石油简史
2023-11-17香橙弦
文/香橙弦
《石油简史:从科技进步到改变世界》
【加拿大】瓦茨拉夫·斯米尔 著
李文远译
石油工业出版社
石油的工业化过程
石油被称为“工业的血液”,是当今世界的主要能源。石油的工业化过程可以分成找油、采油、炼油和运输四个环节。
首先是找油。人类找油的历史,可以分为四个阶段。第一个阶段,撞大运阶段。石油勘探人员主要依靠一些罕见的地表现象来找油,比如天然石油渗漏点、焦油岩或焦油湖等。第二阶段,用测振仪来勘探石油。第一台测振仪,是在第一次世界大战期间发明的,原本是德国军队用来精准定位盟军的位置。第一次世界大战结束后,美国发明了反射测振仪,来探测地底下是否存在含油结构。1928 年12 月4 日,美国利用反射测振仪,打下了第一口井。第三个阶段,计算机的三维可视化技术运用在石油勘探上,呈现地下岩层构造。第四个阶段,电法测井技术应用,识别地下的物质。
在采油环节,中国人贡献了智慧。汉朝川蜀地区的民众采用冲击钻法开采天然气,再用竹筒输送,后放在大型铸铁锅下燃烧,以蒸发卤水,生产出珍贵的盐。冲击钻法技术一直沿用到19 世纪末。1895 年,由冲击钻法技术改良的旋转钻机技术问世,石油开采迎来崭新时代。
勘探到的油,实际上是原油。原油就是没有经过处理、分馏、提纯的石油,也叫天然石油。所以,勘探到油后,并不会立即开采,而是先进行研判和规划。研判和规划的内容主要有两个方面:一个方面,依据终端的需求,来看应该炼出怎样的油品;另一方面,炼出油品后,怎样运输出去。我们在日常生活中使用的汽油、柴油、润滑油等,就是原油依据终端的需求炼出来的不同油品。这就是炼油环节。
相比煤炭等燃料,石油的优点之一是便于长距离运输。原油或者炼出来的油品,运输到全球各地,主要依靠两种方式:陆路的输油管道、水路的超级油轮。几乎所有的出口原油,都是用油轮运输的。原油是全球交易量最大的单一大宗商品。2016 年,原油出口量超过20 亿吨。相比之下,煤炭出口量为14 亿吨,铁矿石出口量几乎与煤炭相同,而天然气出口量为8 亿多吨。
石油对人类社会的影响
石油给人类社会带来的影响,主要体现在三个方面:第一个是运输业,第二个是农业,第三个是塑料制品在日常生活中的使用。
2016 年,汽车和飞机所消耗的汽油,占到全球炼油厂产量的三分之一。石油影响农业,主要表现在两个方面:一方面是耕种、收割的机械化;另一方面是农用化学品的使用,如肥料、防虫剂、除草剂等。比如,化肥最主要的成分是氮肥,生产氮肥的原料过去是煤,现在主要是用天然气和石油。
耕种、收割的机械化,极大地解放了劳动力。为农业机械化提供动力支持的正是汽油和柴油。农用化学品的使用,又极大提高了农作物的生产效率。传统农业的生产是靠天吃饭,历史上就出现过农作物遭遇虫灾导致农民颗粒无收的情况,进而导致粮食危机。现代农业因为石油的赋能,农业机械化和农用化学品的共同发展,让农业生产力得到飞速增长,让“稻花香里说丰年”变为了常态。
除此之外,石油也深深地嵌入每个人的生活中。我们都会接触或使用塑料制品,而塑料制品正是由石油中提取的原料合成的。这种塑料制品应用最大最广泛的场所是医院。外科手术用的手套、柔性管、静脉输液包、无菌包装等,都是从石油中诞生出来的。
塑料制品是石油作为非燃料的第一大用途。石油作为非燃料的第二大用途,是铺设道路的沥青。沥青路更容易维护,只要路基完好无损,表层沥青就可以剥离和回收。在发达国家,回收量最大的材料,不是铝罐或纸板纸张,而是沥青。2015年,世界各地的炼油厂生产了近9000 万吨沥青,其中85%用于铺路。同年,美国从磨损道路表面回收了7000 万吨沥青,其中约有90%用来重新生产新的沥青。
石油终结论
石油还能用多久?关于这个问题的答案,几乎是“一边倒”,认为石油的时代要结束了:一方面觉得石油很快就要被开采完了;另一方面认为随着新能源的开发和利用,石油这种会造成环境污染的化石燃料将逐渐被替代。
《石油简史:从科技进步到改变世界》的作者瓦茨拉夫·斯米尔认为,今天的我们已不再依赖石油,各种新能源已纷至沓来,但这并不代表石油退出了舞台,相反,至少21 世纪,石油依然会是主要的能源。
瓦茨拉夫·斯米尔说,如果纯粹从石油存在的时间来看,只要地球不毁灭,石油就永远存在。即使采用我们能想到的最先进的开采技术,岩石的储集层中也仍然会留下大量原先就有的石油。其次,虽然在能源脱碳化浪潮持续升温的大背景下,许多化石燃料被非化石燃料所替代,比如,利用风力产生电能或机械能的能源、利用光产生的光能等,但是,有些石油的用途是难以取代的,比如,目前以及未来运输领域依然依赖石油。
我们需要正视的是,石油带给我们好处的同时,也让我们付出了更大的代价,比如,石油在推动现代经济发展过程中造成的环境污染,像海洋石油污染、石油燃烧产生的烟雾等。为此,人类一直在寻找化石燃料的替代品,比如风力发电、光伏发电等,都是人类在能源转换上所做的努力。
然而,能源转换的过程,通常非常漫长,时间跨度长达几十年,而不是短短数年。其中的原因,主要有两点:第一点,人们观念的制约;第二点,为建设庞大的基础设施,以促进非碳能源的安全使用,所付出的成本非常高。“但我们应该看到,通往那个时代的道路虽荆棘密布,却也回报丰厚并充满了机遇,因为现代文明终将摆脱对化石能源的依赖。”瓦茨拉夫·斯米尔说。