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石油越用越多與能量轉換之間有什么關系

來源:百家號 作者:水之山間 更新于:2023年11月29日 07時 閱讀:0

小時候經常聽說過這樣的話,石油再過三四十年就要用光了所以要節約能源,并開發太陽能、風力等。

石油的歷史。

1956年美國地質學家哈伯特,提出了石油峰值論,他預計美國的石油產量,將在1970左右達到巔峰,之后就會逐漸下降,他認為石油是由古代生物殘骸,如恐龍、三葉蟲、蕨類等。

他們的化石在地底下經過高溫高壓環境,逐漸堆積沉淀而成,因此石油是有限的但這一派的說法存在很多爭議,不過最后仍被寫進教科書,也是我們小時候看到的。

石油將在50年內耗盡,石油枯竭說由來,關于《生物層油理論》的爭議。

第一個是沒有任何科學實證,因為不可能重現動植物遺體轉變石油過程其次許多不含生物的地層中也能挖到不少石油。

實際上,生物亦還大多被微生物真菌和細菌分解很少被埋葬,地球上有這么多的生物被埋在地下,然后產生數億桶和石油。

另一派的說法《無機生存理論》,認為石油與生物產骸無關,石油是由地球內部的物質,經過化學反應后形成一種礦物質,石油儲量也沒那么有限,因為這些物資,在地球形成的初期就已經存在,因此只要裝更深的油井就可以獲取更多的石油,但《無機生的理論》也有很多bug相信的人并不多照這個理論越深入地殼就越多有才對。但這與事實不符,而且也無法解釋。

總之這兩派的說法已經有100年之久,都有矛盾之處,目前石油成因還是個謎,但不管哪個正確,人類很早就發現了石油不過現在石油工業始于19世紀中葉,而真正大規模的使用石油,把石油當成重要能源甚至不過100多年。

石油的發現與第一次工業革命

人類早在5000年前就知道石油存在,那一個時候潛成的地下油氣,會沿著裂縫涌到地面,冒出黏糊糊深色液體,石油直接形成瀝青湖,這也是人類能直接取得運用的方式。

在人類漫長的歷史中能源轉化一直是個大問題主角,人們會用火來烹煮、煉鐵,用風力來推動帆船。

這些能源無法互相轉換,如風力可以行船卻沒辦法煮飯,而火力可以煮飯卻沒辦法黏米。如果想要轉換能量,就得用人力或獸力才行。

直到蒸汽機問世后才解決。

最早的蒸汽機是為了抽取礦井水,后來蒸汽機運用到了其他領域,蒸汽機帶動了工業革命與交通革命。

1846年 加拿大的季斯納,發明了從煤炭中提取煤油方法。

1852年,波蘭的武卡謝維奇發明了更簡單的方式從石油中提取煤油。

加上開采技術的越近,現代煉油廠第一口現代油井,都在這個時候誕生,有了需求量產量又大增下,石油產業蓬勃發展,也出現了許多石油公司,不過這個時候石油,只是為了提煉油的燃料。

內燃機的發明與第二次工業革命

當時的動力來源主要是蒸汽機,但蒸汽機的燃料是在氣缸外面燃燒,因此動能很容易散失,效率并不好,為了解決這個問題。

1876年,德國熱科學家奧托使用新興燃料煤油,發明了直接在氣缸內燃燒引擎,也就是內燃機。

內燃機比蒸汽機體積更小,但動力更強,也不用像蒸汽機一樣需要預熱或冷卻,更適合現代工業和運輸需求。

正式宣告了戰機時代即將結束,但煤油的能量密度低、體積大,需要很大的燃料儲存空間,因此是煤油的內燃機,效率低下并未流行。

1885年,賓士的創辦人戴姆勒,發明了以汽油為燃料的內燃機,帶動了第二次工業革命,人類的科技突飛猛進的發展,汽油內燃機的體積小效能更高,徹底改變人們,的交通方式,各種使用汽油的汽車摩托車,以及船只與飛行工具的普及,加上電力的出現,讓石油的需求大增。

石油因此擊敗煤炭成為新的能源之王,地球也進入了石油時代。

石油與政權的興衰

一戰結束后,蘇聯紅軍拿下了亞塞拜然巴庫爾油田,供應了蘇聯90%的石油需求。

二戰期間,希特勒發動了斯大林格勒戰役,最后是為了奪取巴庫油田,不過戰爭失利最終導致第三帝國瓦解。

冷戰期間的1970代,蘇聯經濟出現嚴重問題。

1973年的石油危機,讓蘇聯經濟得以舒緩,也讓蘇聯回光返照了10年,源源不斷的石油財富讓蘇聯底氣十足,甚至有凌駕美國氣勢。

1981年美國都統雷根宣言就職,一番神操作下,國際油價應聲大跌,跌到每桶只剩8美元,對于蘇聯來說簡直是毀滅性的打擊,也間接導致蘇聯解體。

二戰結束后全球景氣復蘇,加上二戰前的化學工業發展,人們又發現了石油可以當染料外,還能生產塑膠合成纖維,醫療化妝用品等,石油可說是工業血脈,隨著人口爆炸城市化,人們的生活也離不開石油。

二戰結束后,中東國家就一群胡黑黑,沒有技術石油也挖不出來,因此石油都被歐洲國家所壟斷,包含了荷蘭、英國、挪威、意大利等,俗稱石油七姐妹。

1970年代的全盛時期,七姐妹控制了全世界85%的石油儲量。

1960年,以沙烏地阿拉伯首成立OPEC,調統一石油價格,以保護成員國利益。石油危機后七姐妹也就沒用了。

1973年第四次中東戰爭爆發,簡單就是以色列單挑成了阿伯國家,雙拳又難敵四手了,何況以色列一打十幾國,于是跟美國則求救,此時OPEC就不爽了,紛紛停止石油出口,以報復西方國家支持以色列,導致石油價格上漲了300%,造成全球經濟崩潰,這就是1973年的石油危機。

石油與經濟之間的關系

有學者認為石油不是取之不盡的石油將在30-50年后枯竭,等50年過去了,石油還是很多,這到底怎么一回事呢?

經濟學的觀點,石油永遠挖不完,因為石油只要減少,價格就會攀升,當攀升到一定的高度后,人們就不會再使用石油,而會尋找石油的替代品,或是會尋找些難以開采成本高的油田,都將變得有利可圖。

2005年以前,油價長期維持在每桶20-40美元,開采成本每桶不到10美元,每日可產1,000萬桶,可說是非常的好賺,2008年油價大漲,原油飆升到每桶147美元,導致阿波土豪又更有錢了。

147美元的歷史天價,連石油開采成本高的委內瑞拉,身體都硬朗了起來,極致的高利潤推動了技術發展。

美國的頁巖油橫空出世,透過復雜方式提煉而成,開采需要很高的技術,頁游成本為一桶40-60美元,而過去市場價格的20-40美元,可說是賣一桶賠一桶,但在高油價的加持下,頁巖油開始有利可圖。

另一種非傳統的石油是加拿大油砂,是從焦油砂中提煉石油,油砂開采比煉油更困難,需要更高的技術,成本高達每桶40-90美元。

在和平時期,油沙只能在角落畫圈圈,根本沒人理他,但只要油價高漲,油沙就會重現江湖。

1973年的石油禁運

1979年的伊朗革命

1990年的波斯灣戰爭

2003年的入侵伊拉克

最近的歐烏戰爭,只要有戰役飆漲,油沙就會有開采價值,雖然油價都會飆漲。

技術的發展

在科學家的努力下,頁巖油、油砂成本不斷下降,石油就一桶桶的提煉出來,還有許多非傳統的石油,尚未被人類所利用,如深海石油、極地石油,它們埋藏在深海與凍土之中,開采難度大成本高,但潛在儲量非常驚人。

簡單說,過去的低油價讓高成本石油難以開采,但隨著油價的飆漲,新能源技術不斷進步,以前成本高的石油都能獲得利潤,且逐漸的有許多新能源都能取代石油。

電動車可以利用這些能源進行充電,大幅降低石油需求,我們才會有石油用不完的感覺。

電動車并不是什么21世紀的新科技,它的歷史甚至比汽油車還早。

19世紀末到20世紀前,當時是馬車、蒸汽汽車,電動汽車、汽油汽車,四種車子的并存時期,其中馬車就先被汽車淘汰,一些汽車制造商,也無法預測三種引擎的前景,只好同生產三種動力的汽車。

新能源的轉型與未來

人類不斷尋找可以替代石油能源,這就是能源轉型,正因為如此,100年后電池技術突破后,電動車卷土重來,2003年成立的特斯拉通過改善流程,大幅降低電池成本,成為電動車的領頭羊,在2022年電動車站新車的銷售比達到歷史新高的10%,宣告新能源時代的到來。

未來科學家不斷的去研究能量之間的互相轉換,希望也有更好的新能源來代替傳統能源。

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