總儲(chǔ)量：1.5萬(wàn)億桶等效原油

　　第二次世界大戰(zhàn)期間，油料極度短缺的德軍就已經(jīng)證實(shí)了能將煤制成合成原油,。將煤轉(zhuǎn)換成合成原油的方法非常簡(jiǎn)單：工程師將強(qiáng)烈的蒸汽流通過(guò)煤炭,，將其分解為能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)換的氣體，再經(jīng)過(guò)費(fèi)-托過(guò)程將其制成汽油和其他油料,。眾多的能源公司正在著手研發(fā)各種煤炭液化(CTL)工藝，作為石油的替代品,，尤其是在煤炭?jī)?chǔ)量豐富的國(guó)家,，這種技術(shù)被廣泛使用。

　　用煤炭生產(chǎn)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(wàn)億桶合成原油，能為人類需要的最后1萬(wàn)億桶原油提供可靠的保障,。

　　但是與頁(yè)巖油一樣,，CTL也有顯著的缺點(diǎn)。它的能量回報(bào)率不高—一桶原油的能量只能獲得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(zhuǎn)化過(guò)程讓碳含量進(jìn)一步提高,，這導(dǎo)致CTL燃料的碳足跡幾乎是傳統(tǒng)石油的兩倍—燃燒每桶CTL會(huì)產(chǎn)生750千克二氧化碳,，而一桶普通原油燃燒造成的碳足跡只有430千克。

　　即使制造商安裝巨大,、昂貴的系統(tǒng)去捕捉并封存轉(zhuǎn)換過(guò)程產(chǎn)生的二氧化碳,，卡內(nèi)基?梅隆大學(xué)的環(huán)境工程教授愛(ài)德華?羅賓說(shuō)，由于煤炭生產(chǎn)需要耗費(fèi)大量的能量,，因此來(lái)自CTL燃料的二氧化碳排放依然不會(huì)少于傳統(tǒng)的石油開采,。因此即使在最理想情況下，用煤制造油料也不會(huì)為我們帶來(lái)一個(gè)對(duì)環(huán)境更友好的能源系統(tǒng),。

　　即使拋開上面這些問(wèn)題不談,，煤炭的供應(yīng)本身也是有限的。美國(guó)蘭德公司的研究人員2008年公布研究結(jié)果稱,，如果將美國(guó)運(yùn)輸用油的10%用CTL代替,，那么每年也需要4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤—已經(jīng)超出了美國(guó)目前煤炭工業(yè)生產(chǎn)量的40%(很大程度上美國(guó)的煤炭生產(chǎn)受到環(huán)境問(wèn)題的限制)。“即使在像中國(guó)這種煤炭生產(chǎn)幾乎不受環(huán)境因素制約的國(guó)家，我認(rèn)為這也是一件不可能完成的任務(wù),。”羅賓說(shuō),。

　　過(guò)一段時(shí)間再說(shuō)

　　重油

　　總儲(chǔ)量 ：1~2萬(wàn)億桶等效原油

　　隨著新型工藝和方法的出現(xiàn)，一些非傳統(tǒng)的資源盡管存在很多缺點(diǎn),，也開始逐漸變得有吸引力起來(lái),。重油就是其中的一種。無(wú)論是委內(nèi)瑞拉出產(chǎn)的那種糖漿一樣的原油,，還是加拿大亞伯達(dá)省出產(chǎn)的那種瀝青一樣的油砂都屬于重油,。幾十年來(lái)，石油行業(yè)都將重油看作是一種劣質(zhì)原油—輕質(zhì)原油更易于開采,，而且其小分子鏈結(jié)構(gòu)更容易進(jìn)行煉制,。與輕質(zhì)原油相比，重油含有更多的分子,，主要被用于煉制低利潤(rùn)的產(chǎn)品,，例如船舶用油或者是瀝青。但是新型煉制工藝的出現(xiàn)讓重油能更容易地?zé)捴瞥銎?，新式開采方法也讓它能更容易地被從地下開采出來(lái),。例如，在美國(guó)加利福尼亞州貝克斯菲爾德的重油田,，雪佛龍公司通過(guò)計(jì)算機(jī)控制,，將蒸汽注入重油內(nèi)，將其稀釋以更易于抽取到地面,。

　　亞伯達(dá)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(lái)，并將其制成合成原油,。即使按照傳統(tǒng)的兩噸沙子能提煉出一桶石油的比例,，僅亞伯達(dá)省的油砂就能生產(chǎn)出超過(guò)3150億桶原油。隨著煉制成本的降低,，這里的原油產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了1.5mbd,，而且在2035年有望再翻兩番，達(dá)到6.3mbd,。

　　當(dāng)然,，重油生產(chǎn)也需要付出大量額外的成本。與頁(yè)巖中的油原一樣,，重油處理同樣既可以在地下,、也可以在地面進(jìn)行。這兩種方法每生產(chǎn)一桶原油都需要4.5桶水,，而且能量產(chǎn)出投入比也只有不很好的7∶1,。此外由于重油中含有大量的碳,，重油的碳足跡要比傳統(tǒng)原油高20%以上—雖然不像煤炭那么差，但是同樣對(duì)環(huán)境談不上友好,。

　　碳捕捉和封存技術(shù)在重油生產(chǎn)的過(guò)程中所能起的作用非常有限,。由于對(duì)油砂的操作是非常混亂而無(wú)序的,，因此只有很小部分的二氧化碳能夠被封存,。(一項(xiàng)研究表明，即使到2030年人們也只能捕獲重油生產(chǎn)過(guò)程所產(chǎn)生二氧化碳的40%,。)但是如果碳捕獲技術(shù)能得到有效發(fā)展,，那么重油將會(huì)成為人類需要的最后兩萬(wàn)億桶原油中非常重要的組成部分—至少比頁(yè)巖油和煤化油的碳含量少，而且一些富含重油的國(guó)家在政治上也比今天的一些產(chǎn)油國(guó)更穩(wěn)定,。

　　深海石油

　　總儲(chǔ)量：0.1萬(wàn)~0.7萬(wàn)億

　　桶等效原油

　　深海石油這個(gè)詞中的“深”指的是鉆探平臺(tái)的垂直高度,，或者換句話說(shuō)是鉆探平臺(tái)下面海水的深度。但是,，對(duì)于深海石油開采來(lái)說(shuō),，更重要的是海床到石油之間的深度。在海底,，要向下鉆探兩三千米非常不容易，要比在地面上向下鉆探困難得多,。(目前的紀(jì)錄是2009年在墨西哥灣創(chuàng)造的,，深度約1萬(wàn)米。)但是現(xiàn)在一只前所未有的強(qiáng)大鉆探隊(duì)伍正在利用水平鉆井新技術(shù),、深海機(jī)器人和“四維”地震技術(shù)(地質(zhì)學(xué)家用這種技術(shù)分析石油和天然氣的實(shí)時(shí)儲(chǔ)量),，來(lái)迅速增加深海石油的產(chǎn)量。盡管到目前為止人類只探測(cè)了不到一半的海床,，但是在過(guò)去10年中深海石油的產(chǎn)量已經(jīng)提高了3倍,，達(dá)到了5mbd，而且預(yù)計(jì)到2015年還會(huì)再增加一倍到10mbd,。

　　但是隨著去年墨西哥灣“深水地平線”災(zāi)難的發(fā)生,，開采深海石油的額外成本將會(huì)大幅增加。深海油田的壓力是海平面壓力的2000倍以上,，導(dǎo)致儲(chǔ)藏的石油溫度非常高(超過(guò)200攝氏度),，而且充滿了腐蝕性物質(zhì)(包括在水中能溶解金屬的硫化氫)。而且由于將石油從海底送到海面的管道長(zhǎng)而且沉重,，導(dǎo)致海面上的鉆井平臺(tái)必須非常巨大才能確保在海面上漂浮,。

　　在人們幾十年來(lái)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的深海油田中，儲(chǔ)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(lái)了不利之處—讓下面的石油凝結(jié)成了果凍狀,，以至在將這些石油抽出來(lái)之前,，技術(shù)人員必須首先注入化學(xué)物質(zhì)將其稀釋。

　　由于以上種種原因,，深海石油是開采成本最高的幾種石油資源之一,。僅僅石油平臺(tái)的價(jià)格就高達(dá)6億美元甚至更多(如果是在北極圈內(nèi)，由于平臺(tái)還必須能抵抗10級(jí)冬季風(fēng)暴和浮冰的沖擊,，這個(gè)數(shù)字還會(huì)飆升),，而鉆探一口深海油井的成本也會(huì)輕易超過(guò)1億美元。所有這些努力的結(jié)果也只能獲得中等水平的能量產(chǎn)出投入比—從15∶1到3∶1,。

　　盡管各個(gè)石油公司也在設(shè)法提高安全性,，但是在深海石油開采方面進(jìn)行的絕大多數(shù)研究和開發(fā)都是針對(duì)如何降低成本、節(jié)約能量,。例如,，遙控、可轉(zhuǎn)向鉆頭讓石油公司能在一個(gè)石油平臺(tái)上鉆探多口油井(這樣可以降低成本,，減少地面上的碳足跡),，并緊跟狹窄的石油存儲(chǔ)區(qū)，極大地增加產(chǎn)量,。(目前水平鉆探的紀(jì)錄是由?？松驹诙砹_斯庫(kù)頁(yè)島附近創(chuàng)造的，長(zhǎng)度約11.2千米,。)為了進(jìn)一步降低鉆探成本,，石油公司還在逐漸采用更強(qiáng)力的鉆探電機(jī)、用超硬材料制造的鉆頭來(lái)提高鉆探效率,。最終,，鉆頭將在鉆探系統(tǒng)中徹底消失。美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的試驗(yàn)表明,，高能激光通過(guò)加熱巖石使其炸裂甚至熔化,，能比傳統(tǒng)鉆頭更有效地穿透巖石。

　　隨著石油公司開發(fā)出更精確的“多通道”地震勘探技術(shù),，深海石油的開發(fā)成本還將進(jìn)一步降低,。這種技術(shù)能綜合對(duì)比數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的地震信號(hào)，避免鉆探到下面空無(wú)一物的巖石,。此外為了更好地測(cè)量油田里石油的儲(chǔ)量,，石油公司正在開發(fā)能承受高壓高熱的“孔下”傳感器(類似于美國(guó)航空航天局監(jiān)控火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的傳感器)，這些傳感器通過(guò)光纖與地面上的電腦之間進(jìn)行通信,。

　　隨著數(shù)據(jù)量的增加,，石油行業(yè)還將開發(fā)能更好地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的工具,，其中既包括高壓縮率算法(好萊塢的動(dòng)畫公司參與了這項(xiàng)工作)，也包括全新的計(jì)算機(jī)架構(gòu),。“假如要同時(shí)處理100萬(wàn)個(gè)通道的數(shù)據(jù),，那么就需要海量處理能力的計(jì)算機(jī)，這是我們目前尚未具備的能力,。”殼牌公司的首席地質(zhì)科學(xué)家布魯斯?瑞維爾說(shuō),。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(jìn)行合作,。在未來(lái)，瑞維爾說(shuō),，石油公司“將依靠高性能計(jì)算機(jī)而不是鉆頭進(jìn)行石油開采,。”

　　今天最好的選擇

　　天然氣

　　總儲(chǔ)量：1萬(wàn)億桶等效原油

　　天然氣，或者用這個(gè)行業(yè)慣用的說(shuō)法稱其為“氣”,，長(zhǎng)期以來(lái)一直是石油最大的潛在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,。天然氣比石油更潔凈—它的燃燒產(chǎn)物中各種顆粒的數(shù)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(guó)的交通運(yùn)輸中天然氣燃料僅僅占非常小的一部分，只有非常少量的公交車使用壓縮天然氣(CNG)燃料,。日后隨著天然氣供應(yīng)量的增加,，也許這個(gè)比例會(huì)有所增加。

　　隨著一種名為液壓致裂技術(shù)的鉆探技術(shù)的出現(xiàn),，石油公司現(xiàn)在已經(jīng)能在之前難以抵達(dá)的頁(yè)巖結(jié)構(gòu)中抽取天然氣。全世界目前已探明的頁(yè)巖氣的儲(chǔ)量為6662萬(wàn)億立方米,，差不多相當(dāng)于8270億桶石油,，其中還不包括那些在油田中與石油一起發(fā)現(xiàn)的部分。此外,，石油公司確信,，還有一些儲(chǔ)量巨大的深海天然氣田目前沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)。

　　天然氣的儲(chǔ)量如此豐富,，而且在輸出同樣能量的情況下,，它的價(jià)格只有石油的1/4，這也導(dǎo)致人們正在認(rèn)真考慮將它的應(yīng)用從極少數(shù)的公交車擴(kuò)展到通用運(yùn)輸行業(yè),。例如,，在美國(guó)一家名為Valero的公司將很快開始在美國(guó)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(shù)對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境來(lái)說(shuō)是非常危險(xiǎn)的,，這種技術(shù)是通過(guò)高壓液體將地下封閉著天然氣的巖石壓裂，將天然氣釋放出來(lái),。所使用的液壓液經(jīng)常含有有毒物質(zhì),，很可能污染地下水。但是這種被媒體廣泛報(bào)道的危險(xiǎn)也許是可控的,。天然氣通常儲(chǔ)存在地下上千米深的地方,，而地下水要靠近地面得多，因此污染主要會(huì)發(fā)生在鉆孔與地下水儲(chǔ)存區(qū)發(fā)生交叉的地方,，通過(guò)強(qiáng)制開采公司更仔細(xì)地密封鉆井壁就能解決這個(gè)問(wèn)題,。

　　也有人認(rèn)為，將天然氣廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸行業(yè)也許會(huì)帶來(lái)令人驚異的副作用,。首先,，天然氣使用量的增加將會(huì)帶動(dòng)其價(jià)格的上升，從而抵消天然氣目前所擁有的價(jià)格優(yōu)勢(shì) ,；其次,，在目前天然氣供應(yīng)量一定的情況下，將更多數(shù)量的天然氣用于交通運(yùn)輸業(yè),，將導(dǎo)致其他行業(yè)—尤其是能源領(lǐng)域—的天然氣供應(yīng)減少,，而這些行業(yè)為了填補(bǔ)這個(gè)缺口將不得不轉(zhuǎn)向碳排放高得多的煤炭，導(dǎo)致二氧化碳排放增多,。但是,，至少有一點(diǎn)是肯定的，那就是將適當(dāng)比例的天然氣用于交通運(yùn)輸業(yè),，既能減少二氧化碳排放,，也能減少對(duì)石油的依賴。

　　原油強(qiáng)化回收

　　總儲(chǔ)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(jià)格還很便宜的時(shí)代我們留下的石油,。通常情況下,，石油公司在一處油田只會(huì)開采石油儲(chǔ)量的1/3。導(dǎo)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(huì)降低，將石油送到表面變得更困難,，導(dǎo)致剩余石油的開采成本大幅上升,。在全世界范圍內(nèi)，被開采過(guò)的油田中殘留的石油儲(chǔ)量也許有上萬(wàn)億桶,。從經(jīng)濟(jì)角度講,，將所有這些石油都開采出來(lái)是不現(xiàn)實(shí)的。但是一種名為原油強(qiáng)化回收(EOR)的新技術(shù),，能夠?qū)㈤_采的比例提高到70%,。

　　在世界范圍內(nèi),，EOR技術(shù)的應(yīng)用不僅能增加5000億桶石油儲(chǔ)量，還有潛在的環(huán)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(lái)”—二氧化碳會(huì)溶解在石油中,，將石油變得更稀薄、更易于抽取,。在石油被抽取到地面之后,，含有的二氧化碳被再次分離并重新注入油田，永久封存在地下,。利用這種方法,，人們可以在火力發(fā)電站或者精煉廠捕獲二氧化碳并將其泵入油田，這樣不僅將帶來(lái)數(shù)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(chǎn)出投入比能高達(dá)20∶1。

　　EOR技術(shù)并不能完全填補(bǔ)石油的缺口,，但是在理想情況下,，我們至少能通過(guò)利用這種技術(shù)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(shí)間內(nèi)以對(duì)環(huán)境最小的損壞滿足人類對(duì)能源的需求,，而將那些開采過(guò)程會(huì)對(duì)環(huán)境造成巨大破壞的資源留到以后。等到未來(lái)的技術(shù)人員找到更安全,、更高效的開采方法之后,，再開采并利用它們。

　　當(dāng)然,，我們不是生活在一個(gè)理想中的世界,。到目前為止，石油公司的行為仍然與過(guò)去沒(méi)有任何區(qū)別,，那就是用盡可能便宜的方法開采石油,。石油消費(fèi)者也遵循著同樣的方式，購(gòu)買可能獲得的最便宜的能源,。也許有朝一日,，石油的市場(chǎng)價(jià)格將能夠反映所有的額外成本,，也許是通過(guò)碳排放稅或者是通過(guò)其他的氣候管理方法,。但是也許這一切根本不會(huì)發(fā)生，因?yàn)槟茉凑邚膩?lái)都缺乏遠(yuǎn)見(jiàn),。讓通向清潔能源未來(lái)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(mào)易協(xié)定和妥協(xié)，而且隨著我們對(duì)擺脫石油依賴的焦慮的與日俱增,，這些協(xié)定和妥協(xié)的代價(jià)也會(huì)越來(lái)越高,。

（責(zé)任編輯：段丹峰）