为什么不再喊“石油要枯竭”了?
石油开采是一个夕阳产业,这是大家对石油行业的认知,因为一直以来各种媒体都在宣传,未来石油还可以使用50年,从上世纪七八十年代开始到现在,已经过去了半个世纪,但石油似乎仍然没有任何枯竭的迹象!
石油到底是有机成因还是无机成因?现代关于石油成因的说法有两种,一种是有机成因,认为石油远古动物的尸体通过复杂的地质化学作用生成,因此它的储量是有限的,但另一种认为石油来自于地壳中的碳氢物质,只要这些物质不枯竭,那么石油就会源源不断
- 有机成因的佐证观点
很多朋友对有机成因有一个误解,认为石油来自于动物的尸体,为此还有一个比较好玩的案例:世界上最大的油田是沙特加瓦尔油田,如果要生成这个油田,需要长宽高各30千米并且填满恐龙肉的空间!但其实这还是100%转换的结果,如果低于这个比例,估计还要成倍增加!
我们首先要确认一点,形成石油的中间形态是干酪根,可能大家对这个干酪根比较熟悉了,因为石油成因已经科普过N回,但要确认一点,形成干酪根的可以是富有生物,植物以及动物,甚至高等植物!所以各位要清楚一个概念,大量植物能形成煤炭,而不同条件下的植物则能形成干酪根,继而形成石油!
另外还有一个重要的佐证是全球99.9%的油田都分布在沉积岩中,从前寒武纪到第四纪的更新世都有油藏发现,这里我们有一个事实要说明下,和石油相比,地质史上三大成煤期是:
- 第一期:石炭二叠纪;
- 第二期:晚三叠世,早侏罗世,早白垩世;
- 第三期:古近纪,新近纪
时间上非常接近,但石油在寒武纪早期都有发现,这比煤炭的成煤期明显要更早一些,但真个过程大致相互重叠!
另外石油在偏光下向右旋转的特性,偏转度一般小1°旋光性,这是有机质所特有的一种性质。如果加热至300摄氏度时候,这一特性将被破坏,因此这也是成为石油有机成因的一个重要证据!
中国与美国的相关地质专家对近代沉积物的研究表明,在这些沉积物中仍然在继续油气生成过程,
- 无机成因的佐证观点
非生物成因的观点是以罗斯石油地质学家尼古莱·库德里亚夫切夫的理论基础的,天文学家托马斯·戈尔德在这个理论上发展出了非生物有机成因说,这个说法的理论依据是地壳中的碳含量:
- 氧含量:46.60%
- 氢含量:0.14%
- 碳含量:0.03%
千万不要小看这0.03%的比例,地球的地壳质量太庞大了,所以这个0.03%的比例将会令人咂舌,另外在科拉深钻孔10千米深的底部也发现了大量的氢沉积物,还会有一些物质以碳氢化合物的方式存在,这些物质比水轻,将会逐渐富集,形成了我们熟悉的石油!
为什么是天文学家发展出来的呢?因为其他天体上也存在类似的机制,比如土卫六上大量存在的碳氢类湖泊,其中就有甲烷,一般地球上的甲烷都是有机物发酵生成,比如各位放的屁成分中大部分就是甲烷,所以是可以点着的哦,不相信大家可以试试!
那么无机成因又如何来解释石油的有机物特征的旋光性呢,托马斯·戈尔德认为这是岩层中的喜热微生物污染所致,那么我们能不能找到没有生物有机质特征的石油呢?理论上应该存在的!
石油会像钻石行业一样靠忽悠过日子吗?无论是有机还是无机,它的总量一直都是有限的,但有机成因的本质就是收集太阳能,而这个转换效率以及加上油气生成比例,因此石油行业具有相当的危机感是可以理解的,尽管在近代沉积物中仍然发现了石油仍然在继续生成中,但这个速度远远比不上我们消耗石油的速度,石油在未来数百年内彻底耗尽可能是一个大概率事件!
无机成因虽然也是有限的,但行星级别的储量和生物积累不是同一个级别,前者来自于行星诞生时,即使0.03%的储量总量也极大,而且会通过地质条件逐渐富集,因此油田理论上仍然继续富集这些油气,我们开采后只要修养生息,未来即可重新灌满这个油田,也许只要假以时日!
- 钻石的大忽悠
我们说石油,怎么跟钻石扯上关系了?因为现代工业可以合成钻石,而且晶格要比天然钻石完美得多,但宣传仍然在忽悠天然钻石,所谓的“钻石恒久远,一颗永流传”,就是这样的背景下被广告无限放大的!钻石可以大规模工业合成,但黄金不能,所以真正靠谱的是黄金,各位注意了哦!
假如是无机成因,那么石油行业就和钻石骗局一样,而且将一个取之不尽(短时间内)矿藏吹嘘成了还有100年,甚至还有50年等等的说法,这使得石油价格节节攀升,甚至比食用油都要贵!
但如果是有机成因的话,确实就成了超级大难题,如果我们不加节制的消耗石油,那么可以相信在未来不久即可能将石油耗尽,到那时我们还能用什么?当然各位会说煤炭,核能与绿色能源,这些确实非常完美,但事实上是没有一种能源能比得上石油,它不但是能源,而且还是无数化工原料的原料,甚至全球化工有1/3的产业和石油相关,而且如果深究,这个比例只会更高!
火星金星上有没有石油?我们不知道火星金星上有没有石油,但土卫六上存在大量的烷烃类化合物,这些来自于诞生太阳系的超新星爆发过程中的产物,再在天体的形成过程中产生了更复杂的物质,所以我们只要从土卫六上接一根管子到地球上,那么我们将能拥有“无限”能源!
理论上无机成因中的火星和金星的石油基础和地球是一致的,假如某天在火星上发现了石油,那么我们到底是相信火星史前曾经宜居呢?还是相信石油的无机成因?
相信金星也会碰到同样的问题!
石油将会枯竭,这件事被喊了几十年,曾经石油被人们视为黑色黄金,每桶高达数百美元,但是今天我们很少再听见石油未来会枯竭的说法,这是怎么回事呢?
从现在的油价就可以看出来发生了啥事,目前全世界对石油的需求依然保持着增长,但是每桶油价却已经跌至10到15美元。
这是因为今几十年来,全世界勘探和开采技术的提高,发现了大量的超大油田,并且以前采不了的我们现在也能采,尤其是美国开采页岩油技术的突破,中东石油低成本的大量往外喷,导致了石油供给大幅提升。
由于我国的油田大部分开采难度大,成本高,甚至出现了一年亏损数十亿的现象。这说明石油这种商品,目前来说真的有点泛滥了,感觉全世界都被石油充斥着。
因此没人再喊石油枯竭当然成为了正常现象,除了现在石油多的原因外,近几十年来我们科学技术的发展,也开始对石油的成藏有了更加深刻的认识。
这是导致我们对石油态度转变的真正原因。
石油这种有机矿物在上世纪由于当时技术手段的问题一直被认为将会在很短的时间内将会枯竭,尤其是著名的地球物理学家哈伯特提出了石油生产的钟形曲线图以后,更是加剧了人们对石油枯竭的恐慌。
不过这个预测本身就存在一些问题,这是基于人们当时已探明的储量所做的预测,按照上图来说2200年人类将无石油可用。但是哈伯特当时没想到的是,石油目前是越采越多。
1973年中东战争期间,阿拉伯国家切断了对美国的石油运输,汽油价格飙升了40%,恐慌随之而来。开车的人在加油站排起了长队,抢着加油,晚一步汽油都会涨价。
这时的汽车制造商争先恐后地更新他们的装配线,以生产小气的紧凑型汽车,而不是耗油的庞然大物。
企业家们向新兴的太阳能和风能公司投入了数百万美元。专家们表示,接下来的日子需要集体勒紧裤腰带,人们要开始节省能源,切勿浪费。
与此同时,专家们还预测化石燃料的短缺将不断加剧,到2000年油价将达到每桶100美元。很明显专家们又错了,人类到今天都没有出现油慌,甚至是经历了通货膨胀,石油价格依然一路走低。
今天世界各地的油井,从沙特阿拉伯到巴西海岸外的大陆深沟,每天将开采约7500万桶石油以满足人类的需求。这大约是每年250亿桶,而且这个数字正在以每年2%到3%的速度攀升。
这种生产速度的增长会一直满足人们对石油的需求,所以石油在很长一段时间都不会出现短缺,上世界的人很难想到石油会廉价到今天这个地步。
人们一开始认为地球上存在一定数量的石油,就像你的银行账户里有一定数量的钱一样,总有一天会用完,这个想法确实没有错。
但是那时有很多的石油储备我们根本无法探明,并且那些储藏在岩石微小缝隙的石油也无法开采出来,大量的石油的采收率非常低,很多石油都被废弃。
而现在我们可以通过向地下注水的方式将岩石中的石油压出来,提高采收率,因此我们能获得的石油最终数量是由经济和技术决定的。
哥伦比亚大学能源研究中心主任罗杰·安德森(Roger Anderson)预计,未来还会发现更多的油田,油田的采收率还会大幅提升。
近年来,我们还在探索新的海底石油资源。地质学家已经完善了海底地质的地震成像技术,希望能找到更多巨大的新油田。
目前墨西哥湾的石油产量将达到150亿桶,巴西海岸为300亿桶,安哥拉海岸和西非其他地区的石油产量将达到300亿桶,总计约750亿桶。
所以说我们现在对地球上到底有多少油并不是很清楚,但是可以肯定地是其储量远远大于人类的估计,因此现在还想上世纪那样说,石油将会枯竭,明显不合时宜。也不符合事实。
未来能采多少油,其实跟我们人类地技术有很大地关系。
再说下石油的起源问题
石油起源问题一直是个谜题,这也是人类目前无法准确预测石油不会枯竭的原因。主要的理论有两种:有机成油说和无机成油说。
有机成油说:我们知道石油是复杂的有机混合物,里面包含着大量的碳氢化合物,人们认为石油成因于浅海中的藻类和其他微生物的聚集,这些微生物首先被淤泥覆盖,并且与氧气隔绝,形成有机淤泥。
然后这些有机淤泥被新的沉积物覆盖发生沉降,在高压下生存几百万年,温度在150度左右,长时间的高压会引起化学反应,将原料中的蛋白质、碳水化合物和其他化合物转化为原油。如果温度上升到200度左右,就会产生天然气。
无机成油说,目前所发现的油气储量要大约生物成因说的预计,而且生物成因说无法解释为什么油气储量地域差异为何如此之大。
所以无机成油说认为,石油天然气跟生物没半毛钱关系,在地球45亿年前形成的时候,由于地球本身就含有大量的碳和氢,它们在地球内部发生反应形成了非常多的碳氢化合物,才有了今天的石油和天然气。
也就是说,石油来自于地球内部碳氢元素的化合,一直都在源源不断地产生,如果此理论成立,那石油真的可以说是取之不尽用之不竭了。
基于我们目前对石油成因的不了解,如果现在还在喊“石油将会枯竭”,貌似也不科学。因此现在很难再说这样的话了。
未来我们还将有可能人工合成液体燃料
多年来,天然气主要用于发电,为厨房炉灶和一些家庭炉子提供燃料。
在阿拉斯加油田,它被泵回地下以维持油井的压力。在尼日利亚和中东,天然气只是被当场点燃了,完全是在浪费资源。不过这样的情况将成为过去。
其实我们很久以前就已经掌握将天然气转化为液体燃料的办法,但是最初的成本非常高。例如20年前,建造一座每天生产10万桶液体燃料的天然气工厂需要花费大约1000亿美元。
但随着技术的发展,建造天然气工厂的成本大大降低。如今,建造一座天然气工厂只需100亿美元,将生产一桶天然气液体燃料的总成本降至不到20美元。
所以我们目前的人类并不担心未来没有燃料可用,目前来说真的很丰富,这也是为什么目前电动汽车或者是混合动力汽车一直无法取代燃油汽车的原因。因为油并不是人们负担不起的一种消耗品。
目前人类更担心的是污染问题
目前大部分人相信石油可以一直伴随着人类的发展过程,但是这样就会带来另外的灾难,严重的温室效应。
所谓的温室气体,主要是水蒸气和二氧化碳,通过吸收太阳辐射回地球的热量,使地球变暖并适合居住。
当人类燃烧碳氢化合物或化石燃料时,碳与氧发生反应。其结果是:空气中有更多的吸热二氧化碳。
自1850年左右工业化开始以来,二氧化碳含量从百万分之280上升到现在的百万分之365。目前的全球变暖、海平面上升和气候变化都会给未来带来灾难。
环保主义者曾经希望通过石油短缺来减少二氧化碳排放,但现在看来似乎有点不太可能了。因为石油真的太丰富了。
我们目前在大力发展新型能源,例如风能、太阳能、核能,其主要目的并不是为了应对石油枯竭,而是为了应对日益严重的气候问题。
有鉴于此,对未来石油的预测并不是短缺问题,而是石油大量的开采带来难以想象的环境问题。