可怕的石油 | 老高與小茉 Mr & Mrs Gao

[0:00]Hello大家好,我是老高,今天呢,我們來講石油。石油之所以叫石油呢,是因為它最初是在 岩石中發現,一種從石頭縫裡流出來的油,所以叫石油。 人類很早以前就發現石油了,大概距今5000年前,在美索不達米亞,也就是蘇美文明,現在伊拉克那個地方,就發現了石油。 但是這個呢不是挖出來的,是它自己從地底冒出來的。 雖然當時人並不知道這種黑色的液體是什麼,但是已經發現這個東西非常有用了。 因為他們發現這個東西可以用來粘合石頭,也可以塗抹在船隻上防止漏水。 關於石油最早的也是最有名的文獻記載呢,就是舊約聖經,這個我們以前講過,就是講巴別塔的時候呢, 聖經說呢人們建造這個通天的巴別塔,就是用的磚頭和瀝青,這個瀝青呢就是石油。 那麼修巴別塔的地方呢,就是古巴比倫,就美索不達米亞,也就是人類最早發現石油的地方。 所以人類利用石油的歷史和人類文明的長度是差不多的。 在最早的時候,其實也已經知道石油可以燃燒了,但是由於開採技術的限制,根本沒有開採了,只能等著它自己冒出來。 沒有木頭來的方便,所以它作為能量載體的屬性,一直是被忽略的。 那麼人類真正開始大量利用石油呢,是100多年前,隨著工業革命的發展,能量消耗越來越大。 汽車、飛機開始普及,第一次世界大戰,這些都推動石油作為能源的需求呢,開始爆發式的增長。 後來經過100年的發展,它現在已經成為社會發展的核心資源。 一說到石油呢,很多人第一印象可能就是燃料,感覺只要不開車不坐車,就和石油沒有關係,其實不是這樣。 我們大部分的生活用品,都多多少少和石油是有關,甚至呢直接就是石油產品。 比如說典型的石油產品就是塑料,還有呢就是衣服的纖維,很多是來自於石油的。 藥物、化妝品、輪胎、橡膠,這些都是以石油為原材料。 石油從地裡挖出來之後呢,會在石油加工廠進行蒸餾分層,每一層呢都可以轉化成不同的東西。 比如說蒸餾的最上層,石油氣,就是家裡用的煤氣,打火機裡面的瓦斯。 第二層就是汽油了,第三層是石腦油,這個呢是塑料和衣服纖維藥品化妝品的原材料。 第四層是煤油,這個是飛機的燃料。 第五層是柴油,卡車巴士,發電機的燃料。 第六層是重油,大型輪船的燃料,還有工業鍋爐的燃料。 第七層是潤滑油,工廠裡很多大的設備機械呢都是要用到很多潤滑油的,防止機器磨損。 第八層是石蠟,是蠟燭和防水材料的原材料。 第九層也是最下面一層,就是最濃厚的一層,是瀝青,是用來鋪路的,也可以用來做防水。 所以石油雖不說是萬能的,也渾身上下都是寶,沒有一滴是浪費的。 小到我們每天的吃穿住行,大到人類社會的發展,石油是繞不開的。 也正因為如此,最近呢美國和伊朗打仗,全世界的物價都在飆升,因為幾乎所有的商品都和石油有關。 關鍵它是一個重度消耗品,現在全世界每天要消耗一億桶石油。 所以近100多年各個國家就為了石油,打得不可開交。 當然爭奪也不僅僅是因為它消耗大,還有兩個更重要的原因。 一個呢就是石油分佈極端不均衡,大部分國家沒有石油,或者就算有品質也不好,開採難度很大。 只有少數國家呢有品質又好,又容易開採的優質石油。 而這些國家都集中在了中東,但是目前探明石油儲量最多的國家呢,不是中東國家,是委內瑞拉。 它的石油儲量呢佔全世界的17%,第二名是沙特阿拉伯15%,第三名是伊朗12%。 那麼委內瑞拉呢雖然儲量大,但是呢大部分都是超重油,開採和加工的成本都很高。 超重油就是石油裡面最濃厚那個部分。 而沙特和伊朗的油呢,非常容易開採,油的品質也是非常好的。 但不管是哪吧,都不太平是吧,有石油就很難太平。 再一個造成石油爭奪的原因呢,就是一直以來我們都堅信它是有限的。 其實從100年前開始呢,就有專家計算說石油可能只能再用個2、30年。 這個說法一直在持續,我小時候也聽說過,但是這麼多年過去了,石油並沒有枯竭。 而且呢現在基本上也不怎麼提及石油即將枯竭的事情。 為什麼石油一直說要用完了卻用不完呢?主要是因為不斷發現了很多新的油田。 而且呢由於開採技術的發展,原先採不到的石油也採到了。 最典型的例子就是美國,美國是現在世界上第一產油國,依靠的呢就是先進的採油技術。 把原先封在岩石內部的石油都給採出來了。 就是很多石油啊,它不是在一個很空曠的區間裡,你拿個管子就能抽出來的。 它是直接封在岩石裡面的很細碎的,正常情況是絕對弄不出來的。 但是美國的石油公司呢,就用強大的水壓把這些岩石都壓碎了,裡面的油就流出來,就採出來了。 還有就是石油的利用效率現在也大幅提升了,就造成石油的枯竭期限現在在不斷的被推後。 同樣這也造成了石油其實並不昂貴,現在在打仗呢價格漲起來。 原先原油的價格,其實和平常喝的礦泉水的價錢是差不多的,平均每升只要0.5美元左右。 所以以目前全球探明的儲量和每年消耗速度來算的話,說是再用個4、50年是沒有問題的。 那麼總能不斷的發現新的油田,是否說明石油其實是不會枯竭呢? 那麼說到這個問題呢,我們就先說一下石油身上最大的一個謎團,就是石油這個東西究竟是什麼,它是怎麼產生的。 石油從成分上來說,是一種非常複雜的混合物,最主要的成分是幾千種碳氫化合物。 雖說是成千上萬種東西混在一起,但也不是瞎混的啊,含有的物質都有一定的比例, 就好像有一個複雜的配方調和成的這麼一個東西。 打個不恰當的比方,就像可口可樂一樣,雖然我們知道它是由多種東西調和而成的, 但是具體都有一些什麼東西,怎麼個比例呢,就是不太清楚了。 當然石油的配方,肯定比可口可樂要複雜多了,它裡面含有的物質有上萬種。 那麼這種神秘的液體是怎麼來的呢?是誰勾兌的呢? 目前主流觀點認為呢,石油是從遠古生物,主要是動物了,也主要是微生物了。 經過地球複雜的加工把它變成石油,而煤炭呢是來自遠古的植物。 這就是說人類現在社會發展用到了最大的能源,煤炭和石油都來自於遠古生命,我們的祖先。 我們的祖先死掉了之後也沒浪費,變成了巨大的能源留在地球上。 那麼生物變成以石油的過程大概是這樣的,就是遠古生物死掉之後呢, 不一定非是大的生物,其實絕大部分不是大生物,反倒都是海洋裡的藻類、微生物。 死掉之後呢,就沉入海底的淤泥之中,深海是極度缺氧的。 他們屍體在當時的環境中,長時間保存也不會腐爛。 那麼經年累月呢,這些不斷沉積下來的生物遺骸呢,就會形成厚厚的一層含有機物的沉積層。 這個沉積層呢不斷的累積,不斷的下沉,經過幾百萬年就會變成沉積岩。 沉積岩呢再隨著地殼的運動不斷的下沉,溫度就開始上升了。 深海是很冷的,沉到地底下之後溫度和壓力都在上升,岩石中的有機物呢,在經過幾百萬年的高溫高壓, 就不斷的被熬製成一種黑色的液體,滲出岩石外面,這個呢就是石油。 再進一步熬下去呢就會變成天然氣,所以石油和天然氣呢往往是伴生的。 那麼熬出來這些石油和天然氣呢,再經過幾百上千萬年的匯集, 最終就形成地下的油田,我們才能把它採取出來。 所以從動物屍體到石油呢,可能不用上億年的時間,但是要變成油田就要上億年。 不過大家注意,這個石油形成的過程並不是我們觀察到的,也沒有什麼很直觀的證據,是我們推測的。 所以石油是否真的是由遠古生命來的,是不確定的。 那麼既然我們沒有看到生物變成石油的過程,甚至連中間過程也沒有發現, 怎麼知道石油很有可能是由這些生物來的呢?其實是有比較有利的間接證據的。 第一個呢就是目前發現的大部分油田呢,都在富含有機物的沉積岩層,而且呢它們也都在遠古海洋的底部。 靠著這個推測呢,我們也找到了很多新的油田,所以這個推測呢被認為是合理的。 第二個呢就是目前大部分石油中呢都發現了鯊烷等一些特殊的有機物。 鯊烷這個名字大家可能都沒聽過,它是細胞膜中才會有了一物質,目前已知只有生物能夠合成, 所以它也被稱作叫生物的分子化石。 第三呢就是碳12,碳呢有很多同位素,我們以前經常提及是碳14。 生物體中碳12的含量是比較高的,這一生物特徵呢在石油中也是有的。 如果石油是自然生成的話,碳12的含量不會那種異常的高。 也就是說石油中呢是含有大量生物痕跡的,通過這幾個證據呢, 目前主流還是比較堅定相信石油是由遠古生物來的。 如果它是為遠古生物來的,那麼它就是不可再生,因為產生石油不光是需要動物的屍體, 還是需要很多苛刻的條件,比如說這個屍體不能腐爛,需要大量的沉積。 你都腐爛掉了就沒法沉積了,剛好地敲運動又把它們壓到地下,熬製了上億年。 具備這樣條件的地球歷史時期呢是非常短暫的,非常偶然。 現在地球的環境呢,其實就不太符合產石油的條件,所以如果石油來自遠古生物,那它就是不可再生資源。 在這我也稍微說一個題外話,就是如果石油真的來自生命,假如有一天我們在月球, 或者在火星上發現石油的話,那這個意義就非同凡響了。 好,這個就是主流的石油有機起源假說。 除了這個主流假說之外呢,其實還存在一個石油無機起源假說。 這個假說雖然支持的學者比較少,但非常的頑強,每過幾年就會被他們提起。 這個假說說呢,石油並不是由遠古的生命形成的,它是由地球內部的無機物,經過高溫高壓的化學反應, 再加水的用作不斷生成,無機起源也有一些證據。 第一個呢就是據說目前呢已經發現了上百個商業級的油田, 是不在沉積岩岩層中,而是在岩漿岩的岩層中。 就是花崗岩啊、玄武岩之類的這些岩層,岩漿岩呢是由岩漿冷卻形成,裡面是不會有生物沉積的。 不會有大量的有機物呢,後來又發現這種油田下面大部分有斷層。 斷層呢就是由於地敲運動啊,岩層自上而下裂開的這麼一些地方。 這些裂口啊,相當於一個個通往地球深處的通道,所以懷疑石油呢,其實是在地球更深的地方,地球的內部形成。 然後通過這些斷層,這些通道不斷的上升,最終停留在了一些岩層中間,就是我們目前看探到的油田。 那麼石油如果是在地球內部,通過穩定的化學反應不斷生成的,那它就是取之不盡,用之不竭的。 只是它們在非常深的地方,我們探測不到。那麼這種油田最典型的呢,就是越南的最大的油田,白虎油田。 這個白虎油田就在花崗岩的岩層裡,本來認為不該有石油的地方,結果呢發現了一個超大的油田。 它支撐了越南幾十年的能源,甚至讓越南成為了石油出口國。 所以這個油田真的是一個奇蹟,這個油田所在的花崗岩岩層啊是在沉積岩的下面的。 如果呢這個是沉積岩形成的石油呢,因為石油比較輕嘛,它會往上走。 結果呢它在沉積岩的下面,這個就用有機成因論不好解釋了。 那麼無機成因論還有一個證據呢,就是石油中呢通常含有汞和氦。 這些元素呢是典型的非生物元素,我剛才說了石油裡有典型的生物元素,它也有典型的非生物元素。 既然有典型的生物元素,也有非生物元素,所以有些人就說呢,你不能抓著裡面的生物元素,就一定說它來自於生物。 而氦呢是典型的地幔元素,暗示著這個石油有可能來自地球更深的地方。 第三個呢就是目前發現呢,一些油田呢有自動回補的現象。 就是說有些油田明明已經採光了,結果過兩年裡面又出現了好多石油。 不是出現一點點,是非常多,這個呢就被認為是地球內部呢在給它不斷的供給。 只是供給的速度可能不是那種井噴式的,所以讓他抽完了,又慢慢供給了之後又產生了一些。 這些呢就被認為是無機成因論的一些證據。 雖然說也有一定的道理,但是目前大部分證據還是指向有機成因論,所以主流仍然認為是由遠古生物形成的。 但是無機成因論呢,從另一個角度來說,確實提供了一個美好的可能性。 就是如果石油真的是地球自身不斷生成的一種能源的話,那麼就不會有能源危機了。 人類也不必為了石油而大打出手了,是吧?所以每當發生衝突或戰爭的時候, 這個石油的無機成因論就又會被提起。 我不剛才說了嗎,這個理論每過幾年就會被提起一次,其實就和這個有關。 那麼既然石油這麼重要,它又不可再生,是否可以人造呢?其實人造石油在100多年前就已經有了。 1925年的時候德國人就通過複雜的工藝,把煤炭轉化成了人造石油。 後來德國發動二戰靠的就是這個技術,因為一旦打仗,德國就被封鎖了。 德國本土石油資源是非常少的,一直是依靠進口的,但是它的煤炭是比較多的。 仗著這個煤轉油的技術呢,製造出了大量的人造柴油,驅動坦克飛機。 幫助德國在整個歐洲戰場上,維持高強度的作戰。 二戰之後德國這個技術呢,最先就被美國拿走了,當然現在全世界各國都有這個技術了。 而且現在更進步了,不光煤炭可以轉石油,天然氣也可以轉,生物質也可以轉。 這種人造石油和天然石油相比更加純淨,天然石油呢有很多的雜質。 而且不同地方出產的石油品質也都不一樣,人造石油就沒有這個問題。 成分非常穩定,更容易加工,轉換率更高,比天然石油好處多很多。 但最大的問題就是成本太高。 不過當時德國打仗是沒有辦法,它只能自己造石油,再貴它也得造。 人造石油前期投入非常巨大,造一個人造石油工廠,一般前期投入需要幾十億到上百億美元。 而造石油又要消耗大量的能量,其實這個石油並不是單純的化學反應, 它還是需要用到大量的能源,比如說電能。 投入大成本高呢,就造成商業資本不會踏足這個領域,因為完全不掙錢嘛。 畢竟現在從地底下挖石油成本極低,像沙特的話,挖一桶油只要幾美元,能賣幾十甚至上百美元,絕對的暴利。 所以人造石油呢,目前主要作為國家的戰略資源儲備,而中國和南非呢,在人造石油產能方面呢,是全球領先的。 那麼說了石油這麼多好處,下面我們來說說石油的問題。 其實相對於它的好處,它的問題也是非常明顯的。 首先第一個問題呢就是環境污染問題,這也是它最直觀最嚴重的問題。 石油燃燒會釋放大量的二氧化碳,氮氧化物,還有一些顆粒物。 這就會直接導致全球變暖、霧霾,還有呼吸系統疾病。 第二個呢就是石油洩露問題,石油洩露雖然不經常發生,但是一旦洩露, 特別是在海上洩露的話,就會造成嚴重的海洋生態破壞,鳥類、魚類會大量死亡。 恢復呢往往需要幾十年甚至上百年的時間。 第三呢就是石油引發的地緣政治問題,石油往往是引發大規模戰爭的根源。 為什麼100年前石油開始大規模使用之後,就發生了第一次和第二次世界大戰呢? 為何中東一直在打仗呢?如果未來發現新的油田,是否會引發新的爭端呢? 比如說現在有一些學者認為,北極和南極可能蘊藏大量的石油。 如果真的發現有,那麼新的爭奪,新的矛盾似乎又要出現了。 所以呢,相對找到新的油田,盡快的找到石油的替代品可能更為重要。 但是呢,想用一種東西替代石油,現在基本認為是不可能的。 因為我們剛才說了,石油的功能太多了,這個東西又能燃燒,又能做衣服,又能做藥,又能做化妝品。 上哪找這種全能的選手呢?所以要像替代石油必須分項替代。 比如說找一個東西替代它燃燒的功能,找另一個東西替代它作為原材料的功能。 而目前呢,作為燃料的功能已經漸漸的被取代了。 大家現在看到越來越多的電車、新能源汽車,其實就是在取代石油。 但是作為飛機燃料這個部分呢,目前還是很難被取代的。 因為現在要合成飛機燃料成本太高,所以仍然需要依賴使用石油。 那麼關於塑料的部分呢,用過3D打印機的觀眾呢,可能都知道PLA這種材料。 就是一種類似塑料的東西,這個材料是用玉米中的澱粉為原材料。 質感非常像塑料,但是其實這個材料呢,目前成本還是比較高的,性能呢也不是很好。 很脆,不耐熱,和傳統的塑料在很多方面是沒有辦法比的,所以呢目前呢還是不能夠完全取代塑料。 剩下的部分呢,也都沒有好的替代物,比如說藥品、化妝品這些領域呢, 石油仍然處於一個不可替代的地位,當然這方面的研究呢,仍然在持續之中。 希望有一天石油真的可以被更加清潔,更加普遍的一種能源所取代,讓這個世界變得更乾淨,也更加和平。 好,那麼今天就先講到這裡,我們下期再見,Bye Bye。