Dünyanın yenilenebilir enerjiye geçişinde Paris İklim Anlaşmasının hedefi olan karbon emisyonlarını azaltma ve dünyanın sıcaklık artışını 1.5˚C derece ile sınırlandırma önemli bir yer oynasa da bu geçişin arkasında bir sebep daha olabilir: Fosil yakıtların tükenmesi ihtimali. Bu yazımda bu olasılığın gerçekliğini matematiksel kavramlarla açıklamak istiyorum. Daha sonra gerçekleşmesi durumunda neler yapılabileceği tartışılacaktır.
Fosil yakıtlar, milyonlarca yıldır toprağa gömülü fosilleşmiş bitki ve hayvan kalıntılarının bileşik karışımlarıdır. Kökenleri nedeniyle yüksek karbon içeriğine sahip olan fosil yakıtların oluşmaları on milyonlarca yıl gerektirir. Bu sebeple fosil yakıtlar yenilenemez enerji kaynakları olarak sınıflandırılmışlardır. Fosil enerjinin üç ana kaynağı vardır: petrol, kömür ve doğal gaz. Çoğumuzun bildiğinden bile daha fazla fosil yakıtlara güveniyoruz. Günlük hayatımızda kullandığımız her şey petrolden oluşur veya petrol içerir. Otomobiller, çelik, çimento, yollar, tarım makineleri, gıda, sağlık ürünleri, hatta ince bir petrol bazlı polietilen plastik tabakasıyla kaplanmış Starbucks kağıt bardakları, petrol ürünlerinin sınırlı bir listesidir. Üretilen ürüne baktığımızda şimdiye kadar çok fazla petrol yaktık ve yakacağız. Petrol en çok kullandığımız ürün olduğu için fosil yakıtların tükenmesi ihtimalini petrol üzerinden değerlendirmeye devam edeceğim.
Alice Friedemann'ın notlarına göre, ucuz ve kolay petrol dönemi, geleneksel petrolün düzlükten çıktığı 2005 yılında sona erdi. Bu aynı zamanda bir petrol kuyusu sondajının işleme konması için sadece bir petrol rezervuarının keşfedilmesinin yeterli olmadığı anlamına gelir. Rezervuarlar, sistem üzerine kurulduğunda ekonomik kazanç getirip getirmeyecekleri dikkate alınarak değerlendirilir. Yine Friedemann, bundan sonra petrol elde etmenin maliyetinin ve zorluğunun artacağını belirtiyor. Jeolojik ve mühendislik verilerinin mevcut ekonomik ve işletme koşulları altında makul bir kesinlikle analizine göre, kanıtlanmış toplam dünya petrol rezervlerinin 1,6 trilyon varilin biraz üzerinde olduğu tahmin edilmektedir. Worldometer, British Petroleum (BP) ve Energy Information Administration (EIA) kaynaklarına dayanarak dünyada ne kadar petrol kaldığını da canlı bir şekilde gösteriyor. Bu nedenle, sıkı bir keşif yapılmadıkça, petrolün sonlu bir enerji kaynağı olduğu konusunda hemfikir olabiliriz. (Ya da muhtemelen, petrolün sonlu olduğunu varsayalım.)
Matematikte, gerçek bir dizi <xn>, değer kümesi gerçek sayılar kümesi olan bir dizidir. <xn>, ancak ve ancak, doğal sayıların öğeleri olan her i için m ≤ xi ve xi ≤ M olacak şekilde m ve M öğeleri varsa sınırlı olarak adlandırılır. Burada xi bir yılda dünyadaki toplam petrol rezervuar büyüklüğünü, i yılı göstersin ve <xn> petrol rezervuar büyüklüklerinin bir dizisi olsun. Petrolün sonlu ve somut bir enerji kaynağı olduğunu varsaydığımız için <xn> sıfır petrol miktarı ve maksimum petrol miktarı ile sınırlıdır. Dizilerin elemanlarını sıralayalım ve onları bir T kümesi yerleştirelim. Bir teorem, sıralı, boş olmayan ve sınırlı bir T kümesinin her zaman bir maksimal (M) ve bir minimal elemana (m) sahip olduğunu belirtir. Bu, herhangi bir yılda mutlaka maksimum rezervuar boyutuna ulaşacağımızı söylemektedir. Doğal sayıların bir elemanı olan bir j için xj = M olduğunda buna “pik petrol” diyeceğiz.
Pik petrol, petrolün biteceği anlamına gelmez. Bu, dünyanın petrol üretiminde zirveye ulaştığını ve gelecekte daha az petrol bulunacağını gösterir. Pik petrol, bazı mevcut petrol kullanımlarının artık mümkün olmayacağı anlamına gelir. Mevcut 7,8 milyar insanın her yıl bir kilometreküp petrol yaktığını ve yıllar içinde artan nüfusu düşünürsek pik petrol, burada petrolün bitecek olması değil yetersiz kalacak olması sorununa parmak basıyor. Yani petrolün biteceğini değil ama bir süre sonra yetersiz kalacağını kanıtladık.
Pik petrole yaklaşmışsak veya geçmişsek, fosil içermeyen alternatifler mutlaka ticarileştirilmelidir. Bununla birlikte, yeni enerji sistemleri ve ilgili altyapı oluşturmak için büyük hacimlerde petrol gereklidir. Nükleer, fotovoltaik, rüzgar, hidro veya piller olsun, petrol olmadan inşa etmek imkansızdır. Bu nedenle, kalan petrolü, yalnızca kolay ikamelerin olmadığı amaçlara tahsis ederek ve diğer fosil yakıtların kullanıldığı daha basit bir dünyaya geçiş yaparak yeniden kullanmanın zamanı olduğunu acilen kavramamız gerekiyor.