原油价格下降对物价的影响_原油价格的下降会促使人们对别的替代能源的开发对吗
1.地球的石油能源。还能让我们用多久?
2.俄石油公司称对石油和天然气的需求充满信心,开完以后是否还有替代品?
3.化学与能源的关系?
4.石油输出国组织的主要作用
5.为什么现今世界如此依赖石油和天然气?
工业经济学与其成本有部分关系,其中大部分体现在能源(如汽油或燃料油)价格方面,这些石油产品的价格受石油价格、税收和其他因素的影响。石油价格又受石油生产者的决策影响资料来源:《欧佩克能源报告》,2007;《MEED》,2008。,尤其是他们所愿意出售的石油的价格和他们所要并能够提供的石油数量来决定。所以,如果出现石油供应短缺,油价就可能上涨,而这与石油工业中所有环节都有关系,如较高的运输费用。而较高的成本会导致经济增长变缓,经济增长放缓则会影响到工业发展。从历史来看,绝大多数非欧佩克成员相对都有优势——它们不受什么产量定额的限制,不论是否需要,它们都可以按照自己的意愿生产石油。结果导致近年来非欧佩克成员的市场份额明显增加,但石油价格依然保持在一个相对较低的水平上,市场也不如它们应该表现的那样稳定。然而,油价在1998年突然下跌,1999年初欧佩克表示,只有通过欧佩克与非欧佩克产油国之间的合作才能实现市场稳定。限制产量就是一种欧佩克稳定石油市场的措施。一些非欧佩克成员也实施了减产措施,这样有助于石油价格止跌回升。这些国家包括墨西哥、挪威、阿曼、俄罗斯。根据国际能源署的统计,欧佩克的石油产量占到了全球石油总产量的40%。
“当欧佩克希望提高石油价格时,很容易,它减产就是了!”
由于石油供给短缺,汽油价格就会上涨,但未来减产的可能性也是一个不可忽视的原因。当石油产量下降时,天然气公司就开始紧张了。它们害怕石油减少会引起天然气价格上涨。2001年4月,欧佩克决定把自己的石油总产量每天减少100万桶。与此同时,美国的消费者突然感到天然气涨价了。2001年5月14日的天然气价格每加仑平均涨了1.71美元。2005年6月,欧佩克增产,当增至每天2800万桶时,每天的增长量就达50万桶,此时增产已经开始改变石油价格。2005年9月,欧佩克的剩余产量预计可达每天200万桶。然而,2006年11月,欧佩克再次减产,每天减产170万桶,以求使石油价格免于跌破每桶50美元的心理极限值。除欧佩克之外,还有一些国家为世界提供石油,包括美国、墨西哥、加拿大、赤道几内亚、俄罗斯和中国。2008年2月,美国每天从加拿大进口石油达190万桶(据美国能源信息管理局资料)。欧佩克追踪这些国家的石油生产,然后评价自己的生产,以期维持自己所希望的每桶石油的价格。许多方面能够影响天然气的出厂(泵站)价格,但是燃料价格仅仅是全球经济庞大格局中的一部分而已。天然气价格也会对经济体系中的其他部分造成影响。人们已经意识到了价格上涨的即时影响——在你为自己的爱车加油时,你会随着记数表上飞快的数字滚动而心疼得直哆嗦。还有一些间接的影响:你可能会因昂贵的汽油费而放弃自驾车长途旅行;在决定买车时,你可能不会选择耗油大王运动型豪华轿车(SUV)之类的车型,而会选择更为经济的车型。让我们把目光放得更远一些看看吧。汽油价格的飞涨很有可能会导致整个经济体系的通货膨胀。一旦价格上涨,势必对经济体系造成冲击。昂贵的汽油价格意味着运输费用的上涨、长途驾驶费用的上涨、乘飞机出行费用的上涨。所有这些成本意味着如果汽油处于高价位的话,那么,所有你能想象得到的产品都将会涨价。然而,经济学家并不认为汽油价格是通货膨胀的标志,油价和食品价格一样,都是波动性较大的,也就是说,它们都会受到天气、工人罢工和战争的影响。价格的上涨与下跌都取决于全球。在观察通货膨胀时,经济学家会把目光放在关键性消费价格指数上,它是某些商品价格的测量指标,如DVD播放机、旅馆房间或大学笔记本,这些商品在短期内的价格都会相当稳定。
谁该为高油价负责?从2007年到2008年,石油价格上涨了79%,触发了人们对全球性经济衰退的恐慌。然而,欧佩克该为高油价负责还是高油价是由投机倒把商人们造成的2008年2月2日,一位美国纽约商业的交易人迅速买下了1000桶原油。几个月后,他将这批原油出售——损失了600美元。这位投机商不仅只是掏了腰包,而且使自己被载入史册——成为一个把石油价格追至每桶100美元大关的人。今天,海湾的石油生产国能够期望每天获得十亿美元的额外石油,而西方的石油消费者却出现了一些抱怨石油价格飙升至每桶145美元的人。欧佩克认为剧增的需求与受到限制的供应导致了油价的持续上扬。在美国和欧洲,政治家正在呼吁加强对石油市场上泛滥的投机商的监管——正是这些人使商品的真实价格被扭曲了。在美国国会上,被激怒的民主党人要求设立法律强制性迫使商人们为已丧失活力的市场供应石油。在欧洲,领导者们已经提出了一项全球性禁令,禁止投机商们的石油交易,他们抱怨最近的石油价格是由式投机行为所造成的。英国牛津商业集团(Oxford Business Group,OBG)是设在伦敦的研究与咨询机构,它认为在石油交易中大量的投机性投资可能会对石油价格产生“明显的冲击”。据报道,随着全球经济的大衰退,投资人对商品价格的关注程度远远大于对传统资产(如质量或合同)的关注。这种波动就是2008年消费者所面对的史无前例的痛苦的原因。最近交易得手的石油合同,西得克萨斯中质油(WTI)就表现得非常明显——创下了成交3871项合同的业绩,相当于5.62亿美元。在同一天,布伦特原油价格已接近每桶144.49美元,自从当天开市以来,原油价格上涨了32.3%。2008年7月11日,石油价格飙升至创纪录的每桶147.27美元,比2007年的油价上涨了87%。在2007年,近60%~70%的交易是以投机倒把的行为进行的,这意味着交易的并不是石油的消费或石油。这可真是个大数目。众所周知,从理论上讲,这个数量可能会更大,因为你可以购买或出售比自己消费量更多的石油。有一件事是可以确定的——资金一般在价格评估中扮演着重要的角色。随着石油价格继续上涨,要真正解释需求量的增加就更加困难了——需求量目前的增加相对平缓了。雷曼兄弟公司的首席经济师Ed Morse预测,在2008年的第三季度石油价格将在130美元/桶价位处徘徊。然而,该公司相信,2009年全球石油需求增长率将达1.2%。根据BP公司的统计年鉴资料,2008年的全球石油消费增长率为1.1%。雷曼兄弟公司预计,石油和需求量与国际能源组织的预计相似,它代表着全球27个主要石油消费国的情况。在最近的一份报告中,国际能源组织预计石油产品的需求量到2009年中期将增加1.2%。投资商的辩护人却声称石油价格投机行为与石油真实价格之间并无直接关系。他们指出,来源于新兴经济体增长的需求量,特别是中国的石油需求量的增长起到重要作用,他们不同意欧佩克的观点——2007年全球的石油增长率为44%,因而应该继续增加石油产量。?
“2002—2008年间:从20美元到145美元,再到100美元。”
人们提出了许多解释原油增长的论据,实际上,这些论据都似乎是用来评价目前所看到的石油价位的。常用的机理已不再适用,因为市场正在按其他规律运行。在短期内,储备水平与价格差异,从价格曲线的一端到另一端,保持着令人信服的态势。在考虑价格曲线的发展趋势时,石油需求量的加速增长已经促使人们去开发那些对技术要求更高或者地缘政治条件更加危险的地域的油气田。此外,石油供应服务量的增加也极大地推升了石油成本。自20世纪90年代末以来,边际成本有规律地增加,目前已达65美元/桶。这就剩下了“无法解释”的20美元/桶,而且其基本原理不能被理解。这是一个巨大的缺口,有人调查了所有微不足道的原因,人们常常含糊不清地将其归因于“投机倒把行为”投机倒把(一种商业术语)是对亏损风险的臆断,即一种不能按照正常交易获取收益的行为。除非在某种特殊的安全财务状况(不含风险)时才可能拥有某种把握。严格地讲,这种财政状况代表着一项“投资”。商业上的投机倒把行为包括购买、囤积,以及储备物资、保证金、商品、通货(货币)、房地产、金融衍生工具,或者任何可以通过购入时价格有巨大反差的有价证券的短期倒手,或者通过红利或利息的方式牟取暴利的方式。投机倒把代表着西方财经市场上四种市场角色的一种,它有别于套购保值,长期或短期投资以及套购等行为。。一些解释更为集中:“它是对损失的美元或者是对美国与伊朗之间持续紧张关系的结构性风险的额外补贴。”虽然这些争议可能有道理,但却难以让那些投机商接受20美元/桶的价位。
“石油重新成为网络上的热门话题。自从2001年以来,石油价格上涨了6%,这比互联网股票崩盘前的纳斯达克指数上涨得还高。”
那些曾经用于解释和预测整个20世纪90年代油价变化的机理不灵了。为什么会这样呢?
根据经济学理论而产生的这一学说指的是价格受需求循环的影响,价格围绕着生产的边际成本波动,而这种价格与短期内供给相对稳定但长期看来会有所波动的市场发展相关。显然,在石油市场上也不再会出现后一种情况,问题就在于生产水平的下降,但需求量却迅速上升。因此,生产的边际成本仅仅是在同时期市场供应良好时参考而已。这就是2008年冬天所发生的事情,当时的石油价格跌至55美元/桶。在绝大多数时间里,在一个受限的市场上,你可能会青睐那种较低的价格,即需求与供给处在一条线上的价格水准。在供应不能满足的情况下,石油价格的上涨就会促使理性的消费者渐渐地限制自己以往大量使用的油料。这可以对价格和边际成本做出调整。这一过程也是有争议的,要看清需求量是如何影响石油价格上涨也是非常困难的。对这种明显迟钝的反应有两种解释。第一,每桶石油价格拉升,只能非常迟缓地传递到终端消费者处;第二,生活费用同时上涨也会产生强大的反作用,在最终分析中,石油价格的明显上涨是平衡市场的需要。我们将公路燃料需求作为一个例子来看看这种机理是如何发挥作用的。
公路运输在总消费中占到了约39%的份额,交通行业的燃料需求急剧增加,而代替石油产品的其他燃料又受到很大限制——这就是石油价格走势分析中关键的因素。
石油“平衡价格”平衡价格是一种适当的需求量或服务等于供给量时的价格。的量化。将这些价格的灵活性进行末端对末端的分析,就可获得与名义上的原油价格相关的需求弹性:在全球水准上约为3.4%[所有的都是在其他各点都相同的情况下,石油价格均等地增长了100%,会导致现时的零售价格(出泵价格)上涨35%(以美元计),相当于美元的恒量值上涨了20%,进而使消费量下降了3.4%]。设这是一个非常缓慢的过程,真实的收入平均弹性指数就已接近100%。2000—2005年(这是最后一个能够获得公路消费指数的年头),全球真实的GDP平均增长量达到了2.75%。供给方面的增加使得每年公路的燃料需求量增加2.6%。一些预测表明,根据消费者去推断,生产出的石油平均增长率为10.22%。这只是理论推测,而实际上,石油价格的增长率为13.25%(英国布伦特原油价格),为需求量演变的过程提供了一种关于从21世纪初以来石油价格增加的有利解释。
由于对价格的响应相当明显,所以当需求量急剧增长时就会促进生产。显然,由这一计算得出的理论增长值与实际价格增长并不完全一致,两种因素造成了这样的结果:(1)与长期评价相对应的判断指数图,而短期内,对于价格波动的判断要比对收入变化的判断进展缓慢(明显的涨价会迅速对需求量产生影响);(2)有偏见地使用估算的平均世界值。发展最快的发展中国家的年收入依然低于人均5000美元的水准,而那些与GDP相关的消费指数就会大于我们所使用的数值。所以,这些国家就会规范零售价格,因此,价格指数要低于我们的数据。必须用当地的研究结果来为石油价格增长的量值来寻找更加精确的解释。
中期的石油价格会处于平衡增长的轨道上吗?在短期内,石油价格应该缓慢地增加(如果美元停止贬值的话)。然而,2008年,产品原料已经得到补充,但市场依然感到有压力。在经济增长的大格局下,零售价格体系将不会改变,唯一能够保持供需平衡的事情就是人们所观察到的自2002年以来的油价增长。石油价格的增加量也正是这种经济大格局不如以前那么明显的表现,而在以前的经济格局中,石油的零售价格没有上升。油价继续飙升的事实可能会与以模拟为基础的设相悖;规范最终价格的体系将不能再承受这种急剧的增长,而且全球经济增长极有可能受到冲击。我们不应该忘记那些预言家在第二次石油危机之后做出的过分悲观的推论,他们误解了消费者对合同供应和石油价格上涨的判断能力。这种方案再次出现了相同的错误,对全球经济、对危机的化解能力的估计出现了错误。这种价格增长格局的主要利害关系就在于它能够与以前的需求量增长格局进行对比。在这两种极端情况之间,是可能找到妥协方案的。通过改变我们的生活习惯,在提高能源效率方面多下工夫并逐渐开发一些可替代能源,我们希望油价在可控制范围内增长,除非全球经济受到因其他原因引发的重大经济危机冲击时,油价的增长应该得到及时控制。
石油供应的国有化。影响全球石油供应的其他因素是产油国进行的石油国有化。石油国有化是在国家开始控制石油生产石油供应的国有化是石油生产作业的去私有化过程,这是一种常常与石油的出口限制并举的措施。根据“PFC能源”的咨询文件,在全球预测的油气中,仅有7%分布在那些允许私人跨国公司自由支配的国家内,约65%在国有化公司的掌控之中,如沙特阿美石油公司或者在俄罗斯、委内瑞拉这些国家的国有石油公司。在那里,西方石油公司的作业很难开展。PFC的研究表明,政治因素限制了墨西哥、委内瑞拉、伊朗、伊拉克、科威特和俄罗斯等国的油气生产能力。沙特阿拉伯也限制自己的油气生产能力,但由于它自己的限定能力不强,所以与其他国家不同。结果并不能用于评价国家的石油勘探能力。埃克森美孚公司就没有能对它在1981年发现的新油田进行投资。并控制出口权时发生的,对石油的预测可能变化极大,目前政治因素已经介入了石油的供应。一些国家正在实施限制。一些正在委内瑞拉从事油气勘探作业的大型石油公司,由于日益推行的油气国有化,觉得自己已处在一种困难的窘境,这些国家现在已不愿意与他人分享自己的油气。
地球的石油能源。还能让我们用多久?
关于丰度、可再生性及环保问题时时都有各种争论,似乎它们属于同一类问题,但丰度实际上有别于环境影响。对能源长期实用性的关注应该尽量把可再生和非衰竭性包括到能源构成中来。只有当某种能源的储量是构成生态系统的一部分时,该能源储量的衰竭才成为环境问题。对生物燃料而言是这样,但对化石燃料而言并非如此。
供需问题
新古典经济理论中,需求水平与供应和价格水平息息相关,供大于求时,卖方为扩大其市场份额,会尽力降价,结果消费者发现花少量的钱就可以享受到更多商品和服务带来的好处,因此需求水平又会有所上涨。此时理论上过度供应的商品价格会继续下跌,直到供需基本平衡为止。价格下跌时,一部分商品已不再具备成本效益,被挤出市场,这种现象又会促使建立新的供需平衡。相反,如果供小于需,则价格会上涨,卖方会通过涨价扩大自己的利益,同时并不损失其市场份额,直到达到新的供需平衡为止。这种情况下,人们支付能力下降,需求水平也随之下降,此时,低价平衡状态下不具备成本效益的某些产品会进入市场,如果供不应求,价格还会直线上升,迟早价格会高到使消费者换用其他种类的商品(例如:17、18世纪的欧洲因森林伐过度从木柴转换到煤,或将来某一天从石油转换到其他替代能源)。这是供求关系的基本规律。其中有一点尤为值得注意,虽然经济学家们能够掌握充分的供应信息,能够计算出理想的供需平衡曲线,但消费者们认为,一些基本的商品供应比真实的供应数据重要得多。这在70年代供应短缺时所表现出的种种情形中有明显体现,因恐慌而抢购,价格直线上升,然后逐渐节制使用。
油、气生产的特殊性增加了能源供需估算的复杂性。最大的生产成本出现在储量开发过程中,而生产的单位成本则很低(油、气尤其如此)。因此油、气储量的拥有者降低产量的余地有限。
煤虽然占据了化石燃料储量的大部分,油、气却占据了主要的能源市场,是能源价格的决定因素。如果没有石油输出国组织,就不会有限产,那么巨型油、气田的拥有者绝对会无限制地提高产量,使市场供应过剩,原油价格下跌,致使大部分欧美的油、气生产不再具备效益。美洲的大部分产量来自于提高收率(包括二次油)和露天开,单井日产低于10桶。此外,欧洲的一大部分产量来自于水域环境恶劣的北海。所有这些产量的成本都要高于陆上油的成本。由于价格过低,勘探的高成本无法在短期内得到回收,勘探工作很可能就会停止。即使是巨型大油田,其产量肯定也有递减的一天,当产量递减到某一点,这些油田以其能力极限或接近能力极限生产时,为与成本相匹配,油气价格就会上涨。如果还有大量的油有待于发现,新发现会接替产量递减油田,价格会稳定在较高水平上。但是,尽管勘探技术不断进步,发现率还是止步不前,无法完成储量接替,此时,价格就会持续上升,直到具备成本效益的其他能源出现为止。
及其再生性
现有经济和技术条件下,煤的可基础大于其他化石燃料的基础。生物燃料虽因有明显的可再生性而受到关注,但其实每一种都有再生功能,只不过再生速度不同而已。的衰减不仅仅与再生速度有关,还受其储量规模影响。煤的再生速度很明显要低于生物燃料,但煤的可储量巨大。比如,美国从煤中获取的能量为20×1O15英热单位,如果全部用木柴替代的话,则每年需要25亿吨的木料(木柴和煤之间的能量转换,有一种英制算法;该数字用相似的计算方法得出)。因此,如果用不到200万平方英里的天然林来满足这一需要,则肯定要超过森林的更新速度。这已经占到国土面积的一半以上,远远超过国家天然林的面积。
但前述的反证法未见得公平。为满足现代需求的许多生物燃料开发方法源自于农作物的二次燃料生产,这其中包括用农业废料发酵生产乙醇,农业废料包括玉米株、锯末等等;还包括用庄稼(如大豆)榨油,这些植物油也可以加以炼制,用做柴油燃料。说到再生性,大豆农场可以无限制地进行再生性产出,弥补一部分煤、核动力、进口油或海上用油。但燃料的再生性不应与环保效益相混淆,如前一章所述将耕地转换成单作农场,从环保角度看应受到高度质疑。
可持续木柴生产
木柴的永久持续性只是一个不得善终的神话。生物燃料是一种独特的能源,在人类的生存期内,当然可以再生,但其再生速度视其储量基础的大小而不同。森林越多,生长的树木也越多。因此,如果人们消耗木柴的速度超过当地森林的生长速度,这种消耗活动就降低了未来生长的林木量。
尽管有人认为木柴属于可再生一类,有些研究者甚至认为,理论上英格兰用于冶铁的木柴具有无限期的可持续性,但这些观点都经不起分析推敲。到19世纪末,英格兰每年用2亿吨的煤提供4000万亿英热单位的原始化学能量(注1)。设一片森林增长率较高,自然生长率为8立方米/公顷·年,等于114立方英尺/英亩·年或3700磅/英亩·年(林木密度中等)(注2)。如果青木的化学能量为4300英热单位/磅,煤的标准能量为10260英热单位/磅,用木柴生产等量的化学能量则需要每年收获2亿6500万英亩的生长林,这意味着占地超过40万平方英里的森林。而事实是:整个不列颠群岛的面积还不到15万平方英里。此外,只使用木柴也无法满足英格兰持续增长的人口和工业用燃料需求。
应该说明的是8立方米/(公顷·年)的增长率比较保守。第一章所描述的短周期、密集型种植法生产的生物燃料,产量可高达50立方米/(公顷·年)(注3)。这样,产能提高6倍的情况下,如果不列颠群岛用一半的国土面积种植木草并用密集型种植法(木草种植法),则应该能够满足19世纪后期英国的能量需求。当然,这种高强度的单一种植法所带来的环境影响绝不会是积极的。此外,这其中还没有考虑不可耕种的土地、人类占据的土地以及生长食物所需的土地。这一例子说明,即使对于人口水平低于现代社会且工业化程度较低的地区,主要靠生物燃料来提供能量的话,生物燃料也不可持续。
要想使生物燃料具有可持续性,必须对如下几个方面进行改变:
①在以木柴为主要燃料的地区,生物燃料在总的能源构成中所占的比例必须缩小;②改进技术,以便用较少的能量投入获得更多的有用功;③利用多种用途植被生产生物燃料。
要想有效地利用生物燃料,上述几种做法都很重要(降低人口水平,或降低工业化带来的生活标准都能提高生物燃料生产的可持续性,但两者均不实际,也不可行)。
第一种方法较为明显,且带有强制性,如果生物燃料在现代能量生产中只占少部分,那么生物燃料可以无限期地持续下去,同时还可以缓解化石燃料衰竭的压力。但不幸的是,当今世界面临森林过度伐、可燃燃料造成大气污染等多种威胁,使用生物燃料而不造成环境影响几乎不可能,已有事实证明,直接燃烧生物燃料所产生的二氧化碳和微粒排放与化石燃料相差无几。
每一种能源的目标都是要高效地生产能量。在依靠木柴的地区,有众多引进高效燃木炉子的项目。的确,开放式明火的煮饭效率极其低下(只有10%左右),而实验室测试表明,经过设计的可控气流的高效炉子,其效率超过30%甚至40%,但实际应用表明,这种炉子的效率只比开放式明火稍高一点(注4)。这中间有几个问题,如“能量转换与应用”一章中所述,木头的形状和大小是因素之一,如果木头与炉子不匹配、炉门关不上的话,空气流和燃烧效率都无法得到有效控制。解决这一问题的方法是将生物燃料转换成气态或液态燃料,进而提高使用效率。此外还可以将木屑压成球状,使炉子的燃烧不仅非常有效、燃烧温度可以很高,而且几乎没有烟或微粒排放,不过压球过程成本很高。另一方面,处理过的燃料燃烧起来更为清洁,用生物燃料生产出的甲烷更是如此。
多用途植被方法可解决占地问题。这种方法中,土地不仅仅单纯用于生产燃料,所收获的植物也不仅仅用做木柴。已经收获了食物的庄稼可以同时用于能量生产,这样,生物燃料就不必占地单作生产,承担影响整个生态系统的负担。某些情况下,可以用其他工艺过程的副产品来生产生物燃料,如木材生产的锯末等。还有多种用途的农业,如沿田边种一排树,让小农场主可通过剪枝获得一部分木柴,如果这些树还能结果,则就具备了更多用途,树根还可以巩固土壤,防止侵蚀。
油气生产的未来
现有经济和技术条件下,已知石油有三分之二不可,也就是说,还存在着很大的储量增长空间。收率技术的提高,使以前不可的很大一部分基础成为可部分。
石油生产或输送中断时,预计其价格会急剧上涨。此外,由于勘探是一种概率性风险的工作,在工业化生产前需投入大量的时间,因此,供应出现短缺时,严重的市场投机行为似乎不可避免。70年代能源价格的上涨,很大程度上归咎于这种投机行为。尽管勘探不断有新发现,但由于受储量定义的限制(储量是指在现有经济和技术条件下可以出的部分),在大规模的探明钻井并取得一定产量证实这些新发现以前,各油公司的储量不可能增加,商人们借此机会极力夸大供应短缺。根据前几次的供应短缺就能预测出下一次的供应短缺情况。价格上升,储量增加。众多公司已经知道大量的油气在哪里,但因为受目前经济条件局限无法生产,因此不成其为储量,但价格上涨很快就会把一部分已知变为储量。
从实用性角度看,尽管新储量勘探和收成本因补偿生产会持续上升,但没有哪一种化石燃料会“用尽”。本书写作时,主要产油国的原油出口能力已超出全球的需求水平,因此市场并不需要新储量接替,现有储量的生产成本无法反映储量接替的成本增加。只要现有的生产能力还能满足或超过需求,储量的所有者就不可避免地会通过提高产量来使其效益最大化,而提高产量又持续了低价。
支撑性能源——煤
煤的储量远比其他任何可燃燃料的储量丰富。与其他一次能源相比,燃烧能更有效地满足某些形式的能量需求,而且未来几十年内,流体油气扩大其全球市场份额的潜力极为有限,因此,煤最有可能成为今后几代人的最主要能源。
即使非可燃性占据了能源市场,煤也可能保持其重要商品的地位。煤的主要成分是碳,碳是有机化合物的基本组成部分,可以生成无数的合成产品。目前,油气是合成有机化合物的主要原料,但可油气基础衰减后,煤的生产自然会接替合成产品的市场地位,这部分市场份额与能源消耗相比只占很小一部分(约占总耗油量的10%),但如果不再有廉价的油气,在未来市场中这部分就相当重要而且利益可观。
非衰竭性
本书将太阳能、风能和水动力都归为非衰竭性,因为人类的使用不会使这些衰竭,人类的技术有开发这些能量流的潜力,但不会改变其基础。如果人类活动能改变区域性的天气形式,那么降水形式就会发生变化,进而影响河流的水流量,从而改变水动力。但如果人为变化已达到这种程度,人类所面临的问题可能要比保持水力发电严重得多。全球范围内,所有这些都携带着巨大的能量,区域实用性是这些所受的唯一限制。有人指出,欧洲及人口稠密的另外48个国家的主要河流已经被开发利用;风力发电的最佳现场一般都不是理想的居住区;阳光充足的地区利用太阳能很理想。但社会的发展布局是这样,发达国家的耗能人口大部分集中在北纬地区,这些地区阳光并非无处不在。但不管怎样,这些都不受实用性限制,限制因素在于其他方面的成本。
本书虽将地热也归为非衰竭性,但过度使用也会降低其局部丰度,不过如同其他非衰竭性,人类的活动不可能将地热用尽(将地心冷却)。像水力一样,地热不受丰度限制,而是受最佳的位置限制。
核动力
地球拥有很多铀,但大部分很分散,只微量存在于岩层及海洋矿物中,储量不大可能增加。的确,如果核裂变增长且可长期持续,则增殖反应堆技术将占主导地位。增殖技术已经存在,比目前流行的技术更为清洁,但增殖反应堆无疑受到了公众的关注,致使美国中止了裂变反应堆的开发。
聚变不受丰度限制,而是受条件限制。有人预测,海洋中有充足的氘,会像太阳一样持久,但是否有技术使得这一可用呢?这方面还需要一些技术突破。
俄石油公司称对石油和天然气的需求充满信心,开完以后是否还有替代品?
都说石油是不可再生能源,如果不加以节约使用的话,用不了多久就会枯竭。然而实际上呢,现如今的石油非但没有枯竭,反而越来越多,这究竟是怎么回事呢?
石油会枯竭吗?在上个世纪50年代时,著名的地质学家马里恩·金·哈伯特日提出了 石油将会在未来枯竭, 并且他根据当时的情况以及预测,画了一个钟形曲线图,在这张图中,石油产量将会在10年左右达到高峰,之后会越来越少,直到枯竭。
最开始,他的理论并没有引起人们的注意,但后来,地球上可供开的石油真的变少了许多,于是人们将石油会枯竭开始大肆宣扬,深入民心。
然而很多人不知道,石油开量并没有真的减少, 又过了几年之后,石油的产量不断没有减少,反而一直在上升。
在随后几十年里,由于探测技术提高,以及矿井开难度降低,越来越多的油田被发现,可供人们使用的石油也越来越多,人们每年开的石油储量越来越多。
除此之外,美国还开发了页岩油,导致石油产量进一步提高,因此中东和俄罗斯才想要降低石油价格,抵制美国页岩油的开发。
也就是说,根据目前的现状来看,石油产量非但没有降低,反而越来越多。
而且,石油实际上是烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物,而这些物质含碳量极高, 是碳-氧循环中的一环。 也就是说,只要地球生物不灭绝,地球就能够持续不断地制造石油。由此可见,只要地球还有生物,石油就不会枯竭。
石油的储备量石油的储备量并不是我们想象的那样一成不变的,而是会随着人类探测技术的提高而增加。事实上也果真如此, 最近这些年来,已探明的石油储量逐年增加。
而且,很多油田被关闭并不是油田没油了,而是油层较深,或者是含油量不高,导致开成本急剧上升。此时继续开该油田需要较高的投资,但回报率较低。
而开含油量丰富的、浅层的新油田不仅投资更少,而且回报率更高,因此很多石油公司宁愿关闭亏本的老油田,然后去开发新油田。
从这些来看,石油产量并没有我们想象中的那么低,而是不断地提高。
为什么要发展新能源?既然石油不会枯竭,那为什么各国还在大力发展新能源呢?关于这件事,其实有两点重要原因。
首先是石油分布不均匀,而且开难度不一。 在一些开难度较低,且量大的地方,当地可以用最少的投入,就可以获得大量的石油;而在开难度较高的地区,当地开石油的成本就会显著上升。
虽然每个国家开石油的成本不同,但是在国际原油市场上,开石油成本低的更有市场,因为它即使以很低的价格出售仍能够盈利,但其他国家却只能赔本。
因此,很多国家虽然也在开石油,但开的越多,亏损越多。但如果自己不开石油,那相当于把经济命脉交给了其他国家,原因是别国可以通过断供石油来威胁本国经济发展。所以在一些国家,开发石油也不是,不开发石油也不行。
另外,石油在燃烧时,会释放大量温室气体二氧化碳,导致全球变暖的发生。而全球变暖又威胁着地球生物的生存,所以,联合国对各国的碳排放量有一定的要求。
正是因为如此,各国才要大力发展新能源技术,比如:风能、水能、太阳能等。但是新能源技术想要完全取代石油,还需要一段时间的努力。原因很简单,一些设备无法连接新能源技术,比如:使用石油作为动力的车子,无法使用电能驱动。
另外,目前的新能源所提供的能量,还无法全部代替石油。人们还需要不断提高新能源的转换效率,提高能量使用率,才能够尽快摆脱对石油的依赖。
总结地球上目前的石油储备量,能够供人类用很长一段时间。但由于石油属于化石能源,在使用时会带来环境问题,所以目前各国都在大力发展新能源。
石油能用50年左右,这是小油瓶在课本上学过的内容,小油瓶也曾经一度深信不疑,但是大学选择油气类专业学习之后,认识也随之改变。小油瓶想说随着石油工业勘探开发技术的发展和地质认识的不断提升,石油再使用100-200年问题应该不大,理由如下
1、广义石油包括哪些?大家通常说的石油是油气类的统称,根据储藏形式和油品的不同,石油可划分为两种:常规石油和非常规石油(重质油、稠油、页岩油、致密油等)。天然气也可以用这种方法划分,常规天然气和非常规天然气(包括近10年来最火的页岩气、致密气、煤层气、可燃冰等等)。
这些石油仅仅是人类目前为止已经发现的种类,或许随着认识的不断提高,人类在未知领域和未知区域发现新的石油种类也未可知。
2、现有认识程度下全球还有多少石油?
那么我们可以计算出,全球剩余的常规石油可储量为4523亿吨,国内一般取1255立方米天然气=1吨原油,天然气已出62.9万亿方约等于501亿吨,剩余天然气可储量为4381亿吨。
此外按照每年油气勘探提交的储量增加比计算,未来常规石油和天然气待发现量达3065亿吨
随着勘探开发技术的提升,除常规油气之外,非常规油气也是油气的重要补充,据统计全球非常规油气可总量为5834亿吨
目前非常规油气中勘探成本最低,最有效益的就是页岩气了,在美国页岩气成本已经降到很低了,相当于桶油28.3-42.5美元,已经做到了比中国东部老油田桶油成本还低,近10年来中国也加大了页岩气的勘探开发力度,已经先后建起了涪陵和威远两大页岩气生产基地,据报道在鄂西又发现了地质量达11.68万亿立方米的页岩气。
除了页岩气领域发现之外,目前中国在海域天然气水和物(可燃冰)成藏理论创新与开发技术上已处于世界领先水平,2017年中国在南海北部神狐海域首次可燃冰试取得成功,标志着中国已经具备这种古老又年轻的开发能力了。为什么说可燃冰是既古老又年轻的呢,古老在于其形成的地质年代久远,年轻在于人类对其发现和研究时间较晚,因此他又被称作未来能源。
这种未来能源潜力巨大,就储量而言,可燃冰非常丰富,约是剩余天然气储量的128倍,其有机碳总量相当于全球已知煤、石油、天然气炭含量的两倍。仅海底探查的可燃冰分布量,可供人类使用1000年。
3、石油可以用多少年?有了已知剩余量,再有每年全球消耗量,这就是个简单的计算题了
根据推算,全球剩余的石油可量约为9000-10000亿吨,按照全球原油产量43.82亿吨推算,全球石油还可以开200年时间;
按照全球5.3万亿方的天然气产量,全球天然气可160年以上。
千帆竞渡,百舸争流。在当今能源 科技 日新月异的背景下,相信人类必定能发现更多的油气种类,有效提升目前老油田并不是很高的收率,油气在近200年还能一直持久,像炫迈一样,根本停不下来!
很早以前就有所谓的石油枯竭论,或者是有限论。
其主要观点如下:
1)地球上的是有限的;
2)人类如果按照现在的速度使用,用不了多久就会用完的;
由于石油对现代工业的极端重要性,所以很多人提出了这样的问题:石油还能用多少年?有人估计,如果现在地球上人不再勘探新的油田,且消费保持不变,那么还能够用50年(BP石油公司在2017年6月份发布了《2017年世界能源统计报告》,2016年底全球世界原油探明储量为2707亿吨,比上一年增长0.9%,储比为50.6年。)。实际上类似还有很多估计,大约是几十年到几百年的时间,但是实际上这种估计都是非常不靠谱的。
但是实际情况如何呢?
每年原油存储量增长比每年的原油消费增长要多的多 。
而且每年的原油消费都是变化的,比方说,近五十年来,原油的消费已经翻了很多倍,如果50年前估计的话,可能早就用完了。
比方说,1987年,全球原油已探明储存量930亿吨,全球原油产量为30.92亿吨,由此推出当时开年限为“仅为”30年左右。而实际上,2017年最新的数据显示已探明的储存量为2707吨,接近三倍。
2017年,原油的日均消费接近1亿桶,约为1300多吨 。
另一方面世界能源结构也在发生变化,新能源正在逐步被发现和替代。原油的重要性在下降。但 是中短期内,原油的地位不容动摇 。
虽然如此,值得注意的是,原油的边际收成本正在提高,如页岩气;因为简单的油已经被的差不多了,剩下的很多都是收成本更高的。不过技术也是在进步的,技术进步将会缓解这种情况。但是究竟能不能跟上速度呢?还不好说,但是不用太担心 ,能量是守恒的 ;
能源是一门学问,要想真的弄懂,还有很多要学习的部分。就个人来说就不用担心原油能不能用完了,反正这辈子是用不完的了。 发展中的问题自然会在发展中得以解决 。自有专家来解决这些事情。
正如著名的沙特阿拉伯前石油部长艾哈迈德·扎基·亚马尼在谈及能源转型的未来时所预言,“石器时代的终结并非因为石材的耗尽,而石油时代也将在原油枯竭之前终结”。
化学与能源的关系?
众所周知,各个国家都在尽力开石油和天然气。由于石油和天然气属于不可再生,这也使得各个国家选择新能源去代替石油和天然气。除此之外,俄石油公司对石油和天然气的需求充满自信,并且还会开大量的油气田。
开以后肯定会产生大量的替代品,毕竟所有的石油和天然气都属于不可再生。现如今,各个国家都在努力开展新能源的开发与建设,最常见的新能源为太阳能和风能,并且各个国家也会在发电厂周围建立大量的储能设备,从而保证能量不会被立即消耗。
工业生产和日常生活离不开石油和天然气或许有些人认为自己并不是开私家车的人,自己就不会使用到大量的石油和天然气。事实并非如此,我们在日常生活中接触到的多种产品都与石油和天然气息息相关,我们无法避免接触到石油和天然气。除此之外,工业生产中会应用到大量的不可再生,其中包括石油和天然气。大部分的工作人员都会在生产过程中减少石油和天然气的损耗,从而保证不会被大量的浪费。
寻找不可再生的替代品已经迫在眉睫事实上,每一个人都有自己的选择方式,各个国家正在利用新能源去代替不可再生。由于全球的不可再生正处于极度消耗的状态,新的不可再生形成的时间比较漫长,这就会导致各个国家的相关部门正在寻找不可再生的替代品。例如大型汽车生产厂商减少生产燃油汽车和燃气汽车的数量,大部分生产公司已经制定了生产新能源汽车的各项要求和发展方案。新能源汽车和新能源已经成为人们最常接触到的名词之二,不久的未来,新能源汽车还将普及到千家万户,并且改变人们对原有汽车的传统印象。
总的来说,虽然各个国家正在花费大量的时间和精力寻找新的油气田,但是伴随而来的是各个国家的相关工作人员正在寻找可以代替石油和天然气的新能源。大家千万不要觉得新能源只是一个名词,距离人们的生活特别远。事实并非如此,新能源能够代替老能源,完美的解决不可再生正在减少的状况。
石油输出国组织的主要作用
化学与能源主要是两个方面的关系,一是解决旧能源带来的污染,二是发掘新能源以解决能源危机。
新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源,如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。能源世界有最全面的资料
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[编辑本段]分类
新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部伸出所产生的热能。包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。也可以说,新能源包括各种可再生能源和核能。相对于传统能源,新能源普遍具有污染少、储量大的特点,对于解决当今世界严重的环境污染问题和(特别是化石能源)枯竭问题具有重要意义。同时,由于很多新能源分布均匀,对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。
据世界断言,石油,煤矿等将加速减少。核能、太阳能即将成为主要能源。
联合国开发署(UNDP)把新能源分为以下三大类:大中型水电;新可再生能源,包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能(潮汐能);穿透生物质能。
一般地说,常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源,而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此,煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源,而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作为新能源。随着技术的进步和可持续发展观念的树立,过去一直被是做垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识,作为一种能源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用,因此,废弃物的化利用也可看作是新能源技术的一种形式。
新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量称为新能源,相对于常规能源而言,在不同的历史时期和科技水平情况下,新能源有不同的内容。当今社会,新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。
按类别可分为:太阳能 风力发电 生物质能 生物柴油 燃料乙醇 新能源汽车 燃料电池 氢能 垃圾发电 建筑节能 地热能 二甲醚 可燃冰等
[编辑本段]新能源概况
据估算,每年辐射到地球上的太阳能为17.8亿千瓦,其中可开发利用500~1000亿度。但因其分布很分散,目前能利用的甚微。地热能指陆地下5000米深度内的岩石和水体的总含热量。其中全球陆地部分3公里深度内、150℃以上的高温地热能为140万吨标准煤,目前一些国家已着手商业开发利用。世界风能的潜力约3500亿千瓦,因风力断续分散,难以经济地利用,今后输能储能技术如有重大改进,风力利用将会增加。海洋能包括潮汐能、波浪能、海水温差能等,理论储量十分可观。限于技术水平,现尚处于小规模研究阶段。当前由于新能源的利用技术尚不成熟,故只占世界所需总能量的很小部分,今后有很展前途。
[编辑本段]常见新能源形式概述
(具体内容详见各能源形式所对应的词条)
太阳能
太阳能一般指太阳光的辐射能量。太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式
广义上的太阳能是地球上许多能量的来源,如风能,化学能,水的势能等由太阳能导致或转化成的能量形式。
利用太阳能的方法主要有:太阳电能池,通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能;太阳能热水器,利用太阳光的热量加热水,并利用热水发电等。
太阳能可分为2种:
1.太阳能光伏 光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置,由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分,故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源,较复杂的光伏系统可为房屋照明,并为电网供电。 光伏板组件可以制成不同形状,而组件又可连接,以产生更多电力。近年,天台及建筑物表面均会使用光伏板组件,甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分,这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。
2.太阳热能 现代的太阳热能科技将阳光聚合,并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外,建筑物亦可利用太阳的光和热能,方法是在设计时加入合适的装备,例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。
核能
核能是通过转化其质量从原子核释放的能量,符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc^2;,其中E=能量,m=质量,c=光速常量。核能的释放主要有三种形式:
A.核裂变能
所谓核裂变能是通过一些重原子核(如铀-235、铀-238、钚-239等)的裂变释放出的能量
B.核聚变能
由两个或两个以上氢原子核(如氢的同位素—氘和氚)结合成一个较重的原子核,同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应,其释放出的能量称为核聚变能。
C.核衰变
核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式,因其能量释放缓慢而难以加以利用
核能的利用存在的主要问题:
(1)利用率低
(2)反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素,其最终处理技术尚未完全解决
(3)反应堆的安全问题尚需不断监控及改进
(4)核不扩散要求的约束,即核电站反应堆中生成的钚-239受控制
(5)核电建设投资费用仍然比常规能源发电高,投资风险较大
海洋能
海洋能指蕴藏于海水中的各种可再生能源,包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐度差能等。这些能源都具有可再生性和不污染环境等优点,是一项亟待开发利用的具有战略意义的新能源。
波浪发电,据科学家推算,地球上波浪蕴藏的电能高达90万亿度。目前,海上导航浮标和灯塔已经用上了波浪发电机发出的电来照明。大型波浪发电机组也已问世。我国在也对波浪发电进行研究和试验,并制成了供航标灯使用的发电装置。
潮汐发电,据世界动力会议估计,到2020年,全世界潮汐发电量将达到1000-3000亿千瓦。世界上最大的潮汐发电站是法国北部英吉利海峡上的朗斯河口电站,发电能力24万千瓦,已经工作了30多年。我国在浙江省建造了江厦潮汐电站,总容量达到3000千瓦。
风能
风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比,具有明显的优势,它蕴藏量大,是水能的10倍,分布广泛,永不枯竭,对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。
风力发电,是当代人利用风能最常见的形式,自19世纪末,丹麦研制成风力发电机以来,人们认识到石油等能源会枯竭,才重视风能的发展,利用风来做其它的事情。
17年,联邦德国在著名的风谷--石勒苏益格-荷尔斯泰因州的布隆坡特尔建造了一个世界上最大的发电风车。该风车高150米,每个浆叶长40米,重18吨,用玻璃钢制成。到1994年,全世界的风力发电机装机容量已达到300万千瓦左右,每年发电约50亿千瓦时。
生物质能
生物质能来源于生物质,也是太阳能以化学能形式贮存于生物中的一种能量形式,它直接或间接地来源于植物的光合作用。生物质能是贮存的太阳能,更是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态或气态的燃料。地球上的生物质能较为丰富,而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨,其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍,但目前的利用率不到3%。
地热能
地球内部热源可来自重力分异、潮汐摩擦、化学反应和放射性元素衰变释放的能量等。放射性热能是地球主要热源。我国地热丰富,分布广泛,已有5500处地热点,地热田45个,地热总量约320万兆瓦。
氢能
在众多新能源中,氢能以其重量轻、无污染、热值高、应用面广等独特优点脱颖而出,将成为21世纪的理想能源。氢能可以作飞机、汽车的燃料,可以用作推动火箭动力。
海洋渗透能
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如果有两种盐溶液,一种溶液中盐的浓度高,一种溶液的浓度低,那么把两种溶液放在一起并用一种渗透膜隔离后,会产生渗透压,水会从浓度低的溶液流向浓度高的溶液。江河里流动的是淡水,而海洋中存在的是咸水,两者也存在一定的浓度差。在江河的入海口,淡水的水压比海水的水压高,如果在入海口放置一个涡轮发电机,淡水和海水之间的渗透压就可以推动涡轮机来发电。
海洋渗透能是一种十分环保的绿色能源,它既不产生垃圾,也没有二氧化碳的排放,更不依赖天气的状况,可以说是取之不尽,用之不竭。而在盐分浓度更大的水域里,渗透发电厂的发电效能会更好,比如地中海、死海、我国盐城市的大盐湖、美国的大盐湖。当然发电厂附近必须有淡水的供给。据挪威能源集团的负责人巴德·米克尔森估计,利用海洋渗透能发电,全球范围内年度发电量可以达到16000亿度。
水能
水能是一种可再生能源,是清洁能源,是指水体的动能、势能和压力能等能量。广义的水能包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量;狭义的水能指河流的水能。是常规能源,一次能源。水不仅可以直接被人类利用,它还是能量的载体。太阳能驱动地球上水循环,使之持续进行。地表水的流动是重要的一环,在落差大、流量大的地区,水能丰富。随着矿物燃料的日渐减少,水能是非常重要且前景广阔的替代。目前世界上水力发电还处于起步阶段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水运动均可以用来发电。
[编辑本段]新能源的发展现状和趋势
部分可再生能源利用技术已经取得了长足的发展,并在世界各地形成了一定的规模。目前,生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。
国际能源署(IEA)对2000~2030年国际电力的需求进行了研究,研究表明,来自可再生能源的发电总量年平均增长速度将最快。IEA的研究认为,在未来30年内非水利的可再生能源发电将比其他任何燃料的发电都要增长得快,年增长速度近6%在2000~2030年间其总发电量将增加5倍,到2030年,它将提供世界总电力的4.4%,其中生物质能将占其中的80%。
目前可再生能源在一次能源中的比例总体上偏低,一方面是与不同国家的重视程度与政策有关,另一方面与可再生能源技术的成本偏高有关,尤其是技术含量较高的太阳能、生物质能、风能等据IEA的预测研究,在未来30年可再生能源发电的成本将大幅度下降,从而增加它的竞争力。可再生能源利用的成本与多种因素有关,因而成本预测的结果具有一定的不确定性。但这些预测结果表明了可再生能源利用技术成本将呈不断下降的趋势。
我国高度重视可再生能源的研究与开发。国家经贸委制定了新能源和可再生能源产业发展的“十五”规划,并制定颁布了《中华人民共和国可再生能源法》,重点发展太阳能光热利用、风力发电、生物质能高效利用和地热能的利用。近年来在国家的大力扶持下,我国在风力发电、海洋能潮汐发电以及太阳能利用等领域已经取得了很大的进展。
新能源(或称可再生能源更贴切)主要有:太阳能、风能、地热能、生物质能等。生物质能在经过了几十年的探索后,国内外许多专家都表示这种能源方式不能大力发展,它不但会抢夺人类赖以生存的土地,更将会导致社会不健康发展;地热能的开发和空调的使用具有同样特性,如大规模开发必将导致区域地面表层土壤环境遭到破坏,必将引起再一次生态环境变化;而风能和太阳能对于地球来讲是取之不尽、用之不竭的健康能源,他们必将成为今后替代能源主流。
太阳能发电具有布置简便以及维护方便等特点,应用面较广,现在全球装机总容量已经开始追赶传统风力发电,在德国甚至接近全国发电总量的5%-8%,随之而来的问题令我们意想不到,太阳能发电的时间局限性导致了对电网的冲击,如何解决这一问题成为能源界的一大困惑。
风力发电在19世纪末就开始登上历史的舞台,在一百多年的发展中,一直是新能源领域的独孤求败,由于它造价相对低廉,成了各个国家争相发展的新能源首选,然而,随着大型风电场的不断增多,占用的土地也日益扩大,产生的社会矛盾日益突出,如何解决这一难题,成了我们又一困惑。
早在2001年,MUCE就为了开拓稳定的海岛通信电源而开展一项研究,经过六年多研究和实践,终于将一种成熟的新型应用方式MUCE风光互补系统向社会推广,这种系统用了我国自主研制的新型垂直轴风力发电机(H型)和太阳能发电进行10:3地结合,形成了相对稳定的电力输出。在建筑上、野外、通信基站、路灯、海岛均进行了实际应用,获得了大量可靠的使用数据。这一系统的研究成果将为我国乃至世界的新能源发展带来了新的动力。
新型垂直轴风力发电机(H型)突破了传统的水平轴风力发电机启动风速高、噪音大、抗风能力差、受风向影响等缺点,取了完全不同的设计理论,用了新型结构和材料,达到微风启动、无噪音、抗12级以上台风、不受风向影响等性能,可大量用于别墅、多层及高层建筑、路灯等中小型应用场合。以它为主建立的风光互补发电系统,具有电力输出稳定、经济性高、对环境影响小等优点,也解决了太阳能发展中对电网冲击等影响。
随着能源危机日益临近,新能源已经成为今后世界上的主要能源之一。其中太阳能已经逐渐走入我们寻常的生活,风力发电偶尔可以看到或听到,可是它们作为新能源如何在实际中去应用?新能源的发展究竟会是怎样的格局?这些问题将是我们在今后很长时间里需要探索的。
[编辑本段]新能源的环境意义和能源安全战略意义
我国能源需求的急剧增长打破了我国长期以来自给自足的能源供应格局,自1993年起我国成为石油净进口国,且石油进口量逐年增加,使得我国接入世界能源市场的竞争。由于我国化石能源尤其是石油和天然气生产量的相对不足,未来我国能源供给对国际市场的依赖程度将越来越高。
国际贸易存在着很多的不确定因素,国际能源价格有可能随着国际和平环境的改善而趋于稳定,但也有可能随着国际局势的动荡而波动。今后国际石油市场的不稳定以及油价波动都将严重影响我国的石油供给,对经济社会造成很大的冲击。大力发展可再生能源可相对减少我国能源需求中化石能源的比例和对进口能源的以来程度,提高我国能源、经济安全。
此外,可再生能源与化石能源相比最直接的好处就是其环境污染少。
新的能源是什么
1
新能源,包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能和其他可再生能源。合理的开发利用新能源,可以改善和优化能源结构,保护环境,提高人民生活质量,促进国民经济和社会可持续发展。
新能源开发利用主要包括新能源技术和产品的科研、实验、推广、应用及其生产、经营活动。新能源的开发利用,应当与经济发展相结合,遵循因地制宜、多能互补、综合利用、讲求效益和开发与节约并举的原则,宣传群众,典型示范,效益引导,实现能源效益、环境效益、经济效益和社会效益的统一。
2
随着科学技术和社会生产力的不断发展,能源的问题显得越来越重要。目前,全世界的能源仍以煤、石油和天然气等化石燃料为主。这些化石燃料储量有限,同时它们又是极其宝贵的化工原料,可以从中提炼和加工出各种化学纤维、塑料、橡胶和化肥等化工产品。将这样重要的化工原料作为能源来使用实在可惜。随着社会生产力的发展和人类生活水平的提高,世界能源的消耗量愈来愈大。据估计,全世界石油、天然气和煤的储量最多只能供给人类使用一、二百年。因此,摆在人类面前的一项紧迫的战略任务就是探索新能源。目前研究开发的新能源主要有以下几种:
1.地热能与潮汐能
可利用的地热是地下热水、地热蒸气和热岩层。地下热水层一般在地下两千多米深处,温度80℃左右。将地下热水降低压力使之变成蒸气(在47.34 kPa时水80℃沸腾),可推动汽轮发电机发电。
潮汐能利用的是海水涨落造成的水位差。此种能量可以作为动力来推动水轮机发电。地球上潮汐涨落中蕴藏的能量是巨大的,但建造大规模的潮汐电站技术上有很多困难,成本也较高。
2.太阳能
太阳每年辐射到地球表面的能量约为5×10^22J,相当于目前世界能量消耗的1.3万倍,可以说太阳能是取之不尽用之不竭的无污染的理想能源。因此,太阳能的收集利用是当代科学家十分感兴趣的问题。
目前太阳能利用主要有三种形式。一种是直接利用太阳辐射热,建成太阳灶、太阳能热水器,太阳房(用于暖)和塑料大棚等,或利用太阳能来发电。太阳能电站是利用集热器吸收太阳辐射的热量,其蓄热材料(液态金属)温度可高达1000℃左右。所吸收的热量通过热交换器将水变成水蒸气推动汽轮机发电。这种转换方式称之为光-热转换。第二种是光-电转换,即利用太阳能电池将太阳能直接转换成电能。太阳能电池种类较多,主要有单晶硅电池、砷化镓电池、磷化铟电池和多晶硅电池等。目前太阳能电池效率还比较低,成本也比较高。它主要用于人造卫星等宇宙飞行器作为各种仪器设备的动力。第三种是光-化学转换,即将太阳辐射直接转换成化学能。绿色植物的光合作用就是光-化学转换,但它还不能完全受人控制。因此,研究各种完全可控的光-化学转换方法也是当今世界重大的研究课题之一。近年来发现,太阳能辐射到某一光化学反应体系后,能形成动力学上稳定的光产物,使光能转化为化学能而储存起来。另外,在催化剂存在时,由太阳光直接分解水而制得氢和氧的方法也是太阳能利用较有发展前途的一条途径。发展氢能具有独特的优越性。首先,氢的原料是水,丰富。另外氢燃烧后的热值较高,1g 氢燃烧后可放出143 kJ的热量,而1g煤燃烧只有31~32kJ,1g汽油燃烧也只有48kJ。还有氢燃烧生成水,它来源于水又还原于水,是顺应自然的一种循环,不会打乱自然界的平衡。又因燃烧产物无烟尘以及其它污染物,所以氢能又是无污染的清洁能源。
虽然,地球接受太阳的总能量很大,但是由于其能量密度很低,取得单位能量的一次投资大,能量转换效率有待提高。
3.核能
原子核裂变和聚变时都放出巨大的能量。原子核能是一种比较理想的能源。
(1)核裂变能
裂变是较重的原子核在足够能量的中子轰击下分裂成较轻原子核的过程。当235U原子核发生裂变时,分裂成两个不相等的碎片和若干个中子。裂变过程相当复杂,已经发现裂变产物有35种元素,放射性核素有200种以上。下面是235U裂变中的一种方式:
[编辑本段]未来的几种新能源
波能:即海洋波浪能。这是一种取之不尽,用之不竭的无污染可再生能源。据推测,地球上海洋波浪蕴藏的电能高达9×104TW。近年来,在各国的新能源开发中,波能的利用已占有一席之地。尽管波能发电成本较高,需要进一步完善,但目前的进展已表明了这种新能源潜在的商业价值。日本的一座海洋波能发电厂已运行8年,电厂的发电成本虽高于其它发电方式,但对于边远岛屿来说,可节省电力传输等投资费用。目前,美、英、印度等国家已建成几十座波能发电站,且均运行良好。
可燃冰:这是一种与水结合在一起的固体化合物,它的外型与冰相似,故称“可燃冰”。可燃冰在低温高压下呈稳定状态,冰融化所释放的可燃气体相当于原来固体化合物体积的100倍。据测算,可燃冰的蕴藏量比地球上的煤、石油和天然气的总和还多。
煤层气:煤在形成过程中由于温度及压力增加,在产生变质作用的同时也释放出可燃性气体。从泥炭到褐煤,每吨煤产生68m3气;从泥炭到肥煤,每吨煤产生130m3气;从泥炭到无烟煤每吨煤产生400m3气。科学家估计,地球上煤层气可达2000Tm3。
微生物:世界上有不少国家盛产甘蔗、甜菜、木薯等,利用微生物发酵,可制成酒精,酒精具有燃烧完全、效率高、无污染等特点,用其稀释汽油可得到“乙醇汽油”,而且制作酒精的原料丰富,成本低廉。据报道,巴西已改装“乙醇汽油”或酒精为燃料的汽车达几十万辆,减轻了大气污染。此外,利用微生物可制取氢气,以开辟能源的新途径。
为什么现今世界如此依赖石油和天然气?
1960年9月,由伊朗、伊拉克、科威特、沙特阿拉伯和委内瑞拉的代表在巴格达开会,决定联合起来共同对付西方石油公司,维护石油收入,14日,五国宣告成立石油输出国组织 (Organization of Petroleum Exporting Countries -- OPEC) ,简称“欧佩克”。随着成员的增加,欧佩克发展成为亚洲、非洲和拉丁美洲一些主要石油生产国的国际性石油组织。欧佩克总部设在维也纳。
石油输出国组织的宗旨是,协调和统一各成员国的石油政策,并确定以最适宜的手段来维护它们各自和共同的利益。
主要机构有:大会,是最高权力机关;理事会,负责执行大会决议和指导该组织的管理;秘书处,在理事会指导下主持日常事务工作。秘书处内设有一专门机构——经济委员会,协助该组织把国际石油价格稳定在公平合理的水平上。
出版物《石油输出国组织公报》(月刊):《石油输出国组织评论》(季刊);《年度报告》;《统计年报》。
2003年该组织成员石油总储量为1191.125亿吨,约占世界石油储量的69%,其中排在前三位的成员分别是沙特阿拉伯(355.342亿吨)、伊朗(172.329亿吨)和伊拉克(157.534亿吨)。2003年该组织成员原油产量为13.218亿吨,约占世界原油产量的39%,其中排在前三位的成员分别是沙特阿拉伯(4.215亿吨)、伊朗(1.865亿吨)和尼日利亚(1.060亿吨)。
为使石油生产者与消费者的利益都得到保证,欧佩克实行石油生产配额制。为防止石油价格飚升,欧佩克可依据市场形势增加其石油产量;为阻止石油价格下滑,欧佩克则可依据市场形势减少其石油产量。
石油输出国组织
Organization of the Petroleum Exporting Countries,OPEC
译称欧佩克。亚洲、非洲、拉丁美洲一些产油国家为抵制国际石油垄断资本的控制、保卫石油、维护民族利益而组成的国际专业性组织。1960年9月成立,其主要机构有大会、理事会和秘书处。总部设在维也纳。至1988年共有13个成员国。伊拉克、伊朗、沙特阿拉伯、科威特和委内瑞拉等 5国为创始国。其他成员还有:卡塔尔、阿尔及利亚、厄瓜多尔、加蓬、印度尼西亚、利比亚、尼日利亚、阿拉伯联合酋长国。这些国家的石油产权、开、提炼和经营长期被外国垄断资本所操纵。该组织旨在协调成员国的石油政策,取集体行动,同国际石油垄断公司进行谈判,以维护自己的石油利益,在70年代,该组织为保护成员国的石油收益,多次迫使西方石油公司签订提高石油标价的协议,并单方面作出提高石油标价的决定,从而取得调节世界石油市场价格的支配权,一度使西方国家陷入石油危机,并为推动国际经济旧秩序的改革起了积极作用。进入80年代后,由于世界石油市场需求量急剧下降,该组织先后取“减产保价”和“减价保产”等措施,被迫不断降低石油价格和限制成员国的产量,使该组织逐渐丧失调节石油价格的支配权。这一发展趋势非短期所能扭转。
除了上述13国石油输出国组织外,还有地区性的国际石油组织。如1965年10月建立的拉丁美洲国家石油互助协会和1968年 1月成立的阿拉伯石油输出国组织。后者的成员国在13年10月中东战争期间,以石油为武器,取提价、减产、禁运、增股和国有化等措施,反对以色列及其支持者,对国际政治产生了重大影响。该组织还于16年设立国际发展基金,为其他发展中国家提供经济和财政援助,有力地推动了南南合作。
一、世界能源结构以化石能源为主,化石能源在较长时期内仍然是人类生存和发展的能源基础
目前全世界能源年总消费量约为134亿吨标准煤,其中石油、天然气、煤等化石能源占85%,大部分电力也是依赖化石能源生产的,核能、太阳能、水力、风力、波浪能、潮汐能、地热等能源仅占15%.化石能源价格比较低廉,开发利用的技术也比较成熟,并且已经系统化和标准化.虽然发达国家遭受70年代两次石油危机打击后,千方百计摆脱对石油的过度依赖,但是今后20多年里,石油仍然是最主要的能源,全球需求量将以年均1.9%的速度增长;煤仍然是电力生产的主要燃料,全球需求量将以每年1.5%的速度增长.可见化石能源仍然是我们在这个星球上赖以生存和发展的能源基础.
有统计表明,2020年全世界能源消费量将是目前的3倍.特别值得关注的是,世界各国能源消费量与GDP的增长程度有密切的相关性.从发达国家走过的道路来看,人均GDP在1000至10000美元之间,人均能源消费量增长较快,GDP超过10000美元之后,人均能源消费量放缓.我国正处在人均能源消费量增长较快的起步阶段,石油需求增势强劲,预计今年原油消费量为2.7亿吨,2020年将达到4.0-4.5亿吨;而我国是一个人均能源相对贫乏的国家,人均石油、天然气、煤炭可储量分别占世界平均值的20.1%、5.1%和86.2%,尤其是原油,目前对外依存度是1/3,2020年将超过1/2,供需矛盾相当尖锐.
二、化石能源枯竭问题和能源环境污染问题依然困扰人类
世界能源以化石能源为主的结构特征,使得化石能源走向枯竭和化石能源利用对环境的污染这两个老问题,依然困扰人类.
世界能源以化石能源为主的结构特征,使得化石能源枯竭的日子离我们越来越近.因为作为能源主体的化石能源是不可再生能源,用一点,就少一点,总有枯竭的那一天.日前《2004BP世界能源统计年鉴》测算世界石油总储量为1.15万亿桶,以目前的开速度计算,可供生产41年.作为世界石油龙头的沙特阿拉伯,石油储量达2500亿桶,日产量800多万桶,分别占世界石油总储量和总需求量近1/4和近1/10.这个国家以“我们每天为世界提供石油”作为使命,在过去30多年间确实起到世界石油供应稳定器的作用.但是,沙特石油公司高级职员私下表示:“我不知道这种情况能够持续多久.”因为沙特老油田已经接近产油高峰期,而开新油田的难度非常大.世界各大产油国也都大致如此,阿曼目前的产量仅是其高峰时的1/5,美国石油开量每年下降3%,传统的石油出口国印度尼西亚甚至一度需要进口石油应急.全球再找到大型油田的可能性非常小,只能寄希望于西伯利亚永久冻土带、加拿大油砂和几处深海大陆架.这种状况加剧了人们对不可再生能源走向枯竭的危机感.近年来国际市场油价持续走高,很大程度是这种危机感的直接反应.
目前以煤炭、石油为主的世界能源结构带来全球性能源环境问题的主要表现为酸雨、臭氧层破坏、温室气体排放等.在许多发展中国家,城市大气污染已达到十分严重的程度,在欧洲和北美也出现了超越国界的大气污染,形成了广泛的环境酸化,上千个湖泊的湖水酸度达到了不能支持鱼类生存的程度,酸性气体所造成的腐蚀损失,每年高达10亿美元.我国以煤炭、石油为主的能源结构也造成了严重的大气污染,二氧化硫和二氧化碳的排放量都居世界前列.二氧化碳排放量的增加使全球变暖,2003年成为有史以来最炎热的一年,因此联合国呼吁各国签署《京都协议书》,以减少温室效应气体的排放.包括中国在内的大多数国家做出积极响应,而二氧化碳排放量居世界第一的美国,出于自身经济扩张的考虑,拒绝签署《京都协议书》,使国际社会同温室效应问题的斗争举步维艰.
三、世界石油地缘政治格局呈现多元化态势,世界石油市场结构新一轮大调整拉开序幕
化石能源除了必将枯竭和环境污染这两个老问题受到全人类的特别关注以外,近些年世界石油市场结构新一轮大调整也格外引人注目.
世界石油工业历经近150年的发展,到20世纪末形成了从西北非经中东、里海、中亚、西伯利亚到远东的石油储产区域和以北美、西欧、东亚为主的世界石油消费区域,两者供需关系严重错位和失衡,导致以最大石油消费国美国为首的发达国家与以世界最大石油输出国沙特阿拉伯为首的中东产油国家的控制与反控制的矛盾突出,“强强抗衡”成为上世纪后30年石油地缘政治的主旋律.以往历次世界石油市场结构大调整,都是石油地质现带动的,美国油田、巴库油田、中东油田、北海和墨西哥湾油田的相继发现,都使世界石油地缘政治格局为之一变,世界石油市场结构随之做出相应的大调整;然而进入本世纪,特别是伊拉克战争之后,世界石油地缘政治“多元化”初露端倪,并引发世界石油市场结构的大调整.
这次世界石油市场结构大调整涉及需求结构调整、供应结构调整、资本结构调整和新石油储产中心开辟等石油领域的方方面面,其时间持续之长,波及范围之广,影响之深远,是前所未有的.主要表现在:
石油需求多元化.虽然发达国家石油需求仍然主导世界石油需求市场,但是随着发展中国家的国民生产总值的提高,石油消费量将追超发达国家.
石油供应多元化.欧佩克在世界石油市场仍然发挥着举足轻重的作用,但是其控制国际油价的局面正在打破,非欧佩克产油国发展势头强劲,俄罗斯的能源大国地位得以确立,挪威、加拿大等国的传统地位仍然保持,伊拉克的特殊地位将逐渐突出,石油供应国形成“群雄并立”的格局.
石油资本多元化.世界石油产业被西方几大石油公司所垄断的局面将被打破,发展中的地区大国全力支持本国石油公司在全球争取石油开发、生产和销售的份额,招商引资将是各产油国迅速提高石油效益的必然选择,联合开发将是各石油公司规避海外投资风险的最佳策略,区域合作将是各石油需求国趋利避害的当务之急.
这样的世界石油市场结构大调整是多种因素共同作用的结果:
需求激增的拉动.人类在过去150年已经消耗了9500亿桶石油,占全球已探明化石能源总量的44%,其中大部分是近50多年在现代工业高速发展的过程中消耗的.进入本世纪,随着工业的新一轮增长、居民消费结构的升级和城市化进程的加速,能源需求以前所未有的速度增长,能源消耗量也出现“加速度”的趋势,欧佩克预计今年世界石油日需求量将比去年增加200万桶.可以说需求激增拉动了世界石油市场结构大调整.
供应风险的激励.在目前世界石油供需基本平衡,生产能力略有节余的表象下面,孕育着种种危机,包括世界石油产量将越过顶峰而呈下降趋势;全球石油地质储量连年增加,但是可开的商业油源却呈下降趋势;新油田的开发需要大投资、长周期和高风险等等,导致世界石油供应不确定的风险凸显.加上石油所特有的地缘政治风险,诸如巴以冲突加剧、伊拉克局势动荡和恐怖袭击对石油设施的破坏,都促使各国加强石油生产、运输、贮存的安全措施,争取多渠道的稳定油源,并且建立石油战略储备,以确保石油供应.可以说石油供应风险意识激励了世界石油市场结构大调整.
美国石油霸权战略的催化.美国将控制石油作为其全球霸权战略的核心内容,将控制伊拉克作为制服中东产油国家的“石油王牌”,遏制其他发达国家和发展中地区大国获取石油.为此,美国取的石油战略是:抢占中东石油地缘战略支点,控制里海和中亚石油区,抢滩非洲石油区,削弱欧佩克,插手俄罗斯石油公司,控制国际输油管线,以确立新的世界石油地缘政治格局,并在其中发挥主导作用.这样的石油霸权战略,使各产油国、石油需求国甚至美国的盟国都感受到巨大的压力,迫使他们制定并实施自己的石油安全战略,确保自己在世界石油市场的应有地位.可以说美国石油霸权战略催化了世界石油市场结构大调整.
各国的推动.各国为了应对世界石油供需不平衡矛盾和规避石油地缘政治风险,尤其为了应对美国的石油霸权战略,都将石油保障纳入国家发展安全战略.发达国家和发展中国家形成的需求方急需开辟新油源,新老产油国形成的供应方积极开发新产能,新供需关系和新运输保障也都应运而生.各国支持本国石油公司争取境外石油份额和参与世界石油市场竞争.可以说各国推动了世界石油市场结构大调整.
新技术的保障.新技术使开发深海油田和复杂地质构造的陆地油田成为可能,使液化天然气便于储运和利用,使输油管线成为供需双方的联系纽带.可以说新技术保障了世界石油市场结构大调整.
世界石油市场结构新一轮大调整为新一轮长期投资浪潮创造了条件.新一轮长期投资浪潮需要大投资、长周期和高风险,在数年甚至十几年才能赢利,这就是今后相当长时期国际油价将持续走高的深层原因.
四、世界各国纷纷制定能源安全发展战略
如今,依然困扰人类的以化石能源为主的世界能源结构带来的化石能源枯竭和能源环境污染问题以及随着世界石油地缘政治格局呈多元化态势和世界石油市场结构大调整的展开,使能源问题已经上升为一个国家能否安全、全面、协调、可持续发展其社会经济的重大战略问题,各国都从安全和发展两个方面制定了国家能源战略.
首先,各国将石油保障纳入国家安全战略.美国等发达国家为了减轻对欧佩克石油的依赖,转而开辟西非、中亚和俄罗斯等地区和国家的新油源;中国、印度、东盟、韩国、巴西等经济发展较快的国家和地区集团积极寻求多渠道石油来源;沙特阿拉伯、俄罗斯等老、新产油国都把石油作为本国经济腾飞的“金钥匙”,纷纷制定了“石油兴国”、“石油强国”的战略;世界各国都对石油运输保障和战略储备予以高度重视,例如中国、俄罗斯、哈萨克斯坦、日本、美国等国都在建设长距离输油管线,马来西亚、新加坡和印度尼西亚联合维护马六甲海峡安全,中国和印度筹建石油战略储备设施,等等.
其次,世界各国都制定能源发展战略,将合理利用和节约常规能源、研发清洁的新能源和切实保护生态环境作为基本国策,以实现经济持续发展、社会全面进步、有效利用、环境不断改善的目标,从而形成如下发展趋势:
高新技术成果在能源工业迅速推广应用.能源工业正在由低技术向高技术过渡,新技术已迅速地渗透到能源勘探、开发、加工、转换、输送、利用的各个环节,例如自动化生产设备使煤矿开效率成倍提高,新工艺和新技术促进了深海油田的开发.
化石燃料正在向高效节能、洁净环保的方向发展.全球范围的节能技术革命已经展开,各国都在通过节约能源和提高能效来降低能源需求量,发达国家的能源消耗下降了30%以上,机动车的燃油效能提高了近一倍.清洁能源技术迅速提高,各国纷纷推进清洁煤.
天然气的开发利用迅速增长并且前景广阔.天然气储量丰富,迄今仅开了全球总储量的16%,而且污染较小,可以作为石油的替代品,消费量将以年均10%的速度增长,有望超越煤炭成为第二大能源载体.天然气水合物是深藏海底的固体天然气,测算储量是化石能源储量的2倍,而且杂质少,无污染,是一种新型的清洁能源.日、美等国已经获取了天然气水合物的样品,我国已经建立了专门的实验室,天然气水合物有望继石油之后成为人类的又一支柱能源.
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