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，我们来讲石油。石油之所以叫石油，是因为它最初是在岩石中发现的。 一种从石头缝里流出来的油，所以叫石油。人类很早以前就发现石油了。 大概距今5000年前在美索不达米亚，也就是苏美文明，现在伊拉克那个地方就发现了石油。 但是这个呢不是挖出来的，是它自己从地底下冒出来的。虽然当时人并不知道这种黑色的液体是什么，但是已经发现这个东西非常有用了。 因为他们发现这个东西可以用来粘合石头，也可以涂抹在船只上防止漏水。 关于石油最早的，也是最有名的文献记载呢，就是《旧约圣经》。这个我们以前讲过，就是讲巴别塔的时候呢，圣经说呢，人们建造这个通天的巴别塔 就是用的砖头和“沥青”。这个“沥青”呢就是石油。 那么修巴别塔的地方呢，就是古巴比伦，就美索不达米亚，也就是人类最早发现石油的地方。 所以人类利用石油的历史和人类文明的长度是差不多的。 在最早的时候，其实也已经知道石油可以燃烧了，但是由于开采技术的限制，根本没有开采了，只能等着它自己冒出来。 没有木头来得方便，所以它作为能量载体的属性呢一直是被忽略的。 那么人类真正开始大量利用石油呢，是100多年前。随着工业革命的发展，能量消耗越来越大，汽车、飞机开始普及，第一次世界大战。 这些都推动石油作为能源的需求呢，开始爆发式增长。后来经过100年的发展，它现在已经成为社会发展的核心资源。 一说到石油，很多人第一印象可能就是燃料，感觉只要不开车不坐车就和石油没有关系，其实不是这样。 我们大部分的生活用品，都多多少少和石油是有关，甚至直接就是石油产品。 比如说典型的石油产品就是塑料，还有呢就是衣服的纤维，很多是来自于石油的。 药物、化妆品、轮胎、橡胶，这些都是以石油为原材料。 石油从地里挖出来之后，会在石油加工厂进行蒸馏分层，每一层都可以转化成不同的东西。 比如说蒸馏的最上层，石油气，就是家里用的煤气，打火机里面的瓦斯。 第二层就是汽油了，第三层是石脑油，这个是塑料、衣服纤维、药物、化妆品的原材料。 第四层是煤油，这个是飞机的燃料。第五层是柴油，卡车、巴士、发电机的燃料。 第六层是重油，大型轮船的燃料，还有工业锅炉的燃料。第七层是润滑油，工厂里很多大的设备、机械呢，都是要用到很多润滑油的，防止机器磨损。 第八层是石蜡，是蜡烛和防水材料的原材料。第九层，也是最下面一层，就是最浓厚的一层，是沥青，是用来铺路的，也可以用来做防水。 所以石油虽不说是万能的，也浑身上下都是宝，没有一滴是浪费的。 小到我们每天的吃穿住行，大到人类社会的发展，石油是绕不开的。 也正因为如此，最近呢美国和伊朗打仗，全世界的物价都在飙升，因为几乎所有的商品都和石油有关。 关键它是一个重度消耗品，现在全世界每天要消耗一亿桶石油。 所以近100多年，各个国家就为了石油打得不可开交。 当然争夺也不仅仅是因为它消耗大，还有两个更重要的原因。 一个就是石油分布极度不均衡，大部分国家没有石油，或者就算有品质也不好，开采难度很大。 只有少数国家有品质又好，又容易开采的优质石油，而这些国家都集中在了中东。 但是目前探明石油储量最多的国家不是中东国家，是委内瑞拉。 它的石油储量占全世界的17%。第二名是沙特阿拉伯15%，第三名是伊朗12%。 那么委内瑞拉呢，虽然储量大，但是呢，大部分都是超重油，开采和加工的成本都很高。 超重油就是石油里面最浓厚那个部分。而沙特和伊朗的油呢非常容易开采，油的品质也是非常好的。 但不管在哪，都不太平是吧，有石油就很难太平。再一个造成石油争夺的原因呢，就是一直以来我们都坚信它是有限的。 其实从100年前开始呢，就有专家计算说，石油可能只能再用个二三十年。 这个说法一直在持续，我小时候也听说过，但是这么多年过去了，石油并没有枯竭。 而且呢现在基本上也不怎么提石油即将枯竭的事情。为什么石油一直说要用完了却用不完呢？ 主要是因为呢，不断发现了好多新的油田，而且呢由于开采技术的发展，原先采不到的石油也采到了。 最典型的例子就是美国，美国是现在世界上第一产油国，依靠的呢就是先进的采油技术。 把原先封在岩石内部的石油都给采出来了。就是很多石油，它不是在一个很空旷的区间里，你拿个管子就能抽出来的。 它是直接封在岩石里面的很细碎的，正常情况是绝对弄不出来的。 但是美国的石油公司呢，就用强大的水压把这些岩石都压碎了，里面的油就流出来就采出来了。 还有就是石油的利用效率现在也大幅提升了，就造成石油的枯竭期限呢在不断的被推后。 同样这也造成了石油其实并不昂贵。现在在打仗价格涨起来。 原先原油的价格，其实和平常喝的矿泉水的价钱是差不多的，平均每升只要0.5美元左右。 所以以目前全球探明的储量和每年消耗速度来算的话，说是再用个四五十年是没有问题的。 那么总能不断的发现新的油田，是否说明石油其实是不会枯竭呢？ 那么说到这个问题呢，我们就先说一下石油身上最大的一个谜团，就是石油这个东西究竟是什么？它是怎么产生的？ 石油从成分上来说呢，是一种非常复杂的混合物，最主要的成分呢是几千种碳氢化合物。 虽说是成千上万种东西混在一起，但也不是瞎混的，含有的物质都有一定的比例。 就好像有一个复杂的配方调和成的这么一个东西。打个不恰当的比方，就像可口可乐一样。 虽然我们知道它是由多种东西调和而成的，但是具体都有些什么东西，怎么个比例呢？ 就是不太清楚。当然石油的配方肯定比可口可乐要复杂多了，它里面含有的物质有上万种。 那么这种神秘的液体是怎么来的呢？是谁勾兑的呢？目前主流观点认为，石油是从远古生物，主要是动物， 也主要是微生物，经过地球复杂的加工把它变成石油。而煤炭呢是来自远古的植物。 这也就是说人类现在社会发展用到了最大的能源，煤炭和石油都来自于远古生命，我们的祖先。 我们的祖先死掉了之后也没浪费，变成了巨大的能源留在地球上。 那么生物变成石油的过程大概是这样的，就是远古生物死掉之后，不一定非是大的生物。 其实绝大部分不是大生物，反倒都是海洋里的藻类、微生物，死掉之后就沉入海底的淤泥之中。 深海是极度缺氧的，他们尸体在当时的环境中，长时间保存也不会腐烂。 那么经年累月呢，这些不断沉积下来的生物遗骸呢，就会形成厚厚的一层含有有机物的沉积层。 这个沉积层呢不断的累积，不断的下沉，经过几百万年就会变成沉积岩。 沉积岩呢再随着地壳的运动不断的下沉，温度就开始上升了。 深海是很冷的，沉到地底下之后温度和压力都在上升，岩石中的有机物呢，在经过几百万年的高温高压， 就不的被熬制成一种黑色的液体，渗出岩石外面，这个呢就是石油。 再进一步熬下去呢，就会变成天然气，所以石油和天然气呢，往往是伴生的。 那么熬出来这些石油和天然气再经过几百上千万年的汇集，最终就形成地下的油田，我们才能把它采取出来。 所以从动物尸体到石油呢，可能不用上亿年的时间，但是要变成油田就要上亿年。 不过大家注意啊，这个石油形成的过程并不是我们观察到的，也没有什么很直观的证据，是我们推测的。 所以石油是否真的是由远古生命来的呢？是不确定的。那么既然我们没有看到了生物变成石油的过程，甚至连中间过程也没有发现， 怎么知道石油很有可能是由这些生物来的呢？其实是有比较有利的间接证据的。 第一个呢就是目前发现的大部分油田，都在富含有机物的沉积岩层，而且呢它们也都在远古海洋的底部。 靠着这个推测呢，我们也找到了很多新的油田，所以这个推测呢，被认为是合理的。 第二个呢就是目前大部分石油中，都发现了甾烷等一些特殊的有机物。 甾烷这个名字大家可能都没听过，它是细胞膜中才有的物质。 目前已知只有生物能够合成，所以它也被称作叫生物的分子化石。 第三呢就是碳12，碳呢有很多同位素，我们以前经常提是碳14。 生物体中碳12的含量是比较高的。这一生物特征呢在石油中也是有的。 如果石油是自然生成的话，碳12的含量不会那种异常的高。 也就是说石油中是含有大量生物痕迹的。通过这几个证据呢，目前主流还是比较坚定相信石油是由远古生物来的。 如果它是由于远古生物来的，那么它就是不可再生，因为产生石油不光是需要动物的尸体， 还是需要很多苛刻的条件，比如说这个尸体不能腐烂，需要大量的沉积，你都腐烂掉了就没办法沉积了。 刚好地壳运动又把它们压到地下，熬制了上亿年。具备这样条件的地球历史时期呢是非常短暂的，非常偶然。 现在地球的环境呢，其实就不太符合产石油的条件，所以如果石油来自远古生物，那它就是不可再生资源。 在这我也稍微说一个题外话，就是如果石油真的是来自生命，假如有一天我们在月球， 或者在火星上发现石油的话，那这个意义就非同凡响了。好，这个就是主流的石油有机起源假说。 除了这个主流假说之外呢，其实还存在一个石油无机起源假说。 这个假说呢，虽然支持的学者比较少，但非常的顽强。每过几年就会被人提起。 这个假说呢说呢，石油并不是由远古的生命形成的，它是由地球内部的无机物，经过高温高压的化学反应， 再加水的作用不断生成。无机起源呢，也有一些证据，第一个就是据说目前呢，已经发现了上百个商业级的油田， 是不在沉积岩岩层中，而是在岩浆岩的岩层中，就是花岗岩、玄武岩之类的这些岩层。 岩浆岩呢是由岩浆冷却形成，里面是不会有生物沉积的，不会有大量的有机物呢。 后来又发现这种油田下面大部分有断层，断层呢就是由于地壳运动，岩层自上而下裂开的这么一些地方。 这些裂口呢，相当于一个个通往地球深处的通道，所以怀疑石油呢，其实是在地球更深的地方，地球的内部形成， 然后通过这些断层，这些通道不断的上升，最终停留在了一些岩层中间，就是我们目前勘探到的油田。 那么石油如果是在地球内部，通过稳定的化学反应不断生成，那它就是取之不尽，用之不竭的。 只是它们在非常深的地方我们探测不到。那么这种油田最典型的呢，就是越南的最大的油田白虎油田。 这个白虎油田呢，就在花岗岩的岩层里，本来认为不该有石油的地方，结果发现一个超大的油田。 它支撑了越南几十年的能源，甚至让越南成为了石油出口国。 所以这个油田真的是一个奇迹。这个油田所在的花岗岩岩层呢，是在沉积岩的下面的。 如果呢这个是沉积岩形成的石油呢，因为石油比较轻嘛，它会往上走。 结果它在沉积岩的下面，这个就用有机成因论不好解释。那么无机成因论还有一个证据就是， 石油中通常含有汞和氦，这些元素是典型的非生物元素。 我刚才说了石油里有典型的生物元素，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呢，所以呢有些人就说你不能抓着里面的生物元素，就一定说它来自于生物。 而氦呢是典型的地幔元素，暗示着这个石油有可能来自地球更深的地方。 第三个呢就是目前发现呢，一些油田有自动回补的现象。 就是说有些油田明明已经采光了，结果过两年里面又出现了好多石油，不是出现一点点，是非常多。 这个就被认为是地球内部在给它不断的供给，只是供给的速度可能不是那种井喷式的，所以让他抽完了，又慢慢供给之后又产生了一些。 这些呢就被认为是无机成因论的一些证据，虽然说也有一定的道理，但是目前大部分证据还是指向有机成因论。 所以主流仍然认为是油远古生物形成的。但是无机成因论从另一个角度来说，确实提供了一个美好的可能性。 就是如果石油真的是地球自身不断生成的一种能源的话，那么就不会有能源危机了。 人类也不必为了石油而大大出手了是吧？所以每当发生冲突或战争的时候，这个石油的无机成因论就又会被提起。 我不刚说了吗，这个理论每过几年就会被提起一次，其实就和这个有关。 那么既然石油这么重要，它又不可再生，是否可以人造呢？ 其实人造石油在100多年前就已经有了。1925年的时候，德国人就通过复杂的工艺，把煤炭转化成了人造石油。 后来德国发动二战靠的就是这个技术，因为一旦打仗，德国就被封锁了。 德国本土石油资源是非常少的，一直是依靠进口的，但是它的煤炭是比较多的。 仗着这个煤转油的技术呢，制造出了大量人造柴油，驱动坦克飞机，帮助德国在整个欧洲战场上维持高强度的作战。 二战之后德国这个技术呢，最先就被美国拿走了，当然现在全世界各国都有这个技术了。 而且现在更进步了，不光煤炭可以转石油，天然气也可以转，生物质也可以转。 这种人造石油和天然石油相比更加纯净，天然石油呢有很多的杂质，而且不同地方出产的石油品质也都不一样。 人造石油就没有这个问题，成分非常稳定，更容易加工，转换率更高，比天然石油好处多很多。 但最大的问题呢，就是成本太高。不过当时德国打仗是没有办法，它只能自己造石油，再贵它也得造。 人造石油前期投入非常巨大，造一个人造石油工厂，一般前期投入需要几十亿到上百亿美元， 而造石油呢，又要消耗大量的能量，其实这个石油并不是单纯的化学反应，它还是需要用到大量的能源。 比如说电能，投入大成本高呢，就造成商业资本不会踏足这个领域，因为完全不挣钱嘛。 毕竟现在从地底下挖石油成本极低，像沙特的话挖一桶油只要几美元，能卖几十甚至上百美元，绝对的暴利。 所以人造石油呢，目前主要作为国家的战略资源储备。而中国和南非呢，在人造石油产能方面呢是全球领先的。 那么说了石油这么多好处，下面我们来说说石油的问题。其实相对于它的好处，它的问题也是非常明显的。 首先第一个问题就是环境污染问题，这也是它最直观最严重的问题。 石油燃烧会释放大量的二氧化碳、氮氧化物、还有一些颗粒物，这就会直接导致全球变暖、雾霾，还有呼吸系统疾病。 第二个呢就是石油泄漏问题。石油泄漏呢，虽然不经常发生，但是一旦泄漏，特别是在海上泄漏的话， 就会造成严重的海洋生态破坏，鸟类、鱼类会大量死亡，恢复往往需要几十年甚至上百年的时间。 第三呢就是石油引发的地缘政治问题。石油呢，往往是引发大规模战争的根源。 为什么100年前石油开始大规模使用之后，就发生了第一次和第二次世界大战呢？ 为何中东一直在打仗呢？如果未来发现新的油田，是否会引发新的争端呢？ 比如说现在有一些学者认为北极和南极可能蕴藏大量的石油。 如果真的发现有，那么新的争端，新的矛盾似乎又要出现了。 所以呢，相对找到新的油田，尽快地找到石油的替代品可能更不重要。 但是想用一种东西替代石油，现在基本认为是不可能的，因为我们刚说了，石油的功能太多了。 这个东西又能燃烧，又能做衣服，又能做药，又能做化妆品，上哪找这种全能的选手呢？ 所以呢，要想替代石油必须分项替代。比如说找一个东西替代它燃烧的功能，找另一个东西替代它作为原材料的功能。 而目前作为燃料的功能已经渐渐被取代了。大家现在看到越来越多地电车、新能源汽车，其实就是在取代石油。 但是作为飞机燃料这个部分呢，目前还是很难被取代，因为现在要合成飞机燃料成本太高，所以仍然需要依赖使用石油。 那么关于塑料的部分呢，用过3D打印机的观众呢，可能都知道PLA这种材料，就是一种类似塑料的东西。 这个材料是用玉米中的淀粉为原材料，质感非常像塑料，但是其实这个材料呢，目前成本还是比较高的。 性能也不是很好，很脆不耐热，和传统的塑料在很多方面是没有办法比，所以呢目前还是不能够完全取代塑料。 剩下的部分呢，也都没有好的替代物。比如说药品、化妆品这些领域呢，石油仍然处于一个不可替代的地位。 当然这方面的研究呢，仍然在持续之中，希望有一天石油真的可以被更加清洁，更加普遍的一种能源所取代， 让这个世界变得更干净也更加和平。好，那么今天呢就先讲到这里，我们下期再见，Bye Bye。