騙局?我們小時候就說石油快用完了 怎麽越挖越多了?
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挖不完的黃金采不完的油
如果你是一位“80”後,你在小的時候,一定聽老師或者家長念叨過全世界的石油快要耗盡了,最多還可以消耗50年,人類必須盡快尋找替代能源。
如果你是一位“90”後,你在小的時候,一定也聽到過老師或者家長念叨過全世界的石油快要耗盡了,最多還可以消耗50年,人類必須尋找替代能源。
如果你是“00”後……等等,“80”後到現在已經40歲了,這麽多年過去了,石油快要耗盡了嗎?好像沒有。不僅沒有耗盡,現在有的專家還說,石油還可以開采200年。
WTF!還可以開采200年?!怎麽越挖越多了?是專家在騙人嗎?還是確有其事?好吧,我們還是研究一下這個問題,石油到底還能支撐人類社會多少年?
石油從哪裏來的?
要弄明白石油還有多少,我們得先明白石油是怎麽產生的。科學家說……算了吧,目前關於石油的產生,科學家們並沒有一個明確的說法,有人說是史前生物和藻類屍體經過漫長的壓縮和加熱後逐漸形成的,也有人反對這個理論,認為是非生物形成的。反正人類到現在為止,並不知道石油從哪裏來的。或者說,人類並沒有完全弄清楚石油是如何出現的。
很複雜嗎?是的,因為人類至今無法生產出新的石油。關於石油的產生,早在200多年前,就有人開始研究這個問題。俄國化學家羅蒙諾索夫在1757年,對這種黑糊糊的粘稠油脂進行了分析研究,然後提出了一個大膽的假設。
▲俄國自然科學研究的開創者,米哈伊爾·瓦西裏耶維奇·羅蒙諾索夫,他不僅在自然科學研究頗豐,還是個著名的人文學者,編寫了《俄語語法》。
羅蒙諾索夫認為,地下那些油膩的玩意,比如油頁岩、瀝青、碳、石油和琥珀等都起源於植物。各種被雨水衝刷的植物葉子和死亡的植物堆積在一起,沉積到湖底或河底變成淤泥,然後再經過幾萬年的內部的化學反應,最後就變成了石油和煤炭。
有道理嗎?當然有道理!這是目前最主流的石油產生理論:有機成因說。現代理論隻不過把羅蒙諾索夫的觀點稍微往前推進了兩點:一是形成石油的不光有植物屍體還有動物屍體。二是還要有合適的溫度,溫度太高就變成天然氣了。
▲有機成因說:不光有菜還要有肉,蓋上鍋蓋小火慢燉200萬年以上,你就會得到一鍋石油。
要不說羅蒙諾索夫是俄國的天才呢,在200多年前就相對準確的提出了關於石油產生的重要理論。不過,俄國的天才很多,羅蒙諾索夫提出有機成因說之後100年,另外一位俄國天才科學家就石油如何產生提出了完全相反的理論。
還記得元素周期表是誰在夢中發現的嗎?沒錯,俄國化學家門捷列夫。他也對這種黑糊糊的粘稠油脂產生了興趣,不過,作為俄羅斯最出色的化學家之一,他對石油的產生提出了完全不同的另一套理論。
▲理科生的萬惡之源,夢中發現元素周期表的德米特裏·伊萬諾維奇·門捷列夫
門捷列夫對石油進行了認真分析,發現主要元素非常簡單,就是碳和氫。因為這兩種元素在地殼中大量存在,所以門捷列夫在1876年也提出了一個大膽的假設。
門捷列夫認為,地球上有豐富的鐵和碳,經過地球內部高溫作用,在地殼下麵可能化合成大量碳化鐵,這些碳化鐵又與過熱的地下水反應,生成碳氫化合物。最後,生成的碳氫化合物沿地殼裂縫上升到適當部位儲存冷凝就形成石油。
看著是不是也很有道理?門捷列夫的這套理論就是日後的無機成因說。當然,無機成因說除了門捷列夫的理論外,還有1889年俄國學者索柯洛夫提出的石油宇宙成因說、1951年蘇聯學者庫德裏揚采夫提出的岩漿起源說等等……
雖然學者們提出了一堆理論,但遺憾的是,無論是有機成因說還是無機成因說都無法完全正確解釋石油的由來。這兩種理論各自都有自身缺陷。
對有機成因說而言,雖然現在主流學界都認可這一理論,但是仍然無法解釋為什麽許多油氣層會伴生氦元素。而實際上無論動植物體內都不會富集氦元素,如果是動植物屍體沉積形成石油,就不應該伴生大量的氦。
此外,1997年發射的卡西尼號(Cassini)星際探測器在2007年到2015年間多次飛掠土衛六(土星的一顆衛星)時,通過分析采集的雷達掃描數據,發現這顆衛星上最大的海之一“麗姬婭海”,主要由液態甲烷構成。
而土衛六上是沒有任何生命的,雖然石油裏的烴烷結構比甲烷複雜,但是能在土衛六那種低重力環境下自然合成甲烷這種簡單烴烷,未必不能在高溫高壓環境下合成石油這種複雜烴類混合物。烴烷可以自然形成,就說明無機環境下是存在生成石油的可能的。
▲土衛六北極附近的麗姬婭海圖片,這些“海水”幾乎完全由純甲烷構成
如果按照有機成因說,石油儲量肯定是有限的。我們現在開采出來的石油,都是最少200萬年前埋到地下去的“老祖宗”們,“老祖宗”有限,所以石油也必然有限。哪天用光了,就真的用光了,除非再等200萬年,子孫後代來挖我們變成的石油。
但是如果按照無機成因說,石油儲量就幾乎是無限的,因為自然環境下可以生成石油。隻要消耗量小於自然界的生成量,那就可以無限使用了。
不過,無機成因說相對有機成因說,存在更多無法解釋的問題,比如:石油所在地層通常有沉積的生物殘骸,如果是在自然高溫高壓環境下生成石油,就不應該同時存在生物殘骸。
好吧,既然學者們都無法完美解答石油產生的問題。我們就姑且先認可主流觀點有機成因說,在自然界的石油是有限的。那麽,第二個問題來了,我們的技術條件能把自然界的石油都開采出來嗎?
石油為什麽越挖越多了?
石油越挖越多的主要原因之一是采挖技術的進步。人類已經開采石油快200年了,但開采方式本質上始終沒變,就是找到油氣儲集層,然後在地麵上挖個洞,插根管子進去,把石油抽上來。
▲遊梁式抽油機工作示意圖
不過,在現代技術的加持下,現在抽油已經從一次采油變成了三次采油。
第一次采油通常是利用油層自身壓力,此時能采多少油全看油層壓力,壓力大的時候石油甚至會自己噴出來,當油層壓力減小到一定程度後油就抽不上來了,於是這口井就廢棄了。這是最原始的采油方式,美國人1859年在賓夕法尼亞州打下的人類第一口油井就是采取這種方式采油。
但是,資本家們很快發現,油井減產甚至關停後,實際上油層裏麵還有大量的油氣資源,隻是壓力太小抽不上來了。這可不行,阻礙賺錢的事情一定要想辦法解決。
1920年後,技術人員們找到一種辦法,通過采取向油層底部的砂岩層注水的方式,可以有效提升油層壓力,使得石油進一步被開采出來,這就是二次采油技術。目前,二次采油率可以達到整個油層的40%。
這就完了嗎?當然沒有。1950年後,石油技術人員發現用聚合物、表麵活性劑、聚合物交聯劑等特殊化學物質降低油藏內水的表麵張力和粘度後,還能再抽出一部分油,於是就有了三次采油技術,也被稱為化學驅油法。之後又陸續出現了蒸汽吞吐采油法、微生物驅油法等三次采油技術。
▲一次采油、二次采油、三次采油技術示意圖
從一次采油到三次采油,人類對油層的利用效率越來越高。所以,很多過去認為已經采光的油井,在新技術下又重新開采出了原油,這極大的提高了對現已探明油田的利用效率。我國大慶油田建成世界最大的三次采油基地,三次采油年產量連續20年保持在1000萬噸以上。
除了開采技術進步外,石油勘探技術也在進步,越來越多的油田被發現,石油儲量也是越來越多。1980年全球探明石油儲量為6826億桶,1989年增加到1萬億桶,2009年增加到1.53萬億桶……2021年是1.73萬億桶。
▲近幾年我國不斷發現巨型油田,1.73萬億桶的數字肯定還要繼續增加
現在全世界每年消耗的石油約360億桶,也就是說如果人類不再發現新的油田,保持目前的原油消耗量,全世界的原油實際上還能再開采50年左右。所以,80後、90後、00後都不要慌,因為對現在的10後來說,全球石油仍然可以開采50年。
另外,除了普通石油以外,人類還發現並利用了頁岩油這種非常規石油(Unconventional
oil)。頁岩油的儲量可比普通石油大多了。目前已經探明的頁岩油儲量有11萬億~13萬億噸,可以供應人類使用上千年。
▲頁岩油是從一種頁岩中提煉出來的
美國前總統特朗普在2020年就曾公開講話:“我們美國現在是世界上最大的石油和天然氣生產國,我們的能源是獨立的,我們不需要中東石油。”特朗普能說出這種話,正是因為美國近年來依靠頁岩油氣一躍成為能源出口大國。
頁岩油這麽好?有缺點嗎?有,那就是貴,而且不好提煉。
頁岩油開采技術比石油複雜得多,所以開采成本也高得多。頁岩油最大的生產國美國,頁岩油的成本在每桶30至50美元。而沙特阿拉伯的石油生產成本隻有每桶3美元,雙方經常互相打價格戰。
所以,目前的石油和頁岩油儲量,至少在我們這一代基本上應該是用不完的........
能放心能源安全嗎?
還能用50年的石油,還能用上千年的頁岩油,大家是不是可以放心使用了?恐怕還真不是。
作為重要的戰略資源,石油既是能源,也是有關國家手裏的政治武器。某個國家有足夠的石油,並不代表全世界每個國家都能分到足夠的石油。就算在石油供應充足的時候,也可以人為製造供應問題,引發石油危機。
▲石油滋生黴菌
1973年10月,第四次中東戰爭爆發後,因為美國向以色列空運武器,並提供22億美元的軍事援助,以沙特阿拉伯為首的石油輸出國組織(歐佩克OPEC)為了打擊以色列和美國,就把石油作為武器,削減產量、提高油價。石油價格從每桶3.01美元,提高到每桶11.65美元。這就引發了第一次石油危機。
▲第一次石油危機中排隊加油的汽車
由於西歐、日本80%以上的石油依靠進口,特別是要依靠中東石油,油價的上漲讓這些國家陷入混亂之中。加油站前,汽車排起了長隊,並引發了一係列經濟問題。石油武器很快見到效果。1973年11月,歐洲(除荷蘭外)、日本先後宣布和阿拉伯人站到一起。
美國很快也慫了,派出基辛格到沙特阿拉伯等國家進行“穿梭外交”。一直到1974年3月,阿拉伯國家正式發表聲明,決定解除對美國的石油禁運,石油供給恢複,危機才逐漸解除。
5年後,1978年發生伊朗伊斯蘭革命,從1978年底至1979年3月初,伊朗停止輸出石油60天,使石油市場每天短缺石油500萬桶,再次引起油價急劇上升。到1980年,油價剛剛要穩定,伊朗和伊拉克又爆發了兩伊戰爭,兩國石油生產都急劇減少。於是,第二次石油危機爆發。
▲戰爭中被點燃的油井
石油輸出國組織此時內部發生分裂,多數成員國希望提高油價,而沙特阿拉伯則主張凍結油價,甚至單獨大幅度增加產量來壓價。內部的這一分裂導致石油輸出國組織失去市場調控能力。
最後的結果就是各主要出口國輪番提高油價,每桶原油的價格從14美元漲到了35美元。高油價再次引起西方工業國的經濟衰退,僅美國GDP就下降了大約3%。
第三次石油危機同樣是因為戰爭。1990年伊拉克入侵科威特,引發第一次海灣戰爭,兩國石油設施遭到嚴重破壞,石油產量驟降。僅僅3個月的時間裏,國際油價從14美元/桶急劇攀升至42美元/桶。
▲用來撲滅油井大火的坦克滅火車
因為第一次海灣戰爭結束很快,所以,這次石油危機也結束的很快,相比於前兩次石油危機,這次石油危機的影響並沒有那麽大。不過,美國經濟卻幾乎與戰爭同步陷入衰退,拖累全球經濟增長,直接引發世界經濟危機。1991年和1992年,
西方經濟僅分別增長0.7%和1.5%。
其實,認真分析三次石油危機,就會發現一個核心要素,石油危機的爆發和戰爭密切相關。隻要產油國發生戰爭,或者有影響戰爭走向的意願,那麽石油就會成為影響經濟的戰爭武器。
2022年,俄烏衝突爆發,這一次能源再次成為武器。雖然沒有發生石油危機,但是卻發生了同樣作為能源的天然氣危機。國際市場上,天然氣價格一段時間裏達到了史無前例的2000美元/立方。
▲中國的光熱發電站
所以,雖然理論上人類還能在未來相當長一段時間裏,可以依靠石油作為能源。但是,戰爭這些不可測因素會極大影響石油、天然氣等化石能源的供應,我們還是要積極保持對新能源技術的研究力度,用自主可控的綠色能源代替對石油等不可再生化石能源的依賴,才能更好的保證國家安全。