田园:那些喜欢扮演上帝的“科学家”(四)

——未能出现的“石油顶点”

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【大纪元2016年01月28日讯】2014年9月到2015年底,世界石油价格暴跌。然而在2012年3月,原油价格曾创造过每桶125美元的记录。尽管产油国麻烦不断,比如中东持续动荡、伊斯兰国扩张、委内瑞拉濒临破产、俄罗斯侵略乌克兰等等,全球原油价格仍然呈下跌的趋势。2016年初,布伦特原油基准价格跌至每桶30美元以下,创12年来新低。

曾经风光一时的石油顶点(Peak oil)学说,再次遭受到严重的质疑。

1956年,美国地球物理学者哈伯特(M. King Hubbert)从单口油井的产出曲线出发,提出了一种石油产出的数学模型。该模型指出,某一油井或油田从开始投资、产油直至最终停止出油,产油量应该符合钟形曲线。如果把这个模型用在美国当时所有已探明油田,其石油产量(除阿拉斯加州以外)将于60年代末至70年代初达到顶峰,之后会一直下降。

1971年,美国大陆48州的日均石油产量达到了顶峰1,020万桶,并从此逐年下降。1986年,美国全国的石油产量为每天868万桶;到2001年,降至580万桶,其中阿拉斯加的产出量也下降了50%。其它次要产油国家,如法国在1988年、英国在1999年等等,也陆续出现了顶峰。哈伯特的石油顶点学说似乎在局部被证实了。

随后,哈伯特把他的模型推而广之,称世界范围内石油也存在哈伯特顶点。信奉哈伯特学说的学者一般认为,世界石油顶点发生于20世纪80年代中期,并预言2000年时世界石油日产量将暴跌到3,400万桶。他们认为,石油文明即将终结,接下去只能投资替代能源,比如太阳能、生物燃料等等。

然而这一次哈伯特的理论不灵了。20世纪80年代中期,世界石油产量确实出现了一个低潮期,最低点是1983年。但这一低潮的原因是伊朗革命、两伊战争和需求萎缩造成的,并不是因为无油可采。之后,世界石油产量稳步上升,幷在2000年时达到每天7,492万桶,超过哈伯特预言的两倍还多。

哈伯特的预言失败至少有三个原因。第一,他把孤立、局部地区的结果照搬到全球,错误可想而知。在哈伯特的时代,美国大陆48州的地质结构已经基本明了,石油储量也已经知道的相当准确。当时的采油技术很粗放,一次性采油之后就算完,因此预估石油产量比较简单,虽然废弃的油田里仍有大量的石油。因此哈伯特的理论在北美取得了有限的成功。而世界范围内,没有人敢断言掌握了全球的地质结构,石油储量也是一个未知数,至今仍在上升。1980年代之后常规采油技术也有长足进步,强化采油法大大提高了石油回收率。根据测算,同一个油田使用强化采油法后,产油量可达到不使用时的1-1.5倍。

第二,哈伯特预言忽视了技术进步的力量。在哈伯特的时代,深海采油技术还不存在;页岩油品相被认为不足以进行商业性开采。进入21世纪,水力压裂法和水平钻井术的成熟引发了页岩油革命。由于页岩油,从2008年开始美国的原油产量一反颓势,开始上升。到2014年9月国际油价开始崩跌的时候,美国平均原油日产量已经达到887万桶,并且继续上升。如果算上轻质的凝析油和液化石油气,美国的石油日产量在2012年已经超过沙特。

第三,石油的起源可能不止一种途径。有人认为石油来源于古代生物,因此石油被称为“化石燃料”。但也有人认为,石油可能还有非生物起源。这一学说认为,石油和组成石油的碳氢化合物在整个宇宙中存在。地球形成时,碳氢化合物以随机形式被封闭在地壳中。随着时间的推移,地核的高热使碳氢化合物渗出并积聚,形成含油带。戈尔德(Thomas Gold)等人按照这个学说,真的找到了石油。这一派学者认为,如果此说成立,地球应当包含巨量石油,也许可供人类使用5亿年。

石油顶点学说衰落的同时,越来越多的学者相信,真正达到顶点的是世界对石油的需求;今后几十年里,人类对化石燃料的消耗将稳步下降。美国的原油消耗量在2007年达到最高峰;欧洲的原油需求在1990年代中期就已经见顶。在过去两年,柴油在中国的消耗量也在稳步下降 。随着无人驾驶汽车和分享型经济的发展,未来的城市居民可能不需要拥有汽车,出门只需要使用Uber或者Lyft叫车就可以了。加之清洁能源、可再生能源技术的推广和普及,世界对化石燃料的长期依赖可能发生转折。

哈伯特当时的预言,就像一个人发现自己的汽车油箱没油之后,就开始悲叹世界将要终结一样。人类的科学太浅薄。至于兴衰存亡的大势,还是交给造物主的好。

责任编辑:高义

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