khí quyển.

Chất gây nghiện: Cuối cùng, trữ lượng hữu hạn của nhiên liệu hóa thạch trên thực tế có thể được coi là một bất lợi nghiêm trọng. Đúng là một nguồn cung cấp vô tận sẽ có sức tàn phá lớn đối với câu chuyện về biến đổi khí hậu. Tạm bỏ qua điều này sang một bên, việc thừa hưởng nhiên liệu hóa thạch có thể được coi như một cái bẫy. Chúng ta đã xây dựng nền văn mình hiện tại hoàn toàn trong bối cảnh nhiên liệu hóa thạch rẻ và sẵn có. Và đơn giản là chúng ta không biết liệu có thể tiếp tục sống với tiêu chuẩn đời sống tương tự trong một thế giới hậu nhiên liệu hóa thạch hay không. Chúng đã tồn tại đủ lâu (qua nhiều thế hệ) để [việc khai thác và sử dụng] trở nên bình thường với con người. Chúng ta coi đó là điều hiển nhiên và chưa xây dựng một kế hoạch tổng thể khả thi cho một thế giới không có những nguồn tài nguyên quan trọng này. Việc di chuyển bằng đường hàng không, tàu thủy, tàu hỏa và vận tải đường dài7 sẽ được xử lý như thế nào nếu không có xăng dầu? Tình hình hiện tại rất bấp bênh. Việc không lập kế hoạch khôn ngoan cho một thế giới hậu hóa thạch không phải là lỗi của nhiên liệu hóa thạch. Nhưng nguồn tài nguyên này tình cờ xuất hiện trên hành tinh của chúng ta đủ lớn để gây hại cho khí hậu và khiến chúng ta rơi vào trạng thái tự mãn. Nếu trữ lượng nhiên liệu hoá thạch nhỏ hơn nhiều, chúng ta sẽ ít có khả năng rơi vào bẫy8. Đây chính là ảo thuật “con thỏ chui ra khỏi mũ” được đề cập trong Chương 2: chỉ cần một con thỏ chui ra được khỏi mũ, chúng ta đã mong đợi sự ra đời không ngừng của những con tiếp theo.

Tổng kết

Quyết định hệ quả sau cùng của nhiên liệu hóa thạch có tác động tích cực (net-positive) hay tiêu cực (net-negative) đến nhân loại có thể không được trả lời (Bảng 8.4 cung cấp một tóm tắt về hai phần trước). Có bao nhiêu sinh mạng đã được cứu sống nhờ công nghệ và được chăm sóc sức khoẻ tốt hơn? Có bao nhiêu sinh mạng đã bị tiêu diệt qua những cuộc xung đột, ô nhiễm, và tai nạn giao thông? Có bao nhiêu sinh mạng đã được tạo ra, qua việc nâng cao năng suất nông nghiệp—cũng như thông qua chăm sóc y tế tốt hơn? Có bao nhiêu giống loài đã bị tuyệt chủng, bằng cách thúc đẩy sự tàn phá môi trường sống thông qua khai thác và gián tiếp như một chất xúc tác cho việc tăng trưởng dân số thông qua gia tăng năng suất nông nghiệp? Đôi khi thật khó để quyết định nên đặt những tác động này vào bên có lợi hay có hại. Chẳng hạn, trong trọn vẹn thời gian, liệu tất cả cuộc sống được tạo ra nhờ nhiên liệu hoá thạch có phải là điều tốt không? Nếu kết quả là sự quá tải, sụp đổ và sự đau khổ chưa từng có của hàng tỷ người thì có lẽ là không. Đó là một mớ bòng bong.

Lợi Hại
Mật độ năng lượng cao Biến đổi khí hậu
An toàn Quá tải dân số
Giá rẻ Tác nhân chiến tranh
Lưu trữ lâu dài Huỷ hoại môi trường
Nông nghiệp Quá phụ thuộc
Công nghệ Công nghệ của quá khứ

Bảng 8.4: Lợi và hại của nhiên liệu hoá thạch.

Về căn bản, loài người đang thực hiện thí nghiệm trái phép trên quy mô toàn cầu mà chẳng có kế hoạch nào. Chưa bao giờ chuyện này xảy ra nên chúng ta không biết nó sẽ tiếp diễn ra sao. Có rất nhiều bằng chứng cho thấy các nền văn minh trong quá khứ đã mở rộng quá mức và sụp đổ9, nhưng chúng ta không thể xác định một mô tả tương tự về hướng đi thành công trong hiện tượng nhiên liệu hoá thạch này. Trong khi đó, có rất nhiều dấu hiệu cho thấy mối lo ngại nghiêm trọng.

5. Tương lai của nhiên liệu hoá thạch

Các kịch bản

Hình 8.1 khẳng định một cách khiêu khích rằng việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch phải giảm xuống mức băng không trong một thời gian tương đối ngắn (trong vòng một hoặc hai thế kỷ). Chỉ riêng dữ kiện này không đủ để xác định tương lai con người sẽ ảm đảm hay vinh quang, nhưng rất cần thiết để chúng ta đánh giá một cách cẩn thận vai trò vô cùng thiết yếu của nhiên liệu hoá thạch trong việc phát triển của nền văn minh ngày nay. Việc trở lại giai đoạn không có nhiên liệu hóa thạch trong tương lai sẽ mang nhiều hình thức khác nhau:

  1. Chúng ta phát hiện ra một dạng năng lượng rẻ mới chưa được biết đến hoặc đánh giá cao, có khả năng thay đổi cục diện, nhanh chóng loại bỏ nhiên liệu hóa thạch.

  2. Các nguồn năng lượng tái tạo đã biết (điện mặt trời, gió) được phát triển đến mức vượt trội hơn hẳn so với nhiên liệu hoá thạch trên thị trường, từ đó bắt buộc chúng ta một cách tự nhiên ngừng sử dụng nhiên liệu hoá thạch trước khi cạn kiệt.

  3. Những lo ngại về biến đổi khí hậu dẫn đến các biện pháp tài chính được thực thi về mặt chính trị không khuyến khích sử dụng nhiên liệu hoá thạch, khiến chúng ta phải di cư đến nơi khác—mặc dù có thể với chi phí cao hơn, gây tranh cãi về mặt chính trị và không được hưởng ứng trên quy mô toàn cầu.

  4. Khó khăn hơn trong việc khai thác nhiên liệu hoá thạch khiến giá nhiên liệu tăng cao nên cuối cùng thị trường buộc phải chấp nhận những điều kiện kém thuận tiện hơn và các dạng năng lượng đắt tiền hơn.

  5. Chúng ta không tìm được sản phẩm thay thế phù hợp cho tài nguyên nhiên liệu quý giá và độc đáo này, do đó địa chính trị toàn cầu ngày càng tập trung vào việc cạnh tranh nguồn nhiên liệu còn lại, có khả năng gây ra những cuộc chiến tranh tài nguyên khốc liệt.

  6. Có lẽ cùng với kịch bản trên, xã hội dần cạn kiệt tài nguyên, giảm năng suất nông nghiệp và giảm dần cả số người và mức sống trên hành tinh.

Chúng ta không khể dự đoán con đường nào trong số này có thể thành hiện thực, nhưng nó không khó tìm được người ủng hộ bất kì kịch bản nào trên đay. Phần tiếp sau của cuốn sách bao gồm các lựa chọn thay thế cho nhiên liệu hoá thạch và Chương 17 tóm tắt thực tiễn thách thức đối với các lựa chọn thay thế khác nhau. Một bài học rút ra đó là nhiên liệu hóa thạch đánh bại các lựa chọn thay thế trên rất nhiều phương diện, tạo ra khoảng cách đối với nhiên liệu thay thế. Nếu không có nguồn cung hữu hạn [của nhiên liệu hoá thạch] và biến đổi khí hậu, chúng ta sẽ không có động cơ để sử dụng những nguồn năng lượng kém hiệu quả hơn với chi phí cao hơn. Nhưng trước tiên, chúng ta nên đánh giá ngắn gọn triển vọng tương lai của việc khai thác nhiên liệu hóa thạch. Nguồn tài nguyên này có giới hạn như thế nào?

Thang thời gian

Cách tiếp cận đơn giản nhất để đánh giá khoảng thời gian về tính sẵn có của tài nguyên [cho đến khi khai thác cạn kiệt] là tỷ lệ R/P (Resource/Production): dự trữ trên sản suất7. Ý tưởng này rất trực quan: nếu bạn có 10.000 Đô-la Mĩ trong tài khoản ngân hàng và có xu hướng chi $1.000/tháng cho chi phí sinh hoạt, bạn có thể dự đoán—nếu không có thu nhập bổ sung—bạn sẽ tiêu hết trong 10 tháng. Vì vậy, nếu chúng ta có ước tính về tài nguyên còn lại trong lòng đất và tốc độ sử dụng hiện tại, chỉ cần chia hai con số này để có thời gian.

VùngNguồnCòn lại% Đã dùngDùng hàng nămR/P (Năm)
ThếgiớiDầu mỏ1.700 Gbbl~45%30 Gbbl~60
Khí đôt200 Tcm~33%3,5 Tcm~60
Than đá900 Gt~30%8 Gt~110
Hoa KìDầu mỏ35 Gbbl7 Gbbl~5
Khí đốt8,5 Tcm0,85 Tcm~10
Than đá250 Gt0,7 Gt~360

Bảng 8.5: Tóm tắt trữ lượng đã được chứng minh, tốc độ sử dụng và thời gian còn lại cho thế giới và Hoa Kì (nếu chỉ sự dụng nguồn cung nội địa). Dầu mỏ được tính bằng tỉ thùng (giga-barrels, Gbbl; hay 109 bbl), đơn vị khí đốt là nghìn tỉ mét khối (tera-cubic-meters, Tcm; hay 1012 m3), và than đá theo tỉ tấn (gigatons, Gt, 1012 kg; lưu ý 1 tấn bằng 1.000 kg). Nguồn 1, 2, 3

Bảng 8.5 trình bày trữ lượng đã được chứng minh10 trên thế giới và ở Hoa Kì đối với ba loại nhiên liệu hóa thạch, ước lượng tốc độ đã được sử dụng11 trên toàn cầu, và thang thời gian còn lại để khai thác bằng tỉ số R/P.

Thế giới đã tiêu thụ 1,5 nghìn tỷ thùng dầu, gần tương đương vứoi 1,7 nghìn tỷ thùng trữ lượng đã được chứng minh—cho thấy rằng chúng ta đã đi được nửa chặng đường12. Chắn chắn chúng ta có thể mong đợi rằng các tài nguyên mới sẽ được phát hiện và bổ sung vào trữ lượng đã được chứng minh13 nhưng hiện nay, thế giới đã được khám phá khá đầy đủ, và chúng ta khó có thể mong đợi một bất ngờ lớn như việc phát hiện một mỏ dầu với trữ lượng lớn có kích cỡ như Trung Đông. Lưu ý rằng với khí đốt, tài nguyên ước tính tổng cộng ở Hoa Kì (trữ lượng được cho là có thể khai thác ngoài trữ lượng đã được chứng minh) là khoảng 55 Tcm, khiến cho việc khai thác có thể kéo dài thêm hơn 60 năm một chút14.

Rất khó để so sánh trực tiếp nguồn tài nguyên còn lại ở ba dạng nhiên liệu vì các đơn vị khác nhau được sử dụng cho mỗi dạng. Nhưng chúng ta có thể sử dụng từng đơn vị năng lượng để so sánh. Làm như vậy, trữ lượng dầu, khí đốt và than toàn cầu lần lượt tương ứng với 10, 8 và 20 ZJ (zetta-Joules, hay \(10^{21}\, J\)) còn lại. Cho đến nay, chúng ta đã tiêu thụ lần lượt 8, 4 và 8 ZJ dầu, khí đốt và than (Bảng 8.6). Đây là cơ sở để ước tính tỉ lệ phần trăm đã tiêu thụ trong Bảng 8.5. Lưu ý rằng lượng dầu mỏ và khí đốt còn lại rất gần nhau trong khi lượng than đá gấp đôi cả hai.

Nhiên liệu Trữ lượng đã chứng minh, \(\bf{10^{21}\,J}\) Đã sử dụng, \(\bf{10^{21}\,J}\)
Than đá 20 8
Dầu mỏ 10 8
Khí đốt 8 4

Bảng 8.6: Trữ lượng đã được chứng minh và lượng đã sử dụng, theo đơn vị năng lượng.

Do đó, than đá15 dường như là nhiên liệu hóa thạch dồi dào nhất của chúng ta; điều này dẫn đến hai nhận xét. Đầu tiên, nó chịu trách nhiệm lớn nhất về lượng phát thải khí CO2, thải ra lượng CO2 nhiều gấp đôi trên mỗi đơn vị năng lượng so với các nhiên liệu hóa thạch khác (được đề cập trong Chương 9). Điều thứ hai là cần thận trọng khi tin tưởng vào các ước tính về trữ lượng than, vốn thường được đánh giá quá cao và sau đó giảm đi đáng kể. Ví dụ, Anh đã phải điều chỉnh giảm trữ lượng than ước tính của họ trong giai đoạn 1970–2000 xuống còn khoảng 1% so với ban đầu vì hầu hết tài nguyên ước tính hóa ra nằm ở những vỉa quá mỏng và khó có thể khai thác một cách kinh tế về mặt thương mại.

Đối với một số người, số năm còn lại (tỉ số R/P) trong Bảng 8.5 có vẻ ngắn đến mức đáng báo động, trong khi đối với những người khác, chúng có thể báo hiệu một giai đoạn thoải mái để phát triển các chiến lược năng lượng thay thế. Dù sao đi nữa, thế kỷ này hết sức quan trọng. Nhưng điều quan trọng cần phải nhận ra là câu chuyện không hoàn toàn đơn giản như tỉ lệ R/P cho thấy. Mặc dù nó cung cấp một thang đo hữu ích16 về thời gian nhưng chúng ta nên xem xét những khía cạnh sau:

  1. Tốc độ sản xuất (và tiêu dùng) không ổn định nhưng nhìn chung có tăng trưởng theo thời gian (tăng trưởng liên tục sẽ rút ngắn khoảng thời gian còn lại để khai thác).

  2. Thăm dò và phát hiện nguồn tài nguyên mới sẽ bổ sung thêm trữ lượng (kéo dài thời gian), nhưng gần đây mức độ thành công ngày càng giảm dần.

  3. Những tiến bộ trong công nghệ khai thác dầu làm tăng lượng dầu có thể tiếp cận được (kéo dài thời gian).

  4. Những thách thức về địa chất hạn chế tốc độ khai thác (kéo dài thời gian nhưng cũng hạn chế nguồn tài nguyên sẵn có).

  5. Nhu cầu (và vì thế sản lượng) có thể giảm mạnh nếu tìm được sản phẩm thay thế tốt hơn.

Điểm số 4 đáng được giải thích thêm. Chúng ta không nên coi trữ lượng nhiên liệu hóa thạch như một tài khoản ngân hàng mà từ đó chúng ta có thể rút tiền với lãi suất tùy ý, hay như một hồ nước ngầm dưới hang động chỉ chờ được hút ra bằng bất cứ máy hút nào chúng ta muốn. Than, trước hết, không phải là dòng chảy, đòi hỏi nỗ lực thể chất đáng kể để phơi bày và khai thác. Tốc độ khai thác than phụ thuộc vào độ dày của vỉa quặng, độ sâu và độ khó của việc đào đá xung quanh. Ngay cả dầu mỏ cũng không nằm sẵn trong một số bể chứa bì bõm dầu mà thấm vào đá xốp, hạn chế tốc độ mà chất lỏng nhớt này có thể được hút để chảy ra khỏi đá và đi vào ống bơm. Khí đốt là thứ thoát ra khỏi hầm mộ đá nhanh nhất, nhưng ở giai đoạn này, Hoa Kì đã chuyển sang việc khai thác “khí chặt” (tight gas) không dễ thoát ra—buộc phải dùng kỹ thuật khoan đá bằng thuỷ lực (fracking) mở ra các kênh cho khí thoát ra ngoài. Kỹ thuật tương tự đang được sử dụng để tiếp cận “dầu chặt” (tight oil) mà không thể bơm lên khỏi mặt đất bằng các phương cách thông thường.

Bình chứa xăng của ôtô dễ được đưa ra làm ví dụ, nhưng nó không phải là một hình dung tốt về thực tế. Lấy nước ra khỏi cát ướt gần hơn với thực tế về khai thác dầu mỏ.

Trong mọi trường hợp, rõ ràng là chúng ta sẽ theo đuổi những nguồn lực dễ dàng nhất trước tiên để dễ đạt được kết quả (low-hanging fruit). Dần dần, chúng ta buộc phải sử dụng những nguồn tài nguyên khó khai thác hơn17. Bên cạnh các yếu tố địa chất, một thực tế đơn giản là chúng ta không sở hữu nhiều vô hạn các máy móc dùng để khai thác, nên tốc độc vận chuyển nhiên liệu hóa thạch từ lòng đất bị hạn chế. Cũng cần chỉ ra rằng việc khoan sâu hơn sẽ không tiếp tục mang lại lợi nhuận. Mục 2 cho thấy dầu chôn quá sâu sẽ bị “nứt” thành khí.

fossil-6-light fossil-6-dark

Hình 8.6: Ba kịch bản cho một nguồn tài nguyên hữu hạn trong tương lai, tất cả đều dựa trên cùng một lịch sử ban đầu (chấm đỏ là “bây giờ”) và cùng một lượng còn lại (vùng tô màu xanh lam). Thanh màu đỏ trên mỗi đồ thị biểu diễn thời gian còn lại cho đến khi khai thác tài nguyên bắt đầu đi xuống.

Hình 8.6 minh họa ba quỹ đạo phát triển khả dĩ của một nguồn tài nguyên hữu hạn. Hình ngoài cùng bên trái tương ứng với tỷ lệ R/P: chúng ta có thể tiếp tục khai thác trong bao lâu với tốc độ tiêu thụ ngày nay, nếu chúng ta ấn định mức tiêu thụ ở một giá trị ổn định? Trường hợp thứ hai giả định rằng chúng ta tiếp tục theo quỹ đạo đi lên, điều này rút ngắn thời gian so với tỷ lệ R/P trước khi cạn kiệt tài nguyên (sử dụng nó nhanh hơn bao giờ hết). Cả hai trường hợp này đều phi thực tế theo cách riêng của chúng—trường hợp thứ hai là do những hạn chế vật lý trong việc khai thác được liệt kê ở trên (không phải là nguồn tài nguyên trôi chảy tự do). Trường hợp thứ ba thực tế hơn: một sự suy giảm một khi khai thác đã đạt đỉnh và có phần đối xứng. Đây là cách các nguồn nhiên liệu hóa thạch thực sự hoạt động trong thực tế. Cả ba kịch bản đều có thể tạo ra những cú sốc cho hệ thống, nhưng hãy lưu ý rằng kịch bản đạt đỉnh (thực tế) sẽ gây ra tổn thương do nguồn cung sụt giảm sớm nhất—rất lâu trước khi tỷ lệ R/P (hay thời gian còn lại để khai thác) báo hiệu.

Tìm manh mối trong dữ liệu

Bất chấp những điều bất định được liệt kê ở trên, nhìn chúng chúng ta có thể nói chắc chắn rằng Trái đất có nguồn cung cấp nhiên liệu hóa thạch hữu hạn và để khai thác, trước tiên các trầm tích phải được phát hiện thông qua thăm dò và sau đó phát triển thành các giếng khoan hoạt động. Ngay cả ở những khu vực được biết là có dầu18 cũng chỉ có khoảng một trong mười giếng thăm dò mang lại kết quả. Cơ hội để khoan một mũi vào một vị trí ngẫu nhiên trúng giếng dầu19 trên Trái đất là khoảng 0,01%. Mục 2 đã chỉ ra chuỗi sự kiện địa chất phải xảy ra để tạo ra dầu có thể được khai thác.

Biểu đồ về lịch sử khám phá dầu mỏ thông thường (conventional oil)20 được thể hiện trong Hình 8.7. Trong đó, chúng ta thấy việc khám phá đã đạt đến đỉnh cách đây hơn 50 năm. Vì chúng ta không thể khai thác dầu mỏ chúng ta chưa khám phá ra—giống như việc không thể sở hữu một mẫu iPhone thậm chí còn chưa được thiết kế, diện tích dưới đồ thị đường cong tiêu thụ (màu đỏ) nhất thiết phải không lớn hơn diện nằm dưới các trữ lượng đã được khám phá (màu xanh lam). Do đó, điều không thể tránh khỏi là mức tiêu thụ sẽ đạt đỉnh và giảm vào một thời điểm nào đó, theo bất kỳ cứ cách nào. Lưu ý rằng đường cong đối xứng đạt đỉnh khi tài nguyên được tiêu thụ một nửa.

fossil-7-light fossil-7-dark

Hình 8.7: Tốc độ dầu mỏ thông thường (màu xanh lam), tính bằng tỷ thùng (giga barrels, Gbbl) được phát hiện mỗi năm21 theo lịch sử. Đường cong màu đỏ thể hiện mức tiêu thụ dầu thô thông thường hàng năm trên toàn cầu. Cho đến khoảng năm 1985, chúng ta có xu hướng khám phá nhiều dầu hơn lượng dầu chúng ta sử dụng mỗi năm, nhưng tốc độ phát hiện đã đạt đỉnh từ nhiều thập kỷ trước và hiện đang giảm dần khi chúng ta hoàn thành công việc khám phá các nguồn tài nguyên của Trái đất. Vùng màu xanh được làm bằng diện tích dưới đường đồ thị màu đỏ, bản thân nó thể hiện lượng dầu được sử dụng cho đến nay. Điều này có nghĩa chúng ta đã sử dụng hết số dầu được phát hiện cho đến năm 1976 và hiện chỉ còn lại một tài khoản ngân hàng (dự trữ dầu) ngày càng cạn kiệt—thu nhập hàng năm của chúng ta (phát hiện mới) ít hơn chi tiêu (tiêu dùng) của chúng ta.

Thông tin trong Hình 8.7 cũng có thể được sử dụng lại để hỏi xem còn lại bao nhiêu năm để khai thác tài nguyên dầu mỏ. Trong bất kỳ năm nào, tổng tài nguyên còn lại có thể được đánh giá là lượng tích lũy được phát hiện cho đến nay trừ đi lượng tích lũy đã tiêu thụ. Sau đó chia cho tốc độ sản xuất hàng năm (giống như mức tiêu thụ) sẽ tạo ra ước tính về thời gian còn lại (chính là tỉ lệ R/P). Hình 8.8 cho biết kết quả.

fossil-8-light fossil-8-dark

Hình 8.8: Số năm còn lại để khai thác nguồn tài nguyên dầu mỏ thông thường toàn cầu dưới dạng hàm số theo thời gian, được trích từ dữ liệu trong Hình 8.7. Kể từ năm 1982, thế giới đã và đang trên đà cạn kiệt nguồn tài nguyên dầu mỏ thông thường vào năm 2050.

Chúng ta đã thấy câu chuyện này diễn ra nhiều lần ở các khu vực sản xuất dầu mỏ. Việc phát hiện dầu ở Biển Bắc đã mang lại cho Vương quốc Anh ngành kinh doanh dầu mỏ khoảng 50 năm trước (Hình 8.9). Ban đầu, tốc độ thăm dò rất nhanh, tiếp theo là 20 năm khám phá mỏ dầu mới ở tốc độ khiêm tốn. Sau đó có vẻ như không còn gì để tìm kiếm thêm, và các hoạt động thăm dò đã dừng lại. Việc khai thác cho thấy một đồ thị có hai đỉnh—có thể lặp lại thời kỳ thăm dò trầm lắng vào khoảng năm 1980—nhưng trong mọi trường hợp, việc khai thác đã gần kết thúc. Chỉ còn lại khoảng 6% lượng dầu được phát hiện (chủ yếu là dầu được phát hiện sau năm 1996; không được tô màu trong Hình 8.9) còn lại: không còn lại nhiều dầu để chúng ta bơm lên nữa.

fossil-9-light fossil-9-dark

Hình 8.9: Các phát hiện dầu mỏ ở Biển Bắc (Anh) (màu xanh lam, tính bằng tỉ thùng/năm) đạt đỉnh điểm vào những năm 1970 và về cơ bản đã kết thúc. Quá trình khai thác (màu đỏ) theo sau quá trình phát hiện và không thể tiếp tục lâu hơn nữa khi phần dầu cuối cùng đã được phát hiện (đường viền màu xanh lam không tô đậm) được khai thác. Các quy ước về đồ thị tuân theo những quy ước trong Hình 8.7.

Hoa Kỳ đã trải qua một lịch sử tương tự (Hình 8.10) khi việc phát hiện dầu mỏ thông thường đạt đỉnh điểm vào khoảng năm 1950, và sản lượng đạt đỉnh hai thập kỷ sau đó, khoảng năm 1970. Không ai muốn điều này xảy ra, mặc dù một số nhà địa chất dầu mỏ (đặc biệt là M. King Hubbert) đã chỉ ra tính tất yếu của nó: dựa trên số lượng mỏ dầu đã phát hiện đã đạt đỉnh trước đó và logic đơn giản22. Hoa Kỳ đã là nhà sản xuất dầu lớn nhất thế giới kể từ buổi bình minh của kỷ nguyên dầu mỏ, và hiện đang tụt dốc23. Lên đến đỉnh cao và sự sụt giảm sau đó đã gây ra sự lo lắng lớn và kích thích nỗ lực to lớn để tìm kiếm và phát triển thêm các nguồn dầu mỏ, dẫn đến việc phát hiện ra dầu ở Vịnh Prudhoe ở Alaska—hình thành đỉnh thứ hai (thấp hơn) vào giữa những năm 80. Nhưng sau đó sự suy giảm lại tiếp tục trong vài thập kỷ sau, khiến nhiều người thất vọng24.

fossil-10-light fossil-10-dark

Hình 8.10: Lịch sử sản xuất dầu của Hoa Kỳ (màu xanh; từ EIA) và lịch sử tiêu thụ (màu đỏ; từ EIA), đơn vị triệu thùng mỗi ngày (trục trái) và tỷ thùng mỗi năm (trục phải). Đỉnh sản xuất thông thường có thể nhìn thấy vào khoảng năm 1970, đỉnh thứ hai vào khoảng năm 1985 từ Vịnh Prudhoe ở Alaska, và cuối cùng là sự gia tăng đáng kể do hoạt động bẻ gãy thủy lực (fracking) trong thập kỷ qua. Khoảng cách giữa các đường cong màu xanh và đỏ được tạo nên bởi hàng nhập khẩu. Sự suy thoái trong khai thác thuỷ lực vào năm 2020 trùng hợp với đại dịch COVID, vì vậy không rõ liệu sản lượng dầu của Mỹ sẽ tiếp tục tăng hay đã vượt qua mức đỉnh.

Một điều gì đó bất ngờ đã xảy ra tiếp theo, có thể coi đó là một câu chuyện cảnh báo cho những ai cố gắng dự đoán một cách tự tin về tương lai. Sự bùng nổ “fracking” đã mở ra cơ hội tiếp cận các mỏ dầu “chặt” mà trước đây việc khoan thông thường không thể tiếp cận được. Lịch sử này được thể hiện trong Hình 8.10.

Sự bùng nổ fracking sẽ kéo dài bao lâu? Một khía cạnh cần đánh giá cao là các giếng thông thường phải mất khoảng một thập kỷ để “phát triển” hoàn toàn25 và thậm chí sau khi đạt đỉnh vẫn tiếp tục cung cấp với tốc độ giảm dần trong nhiều năm. Lưu ý tính đối xứng gần đúng của đồ thị26 trong Hình 8.10 và giai đoạn đi xuống từ từ của nó trước năm 2010. “Màn diễn”27 của fracking xảy ra nhanh: một khi khu vực nhỏ đã bị đứt gãy và được bơm ra, toàn bộ quá trình có thể kết thúc sau vài năm. Do đó, chắc chắn có khả năng sự bùng nổ fracking ở phía bên phải của Hình 8.10 sẽ kết thúc đột ngột như khi nó bắt đầu—những khu vực dễ khai thác sẽ được ưu tiên trước, để lại những khu vực kém năng suất hơn và rồi kết thúc giai đoạn suy giảm của sự bùng nổ này. Nói chung, việc tuyên bố tình trạng sản xuất dầu hiện tại ở Hoa Kì là đại diện cho một trạng thái “bình thường mới” có vẻ hơi sớm.

Địa chính trị

Một vấn đề đáng nói nữa ở góc độ địa chính trị: nhiều trữ lượng đã được chứng minh trên thế giới không thuộc sở hữu của các quốc gia có tiêu thụ dầu cao nhất. Hình 8.11 cho thấy những quốc gia nào nắm giữ trữ lượng lớn nhất, với lời cảnh báo rằng trữ lượng ở Venezuela và Canada là dầu nặng (heavy oil)28, khó chiết xuất và tinh chế thành dạng nhẹ hơn như xăng dầu, biến khu vực Trung Đông (A-rập Xê-út, Iran, Irắc, Các tiểu Vương quốc A-rập UAE và Kuwait) thành những nhà lãnh đạo “thực sự” của dầu thô nhẹ29, chiếm ưu thế chủ yếu bới phân tử hydrocacbon chuỗi ngắn hữu ích hơn như octan (Hình 8.3). Một điều có thể khiến người Mỹ cảnh giác là phải đi vòng quanh để tìm kiếm đồng minh thân thiết. Ngoài Canada, với sự bất tiện đến từ dầu nặng, tình hình không mấy yên tâm. Trữ lượng dầu đã được chứng minh ở Hoa Kì lên tới 35 tỷ thùng. Với mức tiêu thụ 20 triệu thùng mỗi ngày, phép toán cho thấy chỉ còn 5 năm nếu người Mỹ chỉ tiêu thụ dầu sản xuất nội địa. Tuy nhiên, trữ lượng đã được chúng minh là một con số vừa phải, thường chưa tính đến tổng tài nguyên ước tính: việc thăm dò có thể bổ sung vào trữ lượng đã được chứng minh. Nguồn tài nguyên ước tính ở Mỹ gần 200 tỷ thùng, điều này sẽ kéo dài việc tiêu thụ gần 30 năm nữa mà không cần nhập khẩu với tốc độ tiêu thụ hiện tại. Trong khi thang thời gian ngắn này mang lại một số giải toả cho sự lo ngại về biến đổi khí hậu, đây là tin không tốt lành đối với nhiều nền kinh tế quá phụ thuộc vào nhiên liệu hoá thạch.

fossil-11a-light fossil-11a-dark

fossil-11b-light fossil-11b-dark

Hình 8.11: Phân bổ trữ lượng dầu đã được chứng minh theo quốc gia, hình ở phía trên, theo Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ. Dầu ở Venezuela và Canada là dầu nặng, khó khai thác và chế biến hơn dầu nhẹ phổ biến ở Trung Đông. Hình bên dưới là dầu tiêu dùng theo quốc gia của 10 nước tiêu thụ hàng đầu (US EIA). Lưu ý rằng Mỹ sở hữu 2% lượng dầu mỏ nhưng tiêu thụ khoảng 20% sản lượng dầu mỏ hàng năm toàn cầu. Hình này cũng thể hiện sự thiếu sự tương quan tổng thể giữa những nước có dầu và những nước cần dầu.

Do tốc độ khai thác có thể là một yếu tố hạn chế nên điều thường xảy ra là tốc độ sản xuất bắt đầu chậm lại (đạt đỉnh) xung quanh thời điểm một nửa tài nguyên dầu đã cạn kiệt30 tạo ra một đồ thị đối xứng theo thời gian. Điều này cho thấy rằng đỉnh có thể xảy ra sớm hơn nhiều so khoảng thời gian đưa ra bởi tỷ lệ R/P, như mô tả trong Hình 8.6. Một khi thế giới vượt qua tốc độ sản xuất dầu đỉnh điểm, một chuỗi các sự kiện gây thiệt hại do hoảng loạn có thể xảy ra sau đó, làm cho việc hợp tác chung sống trong một thế giới hậu nhiên liệu hoá thạch khó khăn hơn (ít khả thi hơn) lấy năng lượng tái tạo làm trung tâm. Hộp 8.3 và Hộp 8.4 đã vẽ ra những kịch bản đáng lo ngại.

Hộp 8.3: Chiến tranh tài nguyên

Hãy tưởng tượng kịch bản trong đó giá dầu tăng từ $50/thùng lên $100/thùng31. Một số quốc gia sản suất dầu lớn—nhìn thấy tương lai nguồn tài nguyên quý giá này sẽ chỉ trở nên có giá trị hơn khi nguồn cung chắc chắn giảm đi—sẽ quyết định rằng nền kinh tế [nội địa] đang vận hành tốt ở mức $50/thùng, do đó [cắt giảm xuất khẩu và có thể] bán một nửa số dầu với $100 USD/thùng mà vẫn thu giữ nguyên doanh thu. Việc cắt giảm sản lượng dầu đó khỏi thị trường sẽ đẩy giá dầu lên cao hơn nữa lên tới $150/thùng. Tại thời điểm đó các quốc gia khác có thể bắt đầu chơi trò chơi tương tự, nhưng giờ đây chỉ bán ra lượng dầu bằng ⅓ với cùng mức doanh thu. Hiệu ứng domino sau đó sẽ gây ra khủng hoảng quốc tế, và một số cường quốc quân sự, đóng vai trò là cảnh sát thế giới32 sẽ vào cuộc để đảm bảo dòng chảy liên tục của nguồn tài nguyên toàn cầu quan trọng này. Các quốc gia khác sở hữu sức mạnh quân sự sẽ phản đối quyền tự quyết và kiểm soát của quốc gia này đối với các phân khúc quan trọng của nguồn cung dầu toàn cầu và có khả năng tham gia vào một cuộc chiến tranh tài nguyên. Đáng buồn thay, sự thay đổi này sẽ tiêu tốn một lượng lớn năng lượng và các nguồn tài nguyên khác cho mục đích hủy diệt, thay vì chuyển những nguồn tài nguyên này vào các hoạt động mang tính xây dựng như thiết lập cơ sở hạ tầng năng lượng tái tạo sau thời đại nhiên liệu hóa thạch.

Hộpe 8.4: Bẫy năng lượng

Nếu chúng ta thấy mình đang ở trong tình trạng suy giảm tài nguyên năng lượng hàng năm—vì đã quá lệ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch như một nguồn năng lượng rẻ và vượt trội— chúng ta sẽ gặp khó khăn về mặt chính trị trong việc rút lui khỏi cuộc chơi, bởi vì làm như vậy có nghĩa là chuyển đổi nhiên liệu hóa thạch thông qua xây dựng cơ sở hạ tầng năng lượng tạo. Nhưng một qui mô khổng lồ như vậy sẽ cần đầu tư năng lượng đáng kể. Và năng lượng chính là thứ đang bị thiếu hụt. Để bắt tay vào quá trình chuyển đổi này, xã hội sẽ phải tự nguyện hy sinh nhiều hơn những gì họ đã có trong cuộc khủng hoảng suy giảm năng lượng bằng cách chuyển hướng sang kế hoạch mới kéo dài hàng thập kỷ này. Sự cám dỗ của việc bỏ phiếu cho một chính trị gia sẽ kết thúc chương trình chuyển đổi [sang nhiên liệu tái tạo] và đảm bảo nguồn năng lượng [chủ yếu là nhiên liệu hóa thạch] ngay lập tức trong thời gian ngắn có thể là rất lớn. Nói cách khác, chúng ta có thể thấy mình đang ở trong một bẫy năng lượng (energy trap, sẽ được đề cập sâu hơn trong Chương 18). Đó chính là khó khăn mà thế giới đang gặp phải trong việc loại bỏ nhiên liệu hóa thạch bất chấp những nguy cơ rõ ràng dưới dạng biến đổi khí hậu. Nếu việc chuyển sang sử dụng năng lượng tái tạo dễ dàng, rẻ và vượt trội thì điều đó đã xảy ra trong tích tắc. Có lẽ chứng ta đang bị mắc kẹt trên bẫy ruồi.

6. Kết luận: Điều tuyệt vời, sự khủng khiếp và những hạn chế

Lịch sử rất có thể coi khoảng thời gian này là Thời đại Nhiên liệu Hóa thạch (Fossil Fuel Age) hơn là Thời đại Công nghiệp. Nhiên liệu hóa thạch là một đặc điểm phổ biến và mang tính quyết định của thời kỳ bất thường này. Đạt đến trình độ công nghệ, kiến thức hay dân số toàn cầu ngày nay sẽ không thể thực hiện được nếu không có nhiên liệu hóa thạch. Do đó, chúng ta mang ơn rất lớn đối với ba nguồn tài nguyên tuyệt vời này. Có lẽ loài đầu tiên trên bất kỳ hành tinh nào khám phá và sử dụng nhiên liệu hóa thạch33 sẽ đi theo quỹ đạo điên cuồng tương tự và thậm chí tạm thời lao vào không gian, như chúng ta đang làm.

Tuy nhiên, nhiên liệu hóa thạch có một số nhược điểm, như việc gây ra biến đổi khí hậu, có khả năng làm dân số tăng quá mức (với vô số áp lực liên quan đến hành tinh), ô nhiễm và hủy hoại môi trường. Vi tế hơn, sự phụ thuộc gần như hoàn toàn vào nhiên liệu hóa thạch đã làm thay đổi kỳ vọng của con người theo hướng có thể dẫn đến thất bại trong việc thích nghi khi chúng không còn nữa. Những sản phẩm thay thế tốt hơn không được bảo đảm và những sản phẩm thay thế kém hơn có thể không được chấp nhận một cách nồng nhiệt.

Một điều chúng ta biết chắc chắn về nhiên liệu hóa thạch là nguồn cung có hạn. Chúng ta được cho là đã đi được nửa chặng đường34 trong quá trình khai thác và đã thu hoạch được những nguồn dự trữ tài nguyên dễ khai thác nhất. Khi việc khai thác trở nên khó khăn hơn, tỷ lệ cung (so với cầu) có thể trở thành yếu tố hạn chế trước khi tỷ lệ R/P cho biết chúng ta sẽ “cạn kiệt” (xem Hộp 8.5). Hãy nhớ lại rằng nhiên liệu hóa thạch không nằm ở vị trí tương đương với một tài khoản ngân hàng duy nhất cho phép rút tiền với quy mô và tốc độ tùy ý.

Hộp 8.5: Hết một ngày?

Nhiên liệu hóa thạch sẽ không cạn kiệt đột ngột trong một ngày, thậm chí một năm (xem Hình 8.6). Việc sản xuất sẽ giảm dần trong nhiều thập kỷ vì trữ lượng ngày càng nhỏ sẽ khó tiếp cận và khai thác hơn. Theo nghĩa này, việc “cạn kiệt” nhiên liệu hóa thạch sẽ không phải là một sự kiện bất ngờ, đột ngột trong lịch sử loài người khiến chúng ta rơi vào tình trạng hỗn loạn hoảng sợ. Tuy nhiên, qua thời kỳ đỉnh cao và nguồn lực sẵn có ngày càng ít dần theo từng năm sẽ tạo ra những khó khăn riêng. Trong kịch bản tốt nhất, các giải pháp thay thế sẽ phát triển đủ nhanh để bù đắp nguồn cung nhiên liệu hóa thạch đang suy giảm. Nhưng thách thức là rất lớn và thành công không được đảm bảo.

Với vai trò quan trọng của nguồn tài nguyên hóa thạch đang ngày càng suy giảm trong thế giới của chúng ta, sự đóng góp không đáng kể ngày nay từ các nguồn tái tạo—như đã trình bày trong Chương 7— càng tỏ ra đáng lo ngại hơn. Số phận này đã rõ ràng với nhiều người trong ít nhất 50 năm nay, nhưng việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch vẫn tiếp tục tăng trong khi sự phát triển của các lựa chọn thay thế lại mờ nhạt. Một phần lý do liên quan đến chi phí thấp và sự tiện lợi đáng kinh ngạc của nhiên liệu hóa thạch so với các nhiên liệu thay thế35. Một phần khác là do thiếu nhận thức. Đôi khi những câu chuyện cũ—nhưng không kém phần quan trọng [về những rủi ro khi tiêu thụ nhiên liệu hoá thạch vô độ]—gặp khó khăn trong việc duy trì giá trị trong xã hội thiên về tin tức của chúng ta.

Hộp 8.6: Tại sao không tăng giá nhiên liệu?

Nếu việc tiếp tục phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch là rủi ro—từ việc khan hiếm tài nguyên và biến đổi khí hậu—thì tại sao giá vẫn ở mức thấp, khuyến khích tiếp tục sử dụng và cản trở việc áp dụng các giải pháp thay thế? Tại sao chính phủ không tăng giá?

Sai lầm ở đây là cho rằng người chịu trách nhiệm điều hành đều có quyền thực hiện những gì mình muốn. Thực chất, thị trường đang chịu trách nhiệm. Chính phủ có thể áp đặt thuế và thuế quan, nhưng không thể quá nhiệt tình khi cử tri phản đối36. Cạnh tranh toàn cầu mà không có chính phủ toàn cầu sẽ trừng phạt những quốc gia tự áp đặt thêm chi phí cho công dân của họ. Và cuối cùng, sự hy sinh ngắn hạn vì lợi ích lâu dài không phải là điểm mạnh của con người—đặc biệt là khi đối mặt với tình trạng không chắc chắn. Thuyết phục mọi người về một vấn đề tương lai chưa từng xuất hiện từ thế hệ này sang thế hệ khác hóa ra là một điều khó khăn.

Tác giả: T.W. Murphy, Jr. ©2022; Creative Commons Attibution-NonCommercial 4.0 International License; Tải miễn phí tại: https://escholarship.org/uc/energy_ambitions.

Dịch giả: Team Sống bền vững

  1. ...giảm đi những sự kiện kịch tính mà ngành giải trí chuẩn bị cho chúng ta ↩

  2. Mêtan (CH4) cung cấp nguồn hydro thuận lợi về mặt năng lượng để tạo ra amoniac (NH3) như một cách để cung cấp ni-tơ cho thực vật (được gọi là quá trình Haber-Bosch).Nước (H2O) có vẻ như là nguồn cung cấp hydro dồi dào và hiển nhiên hơn, nhưng trong trường hợp này cần nguồn năng lượng đáng kể để tách hydro. Ngược lại, khí mê-tan sẽ giải phóng hydro dễ dàng hơn. ↩

  3. ...đó là toàn bộ vấn đề ↩

  4. Tất cả bằng chứng đều cho thấy phản hồi xuôi đang chiếm ưu thế. ↩

  5. Quốc gia và vùng lãnh thổ không có nguồn tài nguyên quan trọng này thường rất ít bị các nước phát triển chú ý. ↩

  6. Mặc dù mê-tan không duy trì lâu trong khí quyển như khí CO2, nhưng đây cũng chính là lí do vì sao khí tự nhiên lại bị đốt cháy ở ngay những giếng khoan do thiếu cơ sở hạ tầng đường ống dẫn khí, thay vì để khí mê-tan thất thoát ra ngoài. ↩

  7. Tất cả các phương thức vận chuyển này đều khó thực hiện bằng truyền động điện (Phần D.3) và rất thiết yếu đối với chuỗi cung ứng toàn cầu của chúng ta để sản xuất hàng tiêu dùng. ↩↩

  8. Tương tự như vậy, khó có khả năng chúng ta sẽ đạt được thành tựu công nghệ tương đương nếu không có nguồn nhiên liệu này đủ dồi dào. ↩

  9. Diamond (2005), Sụp đổ: Các xã hội đã chọn cách thành công và thất bại như thế nào (Collapse: How Societies Choose to Fail or Succeed) ↩

  10. Trữ lượng tài nguyên được biết đến sự tồn tại, đã được khám phá hay điều tra để ước lượng khối lượng có thể khai thác một cách kinh tế. ↩

  11. Tiêu thụ và sản xuất tương ứng với nhau: không có dự trữ ↩

  12. Thực tế này là một lí do để tin tưởng rằng chúng ta có thể ở gần đỉnh của đường cong đối xứng trong Hình 8.1 ↩

  13. Thêm vào đó, những tiến bộ kĩ thuật sẽ làm cho những nguồn tài nguyên không khả thi để khai thác trở nên sẵn có, bổ sung vào trữ lượng. ↩

  14. Vì khí đốt rất khó để vận chuyển, và thường được trung chuyển bằng đường ống dẫn khí, cung cấp khí đốt nội địa thích hợp hơn với khí đốt so với tài nguyên dầu được thương mại hoá trên toàn cầu. ↩

  15. Ước tính trữ lượng than được chia thành các loại than antraxit và than bitum chất lượng cao hơn (7 kcal/g), sau đó là các loại bitum phụ và than non (4,5 kcal/g), tổng cộng lần lượt là 480 tỷ tấn (Gt, gigaton) và 430 tỷ tấn (xem Bảng 8.1). ↩

  16. Nếu thời gian là 5 năm thì chúng ta sẽ hoảng sợ. Nếu nó diễn ra trong 5.000 năm tới, biến đổi khí hậu sẽ là mối quan tâm chính ↩

  17. ...sâu hơn dưới lòng đất, dưới nước sâu, hoặc tạo thành trong những địa hình “chặt chẽ” ↩

  18. ...cũng áp dụng cho khí đốt ↩

  19. Hãy nghĩ đến việc ném phi tiêu vào quả địa cầu. ↩

  20. IEA định nghĩa dầu mỏ “thông thường” là dầu thô cùng với dầu khí hoá lỏng NGLs (natural gas liquids) ↩

  21. Thảo luận cá nhân với Jean Laherrère. Dựa trên nhiều nguồn và được hiệu chỉnh bởi Jean Laherrère về trữ lượng đã được chứng minh & khả dĩ trong thực thế (2P, Proved-plus-Probable), và được ghi nhận vào thời điểm mỏ dầu được khám phá (back-dated discoveries). Đọc thêm ↩

  22. Tuy nhiên, thái độ phổ biến vẫn là phủ nhận, cho đến khi điều này thực sự xảy ra. ↩

  23. Đây là nhân tố lớn tạo nên sự thịnh vượng của Hoa Kỳ: đó là “A-rập Xê-út” của nửa đầu thế kỉ 20, dẫn đầu về xuất khẩu dầu mỏ và mở rộng vận tải đường bộ (ô tô) ↩

  24. Nhắc lại một điểm quan trọng: không phải do thiếu ý chí hay nỗ lực ↩

  25. “Phát triển” ở đây muốn nói đến việc bố trí tại chỗ nhiều vị trí khoan và máy bơm. ↩

  26. Lưu ý rằng đồ thị là sự tổng hợp của hàng trăm giếng dầu riêng lẻ có tốc độ sản xuất riêng lẻ tăng và giảm trong phạm vi thời gian ngắn hơn. ↩

  27. ...thuật ngữ cho một khu mỏ được khai thác ↩

  28. ...ví dụ như dầu cát nặng (tar sand), chuỗi hydrocacbon mạch dài. ↩

  29. ...đôi khi được gọi là dầu thô “ngọt” ↩

  30. ...có lẽ là trong chính thời điểm này đối với tiêu thụ dầu ↩

  31. Giá dầu đã lên tới mức khoảng $160/thùng vào tháng 6 năm 2008 (được điều chỉnh theo lạm phát cho năm 2020). Có thể đưa ra lập luận thuyết phục rằng sức ép của giá dầu cao lên nhiều lĩnh vực trong nền kinh tế đã gây ra cuộc khủng hoảng tài chính—chấm dứt bong bóng thúc đẩy tăng trưởng trong thị trường nhà đất dưới chuẩn (sub-prime housing market) ↩

  32. Quốc gia giả định này cũng có thể đã xây dựng nhiều căn cứ quân sự ở Trung Đông để đề phòng ngày này. ↩

  33. Rất có thể nhiên liệu hóa thạch là kết quả chung của hàng tỷ năm tiến hóa , do vật chất sinh học bị chôn vùi trên các hành tinh hỗ trợ các hệ sinh thái phong phú—Trái đất là hệ sinh thái duy nhất mà chúng ta biết đến. Xem thêm Chương 18. ↩

  34. ...đặt biệt là với nguồn tài nguyên dầu mỏ, vốn khó thay thế nhất. ↩

  35. Người ta có lý khi đặt câu hỏi tại sao giá không tăng để ngăn cản việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch và thúc đẩy sự phát triển các nhiên liệu thay thế.Xem Hộp 8.6 ↩

  36. ...trong những nền dân chủ. ↩