子夜讀書心筆
寫日記的另一層妙用，就是一天辛苦下來，夜深人靜，借境調心，景與心會。有了這種時時靜悟的簡靜心態， 才有了對生活的敬重。
人類還有多少石油可利用：從頁岩油到深海石油(圖)
深海石油
石油威脅著環境，破壞了自然平衡，而且其儲量正在迅速耗盡。但盡管如此，我們今天使用的能量中有35%都是由石油提供的。我們不可能永遠依賴石油，但是在我們全麵轉向更綠色的經濟之前，至少在幾十年內這個世界還必須依賴石油來滿足能源需求。在今天和綠色的明天之間，最合理的過渡方式是什麽？
當我們討論未來人類社會的聯係的時候，即使不考慮物理定律的限製，在經濟活動日益全球化的背景下，真實的人體和物資也仍然需要移動，而且常常需要被移動很長的距離。如果沒有史前碳氫化合物的穩定供應，這種移動將是無法實現的。地球上95%以上的運輸工具—從轎車到卡車，從貨輪到噴氣式飛機—都以石油製品為燃料，如果沒有這些石油製品，我們絕大多數人都無法前往工作地點，貨物無法流通，甚至無法保證蔬菜和糧食從田地走進我們的廚房。至少到目前為止，人類必須要依靠石油。
我們之所以如此依賴石油，裏麵確實有石油工業施加了政治影響的原因，但這並不是問題的關鍵。最關鍵的因素是，石油是一種了不起的能源。與其他常規能源相比，它在更小的體積內儲存了更多的能量，而且開采石油本身需要的能源也要少得多。在擁有大量易於開采石油的中東地區，隻要一桶原油的能量就能開采出30桶原油。在地球上所有目前能夠利用的能源中，石油是能量產出投入比(EROEI)最高的能源之一。(以生產生物乙醇為例，一桶原油的能量隻能獲得能量接近兩桶原油的生物乙醇。)正是石油不可思議的高效率讓我們對它如此依賴(尤其是交通運輸行業)，也讓尋找替代能源之路顯得如此艱難。
但是我們必須找到一種替代能源。我們幾乎已經將所有易於開采的石油消耗殆盡，現在不得不麵對那些更難以發現、開采的油田(例如頁岩中儲存的石油)，以及重油這樣更難以提煉的石油種類。與此同時，石油開采的環境代價也在與日俱增。石油生產依然是地區生態環境最大的威脅—就像不久前在山東蓬萊發生的泄漏事故—而且石油消耗產生的巨大碳足跡也在整體上威脅著全球的環境。
彌補我們今天的石油經濟與尚不明確的未來清潔能源經濟之間巨大的差距並不容易。可替代能源係統，例如使用由海藻提取的生物燃料的混合動力汽車，也許在有一天將會被大量使用。但是“可持續性”與“環保”一樣，同樣隻是個巨大的概念。現實中幾乎所有人都更樂於使用相對便宜的能源，實際上，在經濟困難地區，很多人需要廉價的能源來滿足生存的需要。讓可再生替代能源係統變得廉價是一個長期而且充滿變數的過程，這部分原因在於它們要與之競爭的以石油為基礎的係統(例如內燃機)過於強大，部分原因也是它們自身需要變得更高效、更有吸引力。
此外，就算我們已經開始準備大規模使用某種新型能源，比如在2020年量產使用生物燃料的插電式混合動力汽車，而且我們還能以今天生產汽油車同樣的速度生產這種新型汽車—這實在是一個理想得不能再理想的局麵—也仍然還需要15年時間才能把已有的汽油汽車完全替換掉。與此同時，汽油的消耗量依然在不斷攀升—新興經濟體對汽油的需求將完全超過發達經濟體在綠色能源上的努力。加州大學聖迭戈分校的國際能源政策專家大衛•維克特認為，至少在這之後再過20年，汽油的消費量才會開始下降。屆時，全世界每天的汽油消耗量將從85mbd(百萬桶/天)，增加到100mbd。現實情況是，斯坦福大學Precourt能源效率中心的主管詹姆斯•斯維尼認為，要將全世界的石油消耗降低到一個更經濟、對環境更友好的數量(大約是30mbd)，至少還需要40年時間。在那之前，“我們將消耗大量的石油。”他說。
大量是多少？按照維克特的預計，石油消耗的峰值將在2030年之後出現，而在此之前世界將消耗掉1萬億桶原油。而在抵達峰值右側的某一點—石油僅占人類能源消耗的一小部分—之前，還需要另外1萬億桶原油。為了滿足這個需求，我們將必須在未來40年間生產出兩萬億桶原油，差不多是自1859年賓夕法尼亞“打野貓井”的家夥宣布人類進入石油時代以來生產的石油總量—1.2萬億桶—的兩倍。
科羅拉多礦業學校的石油工程教授豪森•凱澤米稱，在這最後的兩萬億桶石油中，有半數儲量處於已經探明或者等待確認的狀態，能用今天的技術以一定的收益進行開采。而另外的一半的得到則不會這麽容易。據估計，地球上的石油儲量超過8萬億桶，但是這些石油以多種形式存在。其中的某些，例如存在於頁岩中的石油，開采或者提煉的成本將會非常高昂。隨著我們逐漸轉向那些開采困難的石油，我們還將不得不支付一些額外的成本，一些在油井之外必須付出的巨大成本。在社會動蕩的國家和地區進行開采需要支付這種成本，在環境脆弱的地區進行石油開采同樣也要支付這種成本。
這也意味著我們麵對著一係列複雜的選擇，不僅僅是去哪裏開采何種類型的石油，還靠考慮什麽時候去進行開采。現在就開始嚐試所有可能的開采形式聽起來像是個好主意，尤其對於投資於特定石油資源的企業和政治家來說更是如此。但是在技術人員找到新的開采和提煉技術之後，今天開采起來成本高昂或者對環境破壞巨大的石油資源也會變得更廉價、更清潔。考慮到這些，如果我們不是從政治家和商人的短見觀點、而是從石油工程師的長期觀點來開采這最後的兩萬億桶石油，情況會怎麽樣？哪些種類的石油我們應該首先開采，又有哪些種類的石油應該留到最後呢？
將其留到最後
頁岩
總儲量：3萬億桶等效原油
由於對石油進口的安全感到焦慮，製定政策的政治家們希望能開采距離我們最近、儲量最豐富的石油資源是可以理解的。而這些政治家中的很多人希望開采的就是頁岩油。頁岩油的儲量非常豐富，但是，由於種種原因，頁岩油的開采一直飽受爭議，反對的聲音從未停止。
頁岩油是用所謂的油原製造的。遠古時代的有機物積聚在岩石結構中，但是沒有受到足以將其完全變成石油的熱量，就形成了油原。石油工程師很早之前就知道如何將這個未完成的過程進行完全—對油原加熱使其蒸發，然後將蒸發得到的蒸汽製成合成原油，最後再將合成原油提煉成汽油和其他油品。
但是這個過程的成本非常高。油原需要在地麵上進行加熱和轉換(需要泵送到地麵)，或是在地下用電加熱器進行加熱。這兩個步驟使得頁岩油的生產成本高達90美元/桶。當然，隨著全球原油價格的猛漲，這個價格看起來仍然是可以接受的。而且如果頁岩油製造工業能夠規模化—目前都是小規模的試驗性開采—那麽這個數字還會降低。
問題是，頁岩油開采的額外代價也是非常高的。它的能量密度不高(一噸岩石隻能生產出113升油原)，因此開采的公司必須在巨大區域內移動數以百萬噸計的岩石，而這種移動會使大量的重金屬進入到水循環係統中。在地下加熱的方法同樣會汙染地下水—盡管石油公司稱通過在地下進行冷凍的方法能夠解決這個問題。而且這兩種方法同樣都需要大量的資源。生產一桶合成原油需要3桶水，僅此一項就讓已經處於幹旱威脅下的世界無法接受。利用在地下生產的方法，油原必須在高達370攝氏度的溫度下保存兩年多時間，在地麵上生產的方法同樣需要大量的熱量。對資源的這些要求，加上油原的低能量密度，讓頁岩油的產出投入比非常低—從最高的10∶1到低得讓人無法接受的3∶1。
煤炭
總儲量：1.5萬億桶等效原油
第二次世界大戰期間，油料極度短缺的德軍就已經證實了能將煤製成合成原油。將煤轉換成合成原油的方法非常簡單：工程師將強烈的蒸汽流通過煤炭，將其分解為能夠進行轉換的氣體，再經過費-托過程將其製成汽油和其他油料。眾多的能源公司正在著手研發各種煤炭液化(CTL)工藝，作為石油的替代品，尤其是在煤炭儲量豐富的國家，這種技術被廣泛使用。
用煤炭生產合成原油的吸引力是難以抗拒的。每噸煤炭差不多能合成出兩桶原油，理論上全世界8470億噸煤炭能夠合成出約1.5萬億桶合成原油，能為人類需要的最後1萬億桶原油提供可靠的保障。
但是與頁岩油一樣，CTL也有顯著的缺點。它的能量回報率不高—一桶原油的能量隻能獲得4~7桶CTL燃料。更重要的是，煤中的碳含量要比石油高20%以上，而轉化過程讓碳含量進一步提高，這導致CTL燃料的碳足跡幾乎是傳統石油的兩倍—燃燒每桶CTL會產生750千克二氧化碳，而一桶普通原油燃燒造成的碳足跡隻有430千克。
即使製造商安裝巨大、昂貴的係統去捕捉並封存轉換過程產生的二氧化碳，卡內基•梅隆大學的環境工程教授愛德華•羅賓說，由於煤炭生產需要耗費大量的能量，因此來自CTL燃料的二氧化碳排放依然不會少於傳統的石油開采。因此即使在最理想情況下，用煤製造油料也不會為我們帶來一個對環境更友好的能源係統。
即使拋開上麵這些問題不談，煤炭的供應本身也是有限的。美國蘭德公司的研究人員2008年公布研究結果稱，如果將美國運輸用油的10%用CTL代替，那麽每年也需要4億噸標準煤—已經超出了美國目前煤炭工業生產量的40%(很大程度上美國的煤炭生產受到環境問題的限製)。“即使在像中國這種煤炭生產幾乎不受環境因素製約的國家，我認為這也是一件不可能完成的任務。”羅賓說。
過一段時間再說
重油
總儲量 ：1~2萬億桶等效原油
隨著新型工藝和方法的出現，一些非傳統的資源盡管存在很多缺點，也開始逐漸變得有吸引力起來。重油就是其中的一種。無論是委內瑞拉出產的那種糖漿一樣的原油，還是加拿大亞伯達省出產的那種瀝青一樣的油砂都屬於重油。幾十年來，石油行業都將重油看作是一種劣質原油—輕質原油更易於開采，而且其小分子鏈結構更容易進行煉製。與輕質原油相比，重油含有更多的分子，主要被用於煉製低利潤的產品，例如船舶用油或者是瀝青。但是新型煉製工藝的出現讓重油能更容易地煉製出汽油，新式開采方法也讓它能更容易地被從地下開采出來。例如，在美國加利福尼亞州貝克斯菲爾德的重油田，雪佛龍公司通過計算機控製，將蒸汽注入重油內，將其稀釋以更易於抽取到地麵。
亞伯達省的油砂則更有希望。石油公司將瀝青狀的重油與沙粒和泥土分離開來，並將其製成合成原油。即使按照傳統的兩噸沙子能提煉出一桶石油的比例，僅亞伯達省的油砂就能生產出超過3150億桶原油。隨著煉製成本的降低，這裏的原油產量已經達到了1.5mbd，而且在2035年有望再翻兩番，達到6.3mbd。
當然，重油生產也需要付出大量額外的成本。與頁岩中的油原一樣，重油處理同樣既可以在地下、也可以在地麵進行。這兩種方法每生產一桶原油都需要4.5桶水，而且能量產出投入比也隻有不很好的7∶1。此外由於重油中含有大量的碳，重油的碳足跡要比傳統原油高20%以上—雖然不像煤炭那麽差，但是同樣對環境談不上友好。
碳捕捉和封存技術在重油生產的過程中所能起的作用非常有限。由於對油砂的操作是非常混亂而無序的，因此隻有很小部分的二氧化碳能夠被封存。(一項研究表明，即使到2030年人們也隻能捕獲重油生產過程所產生二氧化碳的40%。)但是如果碳捕獲技術能得到有效發展，那麽重油將會成為人類需要的最後兩萬億桶原油中非常重要的組成部分—至少比頁岩油和煤化油的碳含量少，而且一些富含重油的國家在政治上也比今天的一些產油國更穩定。
深海石油
總儲量：0.1萬~0.7萬億
桶等效原油
深海石油這個詞中的“深”指的是鑽探平台的垂直高度，或者換句話說是鑽探平台下麵海水的深度。但是，對於深海石油開采來說，更重要的是海床到石油之間的深度。在海底，要向下鑽探兩三千米非常不容易，要比在地麵上向下鑽探困難得多。(目前的紀錄是2009年在墨西哥灣創造的，深度約1萬米。)但是現在一隻前所未有的強大鑽探隊伍正在利用水平鑽井新技術、深海機器人和“四維”地震技術(地質學家用這種技術分析石油和天然氣的實時儲量)，來迅速增加深海石油的產量。盡管到目前為止人類隻探測了不到一半的海床，但是在過去10年中深海石油的產量已經提高了3倍，達到了5mbd，而且預計到2015年還會再增加一倍到10mbd。
但是隨著去年墨西哥灣“深水地平線”災難的發生，開采深海石油的額外成本將會大幅增加。深海油田的壓力是海平麵壓力的2000倍以上，導致儲藏的石油溫度非常高(超過200攝氏度)，而且充滿了腐蝕性物質(包括在水中能溶解金屬的硫化氫)。而且由於將石油從海底送到海麵的管道長而且沉重，導致海麵上的鑽井平台必須非常巨大才能確保在海麵上漂浮。
在人們幾十年來已經發現的深海油田中，儲量最高的是巴西的“鹽下油田”。在這座油田的上方覆蓋著2400米厚的鹽層。這厚厚的一層鹽有很大益處—它吸收了周圍了的熱量，避免了石油分解。但是它同樣也帶來了不利之處—讓下麵的石油凝結成了果凍狀，以至在將這些石油抽出來之前，技術人員必須首先注入化學物質將其稀釋。
由於以上種種原因，深海石油是開采成本最高的幾種石油資源之一。僅僅石油平台的價格就高達6億美元甚至更多(如果是在北極圈內，由於平台還必須能抵抗10級冬季風暴和浮冰的衝擊，這個數字還會飆升)，而鑽探一口深海油井的成本也會輕易超過1億美元。所有這些努力的結果也隻能獲得中等水平的能量產出投入比—從15∶1到3∶1。
盡管各個石油公司也在設法提高安全性，但是在深海石油開采方麵進行的絕大多數研究和開發都是針對如何降低成本、節約能量。例如，遙控、可轉向鑽頭讓石油公司能在一個石油平台上鑽探多口油井(這樣可以降低成本，減少地麵上的碳足跡)，並緊跟狹窄的石油存儲區，極大地增加產量。(目前水平鑽探的紀錄是由埃克森公司在俄羅斯庫頁島附近創造的，長度約11.2千米。)為了進一步降低鑽探成本，石油公司還在逐漸采用更強力的鑽探電機、用超硬材料製造的鑽頭來提高鑽探效率。最終，鑽頭將在鑽探係統中徹底消失。美國阿貢國家實驗室進行的試驗表明，高能激光通過加熱岩石使其炸裂甚至熔化，能比傳統鑽頭更有效地穿透岩石。
隨著石油公司開發出更精確的“多通道”地震勘探技術，深海石油的開發成本還將進一步降低。這種技術能綜合對比數以百萬計的地震信號，避免鑽探到下麵空無一物的岩石。此外為了更好地測量油田裏石油的儲量，石油公司正在開發能承受高壓高熱的“孔下”傳感器(類似於美國航空航天局監控火箭發動機工作狀態的傳感器)，這些傳感器通過光纖與地麵上的電腦之間進行通信。
隨著數據量的增加，石油行業還將開發能更好地對數據進行分析的工具，其中既包括高壓縮率算法(好萊塢的動畫公司參與了這項工作)，也包括全新的計算機架構。“假如要同時處理100萬個通道的數據，那麽就需要海量處理能力的計算機，這是我們目前尚未具備的能力。”殼牌公司的首席地質科學家布魯斯•瑞維爾說。為了獲取這種能力，石油公司正在與英特爾、IBM和其他硬件廠商進行合作。在未來，瑞維爾說，石油公司“將依靠高性能計算機而不是鑽頭進行石油開采。”
今天最好的選擇
天然氣
總儲量：1萬億桶等效原油
天然氣，或者用這個行業慣用的說法稱其為“氣”，長期以來一直是石油最大的潛在競爭對手。天然氣比石油更潔淨—它的燃燒產物中各種顆粒的數量更少，而且輸出同樣的能量碳排放也要比石油少1/4，但是盡管如此，目前在中國的交通運輸中天然氣燃料僅僅占非常小的一部分，隻有非常少量的公交車使用壓縮天然氣(CNG)燃料。日後隨著天然氣供應量的增加，也許這個比例會有所增加。
隨著一種名為液壓致裂技術的鑽探技術的出現，石油公司現在已經能在之前難以抵達的頁岩結構中抽取天然氣。全世界目前已探明的頁岩氣的儲量為6662萬億立方米，差不多相當於8270億桶石油，其中還不包括那些在油田中與石油一起發現的部分。此外，石油公司確信，還有一些儲量巨大的深海天然氣田目前沒有被發現。
天然氣的儲量如此豐富，而且在輸出同樣能量的情況下，它的價格隻有石油的1/4，這也導致人們正在認真考慮將它的應用從極少數的公交車擴展到通用運輸行業。例如，在美國一家名為Valero的公司將很快開始在美國一些新建的加油站中提供CNG燃料。
但是，天然氣開采同樣要付出一些額外成本。液壓致裂技術對當地環境來說是非常危險的，這種技術是通過高壓液體將地下封閉著天然氣的岩石壓裂，將天然氣釋放出來。所使用的液壓液經常含有有毒物質，很可能汙染地下水。但是這種被媒體廣泛報道的危險也許是可控的。天然氣通常儲存在地下上千米深的地方，而地下水要靠近地麵得多，因此汙染主要會發生在鑽孔與地下水儲存區發生交叉的地方，通過強製開采公司更仔細地密封鑽井壁就能解決這個問題。
也有人認為，將天然氣廣泛應用於交通運輸行業也許會帶來令人驚異的副作用。首先，天然氣使用量的增加將會帶動其價格的上升，從而抵消天然氣目前所擁有的價格優勢 ；其次，在目前天然氣供應量一定的情況下，將更多數量的天然氣用於交通運輸業，將導致其他行業—尤其是能源領域—的天然氣供應減少，而這些行業為了填補這個缺口將不得不轉向碳排放高得多的煤炭，導致二氧化碳排放增多。但是，至少有一點是肯定的，那就是將適當比例的天然氣用於交通運輸業，既能減少二氧化碳排放，也能減少對石油的依賴。
原油強化回收
總儲量：5000億桶等效原油
所需的額外成本最低的資源還是那些在石油的價格還很便宜的時代我們留下的石油。通常情況下，石油公司在一處油田隻會開采石油儲量的1/3。導致這種情況的部分原因是，隨著石油被逐漸開采，油田中的壓力也會降低，將石油送到表麵變得更困難，導致剩餘石油的開采成本大幅上升。在全世界範圍內，被開采過的油田中殘留的石油儲量也許有上萬億桶。從經濟角度講，將所有這些石油都開采出來是不現實的。但是一種名為原油強化回收(EOR)的新技術，能夠將開采的比例提高到70%。
在世界範圍內，EOR技術的應用不僅能增加5000億桶石油儲量，還有潛在的環境上的好處。一種最有希望的EOR方法是用二氧化碳使石油“溢出來”—二氧化碳會溶解在石油中，將石油變得更稀薄、更易於抽取。在石油被抽取到地麵之後，含有的二氧化碳被再次分離並重新注入油田，永久封存在地下。利用這種方法，人們可以在火力發電站或者精煉廠捕獲二氧化碳並將其泵入油田，這樣不僅將帶來數千億桶石油，還能封存幾十億噸二氧化碳。而且EOR方法的能量產出投入比能高達20∶1。
EOR技術並不能完全填補石油的缺口，但是在理想情況下，我們至少能通過利用這種技術獲得一部分額外的石油，加上能夠開采出的天然氣，在一段時間內以對環境最小的損壞滿足人類對能源的需求，而將那些開采過程會對環境造成巨大破壞的資源留到以後。等到未來的技術人員找到更安全、更高效的開采方法之後，再開采並利用它們。
當然，我們不是生活在一個理想中的世界。到目前為止，石油公司的行為仍然與過去沒有任何區別，那就是用盡可能便宜的方法開采石油。石油消費者也遵循著同樣的方式，購買可能獲得的最便宜的能源。也許有朝一日，石油的市場價格將能夠反映所有的額外成本，也許是通過碳排放稅或者是通過其他的氣候管理方法。但是也許這一切根本不會發生，因為能源政策從來都缺乏遠見。讓通向清潔能源未來的道路保持完全清潔幾乎是不可能的。它需要各種各樣的貿易協定和妥協，而且隨著我們對擺脫石油依賴的焦慮的與日俱增，這些協定和妥協的代價也會越來越高。
