石油峰值：石油上瘾的世界的高潮/能源选择

石油之后，接下来是什么？

这就是我们所有人都想知道的！我们无法预测未来，但我们可以做出一些合理的猜测。其中之一就是说，无论未来为我们储备了什么，它很可能与我们今天所处的世界非常不同。我们可以从今天发生的事情中得到一些线索。我们有风能和太阳能等替代能源，但它们是间歇性的，无法满足我们目前的需要，但也许它们可以与能源农场结合起来。有核能，但这会留下大量难处理的废物，本身也是另一种有限资源，而且也会像石油一样达到峰值。有生物燃料，但它们与风能和太阳能一样，也无法满足我们目前的需要。所以，无论接下来是什么，它可能是一个融合各种能源的混合世界，并辅以减少能源需求的方式。也许这意味着更多地依赖当地社区，也许它会更像一个“疯狂的麦克斯”的世界。我们不知道，但塑造未来的责任在我们自己手中。我们现在将考察未来的一系列潜在能源，但有两件事将变得明确。首先是找到石油的直接替代品并不容易，而且我们的大多数选择只产生电力。第二是热力学定律非常重要，需要考虑。

什么是热力学定律？

定律 1. 你不会白白得到任何东西。或者更技术地说，你输入系统中的能量等于你获得的能量加上你在系统中损失的能量。这意味着能量是守恒的，没有能量凭空出现。

定律 2. 如果你想让某样东西继续运行，你必须给它输入能量。也就是说，一个封闭系统会逐渐衰退并停止运行，除非你不断给它添加能量（否则它就不是封闭的！）。另一种说法是说系统的熵在增加。当你看到事物退化和需要维护时，这种定律的结果就在我们周围。

定律 3. 物体越冷，它们损失的能量就越少。所以，如果你能将一个系统冷却到你能得到的最低温度，那么那个系统的熵就会保持不变。

非传统石油怎么样？

化石燃料有各种形式，从煤炭到天然气。'传统石油'通常是指易流动的石油 - 有些定义将该术语限制在陆上或浅水石油。传统石油最容易开采，最容易使用。非传统石油范围从重质油（粘稠，更难开采和提炼）到油砂。另一种非传统“石油”形式是“油页岩” - 实际上根本不是石油，而更接近有机物质在热量和压力将它们转化为石油之前的形式。

美国和俄罗斯拥有大量的油砂和油页岩。然而，开采这些资源并将其转化为可用的石油并不容易。使用目前的方法（已开发 25 年以上），都需要大量的能量投入 - 在油砂的情况下，还需要大量的用水。虽然总体上能量有增益，但从这两种资源中生产石油既不快也不容易。此外，尤其是在油砂的情况下，对环境的影响很大。

虽然重质油和油砂的产量正在增加，但目前的预测是，这些资源无法弥补传统石油产量开始下降后的短缺。油页岩尚未实现商业规模生产。

太阳能和风能等可再生能源怎么样？

按能源类型划分的全球能源消耗。尽管可再生能源的使用量有所增加，但总体需求的增加抵消了这一点。

目前形式的太阳能和风能发电。当然，这可以用来生产氢气（或其他某种能源载体）或为电动汽车的电池充电。

目前对这些可再生能源的关注点是试图取代传统的（化石燃料）发电，以减少二氧化碳排放。然而，目前对电力的需求正在增加 - 新的太阳能和风能发电系统的快速增加甚至没有覆盖新的需求，更不用说取代传统发电了。重点是，无论石油峰值与否，我们也面临着传统电力生产的问题。因此，为了同时解决这个问题和石油峰值问题，将需要更大规模的项目。举例来说，英国大约需要 4% 的土地面积和 50,000 台 3 兆瓦的风力涡轮机才能取代目前的电力生产（超越石油的能源，保罗·莫布斯）。取代石油能源大约需要相同数量的土地[与目前政府的目标相比]。

如果使用电力生产氢气，然后使用氢气来推动车辆，大约 75% 的能量会在转换过程中损失掉。石油也是如此，因为汽车的效率只有 25% - 其余的能量最终以热量的形式损失掉。使用电力为电动汽车充电更高效，而且避免了生产、运输和储存氢气的复杂性（尽管其他化学形式的储能正在开发中）。

已经开发出可以直接利用阳光生产氢气的技术，并且正在尝试提高这种技术的效率。目前它还没有商业可行性。

因此，可再生能源可以提供帮助 - 但需要大幅增加实施规模，而这可能根本没有足够的场地。它还需要改变车辆和基础设施，以便将能量输送出去。

潮汐能或波浪能等可再生能源怎么样？

这些是世界上某些地区潜在的主要能源。英国很幸运，拥有大量可供利用的潮汐能和波浪能。然而，这些能源并不容易转化为电力，而且风能的许多论点也适用于潮汐能和波浪能。

水不是一种宽容的介质，在波涛汹涌的海域中运行的设备必须非常坚固，而且维护也很困难且昂贵。然而，目前正在开发许多方法来从潮汐和波浪中提取能量。潮汐坝是一种成熟的方法，但对环境的影响很大。潮汐泻湖也已被提出。潮流能装置（连接到发电机的螺旋桨）正在开发中。波浪能解决方案也正在开发中，目前已有项目正在实施。

然而，我们目前能用这种方法提取的总能量，与我们从石油中获得的能量相比仍然很小。例如，英国皇家环境污染委员会估计，英国可以通过潮流能提供 4 吉瓦电力（英国拥有丰富的潜在地点）。这仅占英国目前电力消耗量的约 10% ... 而且远低于我们石油消耗量的比例（更不用说天然气了）。

生物燃料怎么样？

生物燃料将成为未来重要的燃料来源。在化石燃料出现之前，木材、粪便、秸秆等等形式的生物质，与太阳能一起，是

"在 2003 年，生物学家杰弗里·杜克斯计算出，我们每年燃烧的化石燃料来自“含有 44×10 的 18 次方克碳的有机物，这超过了地球当前生物群落净初级生产力的 400 倍”。(1) 用通俗易懂的语言来说，这意味着我们每年使用 4 个世纪的植物和动物。"

一项计算表明，我们需要利用英国目前所有的农业用地，才能通过使用生物质来满足其目前的能源需求。

欧盟的一份报告简单地指出：“你可以用来养活汽车或人，但不能两者兼得。” [来源？]

天然气和液化天然气怎么样？

预计天然气将在石油之后 10 年达到峰值，因此它不是任何长期的解决方案。它也更容易出现更急剧的下降率，而且运输也更加困难，因此，全球各国的天然气需求不断增长，它们越来越依赖于来自遥远国家的液化天然气。用油轮运输 LNG 可能比修建管道更便宜，但存在许多基础设施问题，例如建造 LNG 船和码头。天然气是化肥的极其重要的原料，许多人认为我们更应该担心天然气的衰退。

氢经济怎么样？

媒体上经常出现关于汽车用水运行的故事。没有一辆汽车是用水运行的，但这些故事指的是“氢经济”——未来世界将由无排放的氢能驱动。关键是，与化石燃料不同，氢不是能源——它是能量载体。它是一个电池。你必须使用能量来获取它，以及将能量输入其中。尽管氢是宇宙中最丰富的元素，但它以任何可利用的形式获取都极其困难。

物理定律意味着氢经济将永远是能量消耗。氢的特性要求你花更多的能量来完成以下操作，而不是你后来从它那里得到的能量：克服水的氢氧键，移动重型汽车，防止泄漏和脆性金属，将氢运输到目的地。无论所有问题是否都已解决，或者花费了多少钱，结果都不会改变。你用来制造、储存和运输氢的能量，将永远比你从中获得的能量更多。"

将不断减少的化石燃料转向氢经济，会从其他可能的用途（例如种植、收获、运送和烹饪食物、供暖房屋和其他基本活动）中减少这些能量。据约瑟夫·罗姆说：“国家和世界面临的能源和环境问题，尤其是全球变暖，过于严重，不能冒犯重大政策错误的风险，这些错误会错误地分配稀缺资源。”

关于氢作为燃料使用的乐观研究通常会忽略与高压气体燃料相关的储存成本。每单位体积的氢的燃料值非常低，因此很难从一个点到另一个点运输或输送有意义数量的能量。"

关于氢有一个笑话。“氢是未来的燃料，它永远都是。”

核裂变怎么样？

核裂变是一种情绪化的能源。从统计学角度来看，它是按单位能量产生的死亡人数计算的最安全能源形式之一。然而，我们正面临着大量的核废料需要处理，老旧电站的拆除成本巨大，留下了延续数千年的放射性遗产。还有核扩散的风险。

人们也担心铀的供应量，因为目前的富集储备将在未来 30 年内耗尽。

新的设计和方法大幅减少了废物和拆除成本，但这些成本并没有完全消除。还有一些方法可以对铀进行再处理，或者使用钍，或者实施快中子增殖反应堆，以大幅提高从相同数量的输入燃料中可以获得的能量（50 倍或更多）。所有这些都需要相当大的开发，并带来新的废物和安全问题。

原则上，如果这些问题能够克服，核能可以产生大量的能量。即使如此，也不应该低估需求的规模。例如，要替代英国目前石油消耗量的 25%，需要大约 20 个核电站的电力。

核聚变怎么样？

现有的核电是基于核裂变——原子核的裂变——核聚变则是基于原子核的聚变。更准确地说，两个轻原子核融合在一起形成一个更重的原子核并释放能量。"

这是维持太阳的同一种反应。它也是氢弹的基础。它可以用来产生大量的电力和少量的强放射性废物。这个想法并不新鲜，但与核裂变不同，尽管在核聚变发电站的研究上花费了 200 亿美元，但 40 多年来，在创造可持续的核聚变发电站方面并没有取得突破。即使是核聚变最坚定的支持者也说，它至少还需要几十年的时间。还有巨大的技术挑战需要克服。例如，反应堆中的温度将达到约 1 亿至 2 亿开尔文，并且没有已知的材料能够承受这种程度的热量哪怕几分之一秒。还没有一个核聚变反应堆产生的能量超过消耗的能量。直到 2016 年，甚至更晚，我们才会看到最大的希望——ITER（国际热核实验反应堆）——实验性聚变反应堆投入运行。之后，我们还需要很多年才能接近任何商业化的东西。即使到那时，它也只能产生电力，而不是石油，因此我们将不得不拥有可以运行在电网上的运输系统。假设所有必要的突破都能实现，直到 21 世纪中叶才能实现核聚变，到那时世界将是一个非常不同的地方。我们希望到那时我们已经朝着创造一个真正可持续的世界迈出了很大步伐。有些人还认为，如果核聚变或其他奇迹力量出现，它只会让人类继续开采世界的资源。

煤怎么样，特别是“清洁煤”？

毫无疑问，煤炭将成为能源结构的重要组成部分，无论石油如何衰退。例如，中国每周都在建设一座新的燃煤电站。煤炭价格便宜，对中国和美国等许多国家来说，煤炭储量十分丰富。但是，毫无疑问，这会威胁到我们减缓气候变化的意图。煤炭本身也面临着峰值问题——例如，预计美国煤炭将在 2032 年达到峰值。

地热能怎么样？

地热能对于拥有它的国家来说是一个有用的热量和能源来源。它在包括冰岛、意大利、新西兰、菲律宾和美国在内的几个国家已经商业化利用了多年。然而，它一直局限于靠近火山活动的地方，因此还没有成为主要的能源来源。未来在于热干岩或增强型地热系统 (EGS)。钻深井，将水泵入井中，然后在被下面的热岩石加热后提取。理论上可利用的能量是巨大的。^[5]

那么，免费能源呢？

有些人声称，有一些方法可以创造出绕过热力学第一定律的能量 - 能量不能凭空出现，甚至不能从背景环境能量中出现。简单的事实是，没有可以证明的、科学上证明的这种装置工作的例子，它产生的能量超过它消耗的能量。免费能源占世界能源贡献的比例正好为 0%。有些人说免费能源设备已经被美国政府掩盖和隐藏了。这说不通。经济增长以能源增长为基础。能量越多，经济就能增长越多。如果有办法生产免费能源，那么没有任何合理的理由会阻碍这种突破。如果经济问题是政府失去选举的主要原因之一，那么利用一切可能的能源来源是有道理的。这也假设免费能源发明只能在美国发生！世界上有许多能源匮乏的国家，它们不会犹豫地利用免费能源发明。廉价、清洁、免费的能源是能源研究的圣杯，但它尚未被发现。

甲烷水合物怎么样？

甲烷水合物，也称为甲烷冰或甲烷笼形化合物，是冰，在其结构中包含大量甲烷。在海底有非常大量的甲烷水合物沉积物。甲烷是一种天然气，因此开发这种资源对石油和天然气行业非常有吸引力。然而，目前还没有商业化的甲烷水合物开采流程。当然，甲烷是一种温室气体，其效力是二氧化碳的十倍。据认为，以前冰河时代海平面的变化导致甲烷从水合物中释放出来，从而导致全球变暖。开采甲烷水合物是一个危险的过程，“许多漂浮式钻井平台在浅水区遇到气体囊时就沉没了，因为在安装防喷器之前就穿透了气体囊……作为固体，海洋水合物中的甲烷不能迁移并积累成足够大的沉积物以供商业开采。已公布的资源规模估计非常不可靠，并对传统化石燃料进行了有缺陷的比较。还有其他非常规天然气来源，它们的已知性和可获得性远高于水合物，但目前仍不经济。在可预见的未来，海洋水合物商业化生产的前景微乎其微。简而言之，它们是海市蜃楼。”^[6]

那么，把废物变成石油怎么样？

有一种叫做热解聚的过程，它模拟了产生化石燃料的自然地质过程。通过使用生物质废物，将其置于强压和高温下，该过程会产生轻质原油。经过长时间的开发，该过程现在产生的能量超过了它的消耗。密苏里州的一家运行中的工厂每天用 200 吨火鸡废物生产 500 桶石油。美国每年产生 120 亿吨废物。显然，不同类型废物产生的石油数量会有所不同，但假设它是 120 亿吨火鸡废物，它每年也只能生产 3000 万桶石油。目前，美国每两天消耗的石油量就超过这个数字。将其增加三倍，对于世界上最浪费的国家来说，你仍然只能得到一个星期左右的石油。关键是 - 它完全取决于一个产生废物的社会。如果我们假设未来的世界将处于更严峻的经济环境中，那么我们可以假设它会产生更少的废物。可能是火鸡内脏更适合作为狗和猫等其他动物的饲料！同样，它也依赖于能源投入，而加热过程所涉及的天然气成本将上升，将废物运输到 TDP 工厂以及将石油从 TDP 工厂运输出去的成本也将上升。热解聚是一个有用的过程，但它的贡献非常小。

那么，这些替代方案都毫无用处吗？

它们将成为一个日益多元化的能源组合的一部分，但即使结合起来，它们也无法替代石油的下降。

那么，提高效率怎么样？

似乎是一个常识性的解决方案是让所有依赖能源的东西变得更加高效。杰文斯悖论指出，随着燃料等东西的效率提高，资源的总消耗量实际上会增加而不是减少，因为它使更多资源以更低的价格可用。^[7]

因此，如果你让汽车的汽油使用效率提高一倍，而燃料成本保持不变，那么你实际上会得到两倍的燃料。然而，这会降低需求，因此燃料成本下降，使其对更多人来说更容易获得，从而增加了消费量。你会从燃料中获得更好的使用率，但这并不意味着使用量会减少。杰文斯在 1865 年出版的《煤炭问题》一书中注意到了这一点。当詹姆斯·瓦特 的燃煤蒸汽机被引入时，煤炭的消耗量猛增。它的效率比托马斯·纽科门 早期的设计更高，因此成本效益更高，因此更多人买得起，并且可以被工业更广泛地采用。结果，总的煤炭消耗量上升，尽管完成同样工作所需的煤炭比以前更少。

有些人说，一旦我们过了石油峰值，杰文斯悖论就不再适用。随着石油价格持续上涨，为了以相同的成本维持相同的生活水平，效率必须提高。

石油如何与经济增长相关？

http://www.peakoil.net/uhdsg/weo2004/OilDemandAndGDP.jpg

这张来自 2004 年世界能源展望的图表清楚地显示了石油需求和 GDP 增长之间的关系。

这更像是一场经济危机还是一场能源危机？

两者密不可分。正如一场纯粹的经济危机将会减少能源消耗一样，一场纯粹基于能源短缺的危机也会导致经济衰退。虽然石油峰值将会同时引发经济危机和能源危机，但这正是现代经济学传统智慧中的根本缺陷：相信在一个有限的世界中实现年复一年的经济增长。对指数函数（任何事物按百分比增长）力量的不理解导致企业、学者和政策制定者与经济增长的影响脱节。

同样重要的是要明白，石油危机不仅影响能源价格，石油对经济的几乎所有部分都很重要。

[1] Evar D. Nering “The Mirage of a Growing Fuel Supply”，纽约时报 2001 年

[2] Albert Bartlett 博士：关于算术、人口和能源的讲座，2005 年

http://www.globalpublicmedia.com/lectures/461

经济增长难道没有与能源增长脱钩吗？

不，经济增长无法与能源增长脱钩，经济产出和能源使用之间存在且将始终存在相关关系。这种关系当然在不同的行业和不同的国家有所不同，有些行业对能源的依赖程度更高，因此这种关系可能是平等的，而另一些偏向于能源密集度较低的行业，例如服务业，每增加 1% 的能源使用量，其能源使用量就会更低。目前，世界经济增长率约为 3%-4%，而世界一次能源需求预计将在现在到 2030 年之间增长超过一半，平均年增长率为 1.6%。有些人指出 1970 年代的石油危机和当前的高油价，并质疑为什么最近没有出现经济衰退，而他们没有考虑到的是，如果考虑通货膨胀因素，1970 年代的油价要高得多。

货币是如何产生的？

银行将资金贷出到市场，当您或我将 100 英镑存入银行时，银行会留存其中 10 英镑，其余的会贷给企业和个人。所以现在您的银行账户中有 100 英镑，而另一个人则拥有 90 英镑的贷款，银行留存了 10 英镑来支付取款，因此实际上现在市场中有 190 英镑，而您去银行之前只有 100 英镑。这种存款和贷款循环将持续下去，直到原始存款在货币价值方面创造出约 6 倍的原始金额。银行希望从其贷款中获得的利息高于他们支付给您或存款的利息。但利息只能在银行的贷款本身成功获利的情况下才能支付。

当所有人都意识到我们已经达到顶峰时，金融体系会发生什么？

货币是能量的体现，是工作和产品的交换媒介，金融体系使能量在经济中流动。假设您贷款购买电脑在您的电脑店出售。生产一台电脑需要 10 倍于其重量的化石燃料，因此每台 5 公斤的电脑需要 50 公斤的燃料。假设油价上涨，您的电脑现在购买成本增加了三分之一，您将这部分成本转嫁到销售价格中。现在，并非所有电脑都能售出，因为油价上涨后人们的剩余收入减少，您无法偿还贷款加利息。您违反了贷款。您没有支付供应商的货款，他们也违反了贷款。银行意识到他们贷出的很大一部分资金无法收回，他们停止向任何人贷款，并决定召回现有的贷款，导致更多公司和个人破产。人们开始对银行体系失去信心，要求从账户中取出他们的资金。但请记住，银行将 90% 的收入贷出，因此如果每个人都想要他们的资金，银行就无法支付。随着银行的储备被耗尽，人们蜂拥到银行要求取现，引发了骚乱，以 2001 年阿根廷的银行挤兑为例。