天然能源的危机的确是个大问题,人类如果不研究出新的能源去代替的话,估计用不了200年,地球人类就有麻烦了,届时所有需要能源的机动车辆,飞机,火车,轮船等等都要休息了,连人类使用的电也将会没有,又要回到原始社会了。
其实全世界及科学人士早就发现地球目前处在的能源危机,也从多方面的去研究开发过,但是效果都不太理想,研究进展虽有些成绩,但还没有全面推广,也不实用。
如果天然的能源造不出来,也可以换个角度去研究开发嘛!比如把有的机器改造成不用汽油,柴油等,把发电改成靠太阳的光做燃料,还可以把机器的点火系统改一下,设计成永动式的,把原来靠油点火的,改成高压产生高温的方式等等,只要机器能转圈就行。
还有很多很多方法的,只要国家支持,科学家努力,人们都齐心,我想聪明的人类是会有办法的。
回答这个问题,需要有两个前提数据:
目前探明的化石能源储量世界能源消耗占比在明确目前已探明的数据,和能源占比数据的基础上,我们分析一个问题,即,化石能源危机会不会发生,怎样发生?
先说结论:目前的世界是以化石能源为基石的。虽然存在政治、经济、开采技术等因素,但传统化石能源终究会面临资源枯竭的一天,但是在那一天到来之前,由于气候变化、环境保护的要求,世界能源需求的构成会慢慢转变为以太阳能、核能为代表的新能源为主的格局,人们日常使用的能源将主要来自于这些。
不会出现开着最后10L油满大街找不到加油的地方,最后慢慢停下来的末日情形。:)
1.来看第一个问题,化石能源储量。我们的对象限定为原煤、石油、天然气这三大类。
(1)现存量有多少?
根据《世界能源统计年鉴》(2019)数据:
煤—全球煤炭储量1万零500亿吨,按现阶段全球年供给量4000万吨计算,约可以使用135年;石油—全球探明储量2441亿吨,现阶段全球年供给量约44亿吨,约可以使用55年;天然气—全球探明储量197万亿立方米,现阶段全球供给量3.9万亿立方米,约可使用50.9年。
(2)每年有变化吗?还能用多少年?
其实能用多少年这个问题,看起来很简单,用总量除以每年使用量,就能算出还有几年用完。但是为什么这个问题又让人很困惑呢?即便是最顶尖的地质学专家,也不能说清楚在这个世界上,煤炭、石油或者天然气的储量到底还能有多少、还能用多久。因为这里面包括了关键的问题,就是“储量”的定义。储量是一个涉及地质学、工程学、经济学的概念,它不是一个固定的数字,而必然是一个不断变化的值。储量的定义又被分为三种。以美国对于石油的储量定义为例,分为三类:证实储量(proved reserve),概算储量(probable reserve),可能储量(possible reserve)。第一个,指商业性开采的概率在90%以上,第二个指商业性开采的概率在50%以上,第三类,这个概率降低到了10%。 其实,这些可能性本身的争议就很大。不管我们怎样定义,储量永远都是“专家意见”,是灵活多变的推测。例如,一个油田能否进行商业化开发,取决于能否盈利,这首先取决于石油的价格。在石油价格低于30美元/桶时,油砂矿和页岩气都是属于“不具备开采价值”的。但当石油价格升到100美元/桶以上的时候,油砂矿和页岩气就变得“可采”了,而且似乎成本还很低廉(大约折合石油价格为60~70美元/桶);而当石油价格回到40美元以下时,页岩气又成为“不具备开采价值”的资源了。说了这么多,抛开复杂的经济、政治因素,在勘探和开采技术没有重大突破的前提下,现在至少有一点大家已经达成了共识,那就是,随着不断开采,自然储量肯定会越来越少,化石能源终究面临储量枯竭。
2.能源消耗的构成。
(1)从各国情况来看,2020年,中国占比25%,美国占比17%、俄罗斯占比6%、欧洲各国合计消费占比20%左右。可以看出,我国、美国、欧盟、俄罗斯的能源结构需求是全球能源的关键。
(2)从目前全球能源消耗的构成看,石油占34%、煤30%,天然气24%,合计88%。也就是说,大家目前消耗能源还是以化石能源为主, 石油、煤炭和天然气三分天下。
从目前的能源消耗构成来看,化石能源依然是世界能源的基石。然而,随着气候变化温室效应的影响日益显著,新能源的占比在不断提升,相关的技术也在不断发展。因此,未来的能源占比,以及新能源的替代,将会是一个渐进的过程,应该化石能源会日渐没落。人们的生活中,所需要的能源,也将会越来越多的以水力发电、核能、太阳能等新能源来提供。
3.未来的趋势分析
随着开采成本的上升,和环境污染、气候变化的问题渐渐严重,一个重要的共识也正在达成,其它如太阳能、风能,逐渐变得更合算、更有必要。沙特前石油大臣阿赫迈德-亚马尼(Ahmed Yamani)说过一句名言:“石器时代的结束不是因为缺少石头,而石油时代也将在石油枯竭之前就早已终结。”
(1)太阳能
储量巨大——根据相关的数据分析,每年太阳照射到地球上的能量,是全球已探明化石能源储量的约143倍。太阳能功率是目前人类使用能源功率的9000多倍。每年可开发的太阳能是全球年发电量的310倍,是总能源消费量的50倍。现存问题——太阳光能量巨大,太阳能发电技术也已经有几十年了,为什么不大规模开发太阳能呢?问题就出在成本上。以前光伏发电成本高于化石能源发电,需要政府补贴才能生存。未来可期——最近十年,光伏成本大幅下降,其发电成本已经和化石能源发电处于同一水平,我国已经全年取消了光伏电站的补贴,但在光伏组件的出货量仍然大幅上升。只需要努力降低光伏发电成本,提高发电效率。(2)核能
清洁——随着化石燃料的消失,核电正变得越来越重要,因为它是唯一能够每天24小时连续供电的替代基本系统。它不含碳,对我们的清洁能源未来至关重要。它最早于1950年代开发,此后其安全功能得到了很大的改善。现在全球超过11%的电力来自核能。
安全是问题——核能的最大问题是固有安全性问题。切尔诺贝利、福岛等案例,给核能的大规模应用带来阴影。目前,一种安全,清洁,可持续的新一代高温气冷堆(HTGR)的出现,会显著提升安全性。它的形式为掺有“ 燃料颗粒”涂层和热解碳以及碳化硅层的富铀。燃料颗粒嵌入在高温下非常稳定的石墨基质中。这样的燃料可以被辐射很长一段时间,因此会深深燃烧其原始的易裂变装药。中国正在试验所谓的“卵石床”设计,该设计非常稳定且非常安全。(3)可燃冰
储量巨大——据估算,全球可燃冰储量是现有天然气、石油储量之和的2倍,仅海底区域可燃冰的分布面积就达4000万km2,占地球海洋总面积的1/4,目前世界上已发现的可燃冰分布区多达116处,具有广阔开发前景。中国南海可燃冰资源量约为1000亿吨标准煤,约相当于中国目前陆上石油、天然气资源总量的1/2,青藏高原远景资源量超过500亿吨标准煤。
远水不解近渴——目前,可燃冰还处于资源调查和技术研发阶段,距离商业化利用还有较大距离,是重要的战略储备资源。