如果石油是用不完的?

译者:年糕神 | 发布: | 发布时间:2013-05-30,星期四 | 阅读:1,639
原文:What If We Never Run Out of Oil? – Charles C. Mann – The Atlantic

8886462770_eb94c24b2f图片来源:拉尔夫·威尔逊/ AP

今年一月,伟大的科考船地球号离开清水港,前往菲律宾海挖掘可燃冰。船上的科学家们可能并不知道,他们正在关闭那扇通向温斯顿·丘吉尔的世界的大门。他们对此不知情也情有可原;许多研究石油工业历史的人并不赞赏丘吉尔曾在能源史上发挥过的巨大作用。

1911年,温斯顿·伦纳德·斯宾塞·丘吉尔被任命为第一海军大臣。他精力充沛,富有才能,他开始着手对帝国明珠-皇家海军进行现代化改造。他宣布,经过改造,舰队应该把燃料从煤替换成石油-这一决定至今仍然影响深远。同样点燃一磅燃料,石油产生的热量大约是煤的两倍。因此,由于更高的能量密度,比起煤,使用石油能够使船航行地更快、更远。

丘吉尔的提议引发了激烈的争论。英国有许多的煤,但却没有石油。在当时,美国的石油产量几乎占到世界总产量的三分之二;俄罗斯占到五分之一。两国都是英国的盟友。尽管两国都对英国态度友好,但是,把海军的命脉交与外国,这个提议却仍让白厅倍感不安。1913年,丘吉尔把这个问题的解决方案告诉了英国议会:英国人必须成为“本国所需原油的占有者,或者至少要在一定程度上成为原油供应线的控制者”。在海军上将的鼓动之下,英国政府很快就买下了一家石油公司51%的股份,这家石油公司就是现在的英国石油公司,当时这家公司有权开采伊朗(当时被称为波斯)的石油。这项特许条款在伊朗是如此地不得人心,以至于引发了一场革命。伦敦努力地镇压了这场革命。随后,为了避免进一步的混乱,英国开始更加深入地插手中东事务。英国在伊朗扶植了一位新国王,并把伊朗从奥斯曼帝国中分裂出来。

丘吉尔打响了发令枪,随后所有的西方列强都参与到了这场控制中东石油资源的竞赛之中。英国战胜了法国、德国和荷兰,仅仅败给了美国。在当时,美国取得了土耳其、伊拉克、巴林、科威特和沙特的石油开采权。这场斗争留下的是跨越洲际的长期纷乱需求,还有愤恨。尽管石油消费国不断地干预石油生产国的内政,前者却还是为它们的无力而含怒于心;而尽管后者从前者那里赚取了巨额收入,它们却也因为自己的屈服而怒气冲冲。随后便是几十年的动荡-1973年至1979年的石油危机,失败的“能源独立”项目,两场发生在伊拉克的战争-这一切的本质并没有发生任何改变,丘吉尔式的强硬作派、依赖与愤怒纠结而成的混乱,这一切如同地球绕着太阳公转一样,成为了国际关系中的常态。

日本深海钻探船地球号

然而,随着造价5.4亿美元的日本深海钻探船地球号的启航,这一切都将结束。这艘船看起来就像是一艘亿万富翁的游艇上背着一座三十层的钻井架。地球号集所有最新科技于一身,是迄今为止最庞大、最漂亮、最先进的科考船,也是唯一一艘能够起降三十人直升机的科考船。船体中间的钻井上装有一个巨大的浮动钻头,还配有六英里的“牵绳”,这使得地球号能够比其他船钻得更深。

地球号第一次下水是在2005年,由于日本地震高发,这艘船下水的最初目的是探索地震发源地的地幔。而如果可能的话,它现在承担的任务则重要得多:这艘船正在试着开发一种能够使日本和全世界摆脱对中东石油依赖的新能源-自从丘吉尔时代以后,这个问题就一直深深地困扰着政治家们。

在20世纪70年代,地质学家在海底发现了天然气结晶,也就是甲烷水合物。甲烷水合物广泛地分布在大陆边缘的浅水海域中,储量十分巨大;有人估计,这种燃料的储量是其他所有化石燃料储量总和的两倍。可尽管天然气水合物储量丰富,石油行业却对其长期持有怀疑态度。这种燃料的分子结构与常规燃料差别巨大,若干个水分子在低温条件下织成一个笼子,把作为“客体分子”的天然气给包裹起来。这是可以燃烧的冰块!有谁会把它当回事儿呢?但是随着石油价格飙升、海底钻探技术升级、地质调查结果的累积,全世界都开始对这种物质产生了兴趣。1982年以后,美国能源部每年都对甲烷水合物研究计划进行拨款。

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而比起其他国家,日本在这个问题上则更加利益攸关。与英美国不同,日本并没有成功地成为大量石油资源的“拥有者,或者任何意义上的控制者”。(并非东京没有进行过任何尝试:当年为了阻止日本征服石油资源丰富的荷属东印度,美国对日本实施了封锁,作为回应,日本轰炸了珍珠港。)如今,对日本来说,丘吉尔的噩梦成真了:日本成为了一个几乎完全依靠外国能源供应的军事和工业大国。日本是世界第三大石油净进口国,第二大煤炭进口国,最大的液化天然气进口国。没有一名日本政客对这种状况感到高兴。

1995年,日本的甲烷水合物项目启动。很快,日本的科学家就把注意力放到了东京西南200英里处的南海海槽,由于地壳相互挤压,这里成为了地震高发区。一步一步,一年一年,一家现在被称为日本石油天然气和金属国家公司(JOGMEC)的日本国有企业在这里挖试验井,做测量,并取得了沉积水合物的样品:130英尺的沙子和淤泥,被富含甲烷的冰块松散地聚合在了一起。这项工作小心、缓慢、有序、分析严谨-这种类型的工作似乎并不适合放到报纸头条上。但是,就像二十世纪六七十年代,海上钻井平台从具有异域风情的“水上乐园”转变为世界经济的支柱一样,这项工作也在一步一步经历着相同的过程。

而就在日本启动这一项目18年后的今年1月,地球号已经离开清水港,驶离东海岸,开始进行“生产”测试-这次测试的目的是有效获取大量天然气,而非仅仅获取实验室的样品。许多问题仍有待回答,这一项目的监督山本浩二曾在出发之前与我进行过交谈。JOGMEC并不知道开采水合物的最好方法,也不知道该如何才能把这种天然气合成物运到岸上。目前的费用依然太高。山本说:“这一项目至少还需要十年时间,但我相信它终有出路。”在十年之后会发生什么呢?他猜这将会变得很“有趣”。

石油行业已经感受到了“水力压裂法”带来的震动-这种技术把混合了沙子和化学物质的水注入岩石,将岩石给压裂,使得其中原本无法获得的石油释放出来,这种石油原本被称为“密封的石油”。更重要的是,水力压裂法还能将天然气释放出来,当用这种方法在页岩上开采时,取得的天然气就被称为页岩气。(石油一词是各种非固体碳氢化合物的总和,其中包括各种油、天然气、丙烷和各种石油的前体等,石油公司把这些埋在地底的物质给攫取出来。)家庭灶具燃烧的那种东西,就是人们熟知的天然气,用更精确的术语来说,就是甲烷。甲烷是一种无色无味的气体,无论它是从普通油井、页岩床还是甲烷水合物中而来,其构造都是相同的。水力压裂法被认为是威胁到了地下水供应而饱受质疑,因而最终可能会受到极大限制。但是,它也从北美开采出了数量如此之多的石油,以至于总部设在巴黎,由能源消费国组成的国际能源机构在去年11月作出如下预测:到2035年,美国将实现能源自给自足。如果地球号上的研究人员获得了成功,甲烷水合物也可以使日本产生类似的结果。而且,不仅是日本:中国、印度、韩国、台湾、挪威,甚至还有加拿大和美国,它们都希望能够解开这种晶体笼的奥秘。

不是每个人都认为JOGMEC将会取得成功。但甲烷水合物的发展历程与页岩气之前的发展历程大致相同,只是这项研究规模更大,参与其中的国际研究团体更多。页岩气也遭到了广泛而又激烈的批评。反对者认为忽视甲烷水合物的前景是愚蠢的,但是忽视其可能造成的潜在后果则更为愚蠢。

如果甲烷水合物能够使得世界大多数国家将燃料从石油转换为天然气,这种转变将会使得那些依赖石油收入的国家遭到削弱,像俄罗斯、伊朗、委内瑞拉、伊拉克、科威特和沙特这样的石油独裁国家尤其如此。除非产油国运转极其良好,否则喷涌的石油收入事实上将会打击其他产业,弱化该国经济基础。更糟糕的是,大多数产油国都存在着严重的腐败现象,社会学家在争论这种“资源诅咒”之中是否存在着一种内在联系:大量的石油储量伴随着政治上的渎职。但是似乎也可以这样说,没有一个美国人会对如下情况感到不满:如果美国能够大幅度减少原油进口的需求,这些国家就难以掌控美国的经济命脉。但是,美国人却可能会因为全球动荡而感到寝食难安:经济吃紧将会导致政治动乱,从委内瑞拉到土库曼斯坦,这些国家的政府极有可能会发生崩溃。

从一个更加宽广的角度上讲,便宜、丰富的天然气一下子扭转了应对气候变化斗争的局势。为了避免气候变化带来的最坏结果,越来越多的科学家开始认为,人类必须“用五十年时间彻底淘汰碳排放进程”,科学家在今年一月作出的这种估计随后立刻被广泛宣传。要迈出这么巨大且必要的一步,人类必须抛弃煤炭,而直到今天,煤炭仍是世界第二大能源。如果发电厂将燃料从煤炭改造成天然气,那么后者将比前者清洁得多-仅仅是那些通过水力压裂法开采而来的页岩气,就已经使得美国的温室气体排放量从金里奇时期的最高峰降到了目前的最低水平。

然而,天然气也并不是那么地干净:燃烧天然气会排放出二氧化碳。研究者们将其定位为一种“过渡燃料”,人们在抛弃石油和煤炭之前,可以暂时使用这种“过渡燃料”。但是,在美国外交关系委员会能源安全与气候变化项目负责人迈克尔·利维看来,如果社会不利用这种过渡燃料来帮助制定反对碳排放的政策,那么经过过渡期之后,人类社会的主要燃料仍将会是碳燃料。

麻省理工学院能源经济学教授克里斯托弗·尼特尔对我说:“甲烷水合物可能会引发一场新的能源革命。它能帮助我们减少温室气体的排放。它也有可能减少人们对可再生能源和非碳能源的投资。”通过水力压裂法获得的大量页岩气已经开始影响到美国的投资。“前者是一种恩赐。而后者,用我曾经用过的词语来说,是灾难。”他在此停顿了一下,我观察到他叹了一口气。“我并不认为我们将会作出正确的决定。”

 

***

 

在我毕业几年之后,我驾车带着朋友去了趟南加州,我之前从未去过那里。我走马观花地逛了一趟洛杉矶,随后驱车向北,跌跌撞撞地在圣华金河谷绕了几天。然后我在贝克斯菲尔德呆了一晚上,我在那儿漫无目的地乱晃,最后晃到了一个围栏那儿。在围栏后面,数千架油泵向小鸡啄米一样不停地上下点头。无数的管道和电线像蜘蛛网一样将每个油泵连接起来,其巨大和复杂程度简直超乎常规,无数的灯光和机器就这么在沙漠上蔓延开来,直到地平线那边。仅仅距离洛杉矶一百英里之遥,就有一片巨大的超现代石油作业区!我简直难以相信。正当我站在那儿呆头呆脑地凝视时,一名警察驾车经过。我问他这堆东西是什么时候冒出来的。他像看白痴似地看着我。他说:“自从1899年以来,它们就一直在这儿钻油。”

我当时正站在克恩河油田边,克恩河油田是美国最著名的石油储藏区之一。由于种种原因,我在上学时并没有怎么学地理,我一直混混沌沌地以为石油埋在一个巨大的地下湖中,就好像《哈利波特》中伏地魔把他的灵魂藏在一个地下湖中一样。实际上,石油通常蕴藏在坚实的砂岩或石灰岩地层中,这类岩层布满孔洞,像海绵一样有着无数微小的气孔。它也可以蕴藏在页岩岩层之间的狭窄间隙之中。看着那些不断点头的油井,我注意到它们正在把一种均质的物质拉出地面,就好像是伏地魔湖中的那种黑水一样。事实上,石油之中包含着众多化合物:各种不同牌号的油、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷以及其他碳氢化合物。这堆杂乱的液体和气体被埋藏在数百乃至数千英尺的地下,受着巨大压力的挤压。地层,或者是“冠岩”,这些不可渗透的岩石使其无法渗到地表。当钻头钻通冠岩之后,石油就会以一种标准的井喷方式喷出地面。

在很长一段时间中,石油公司仅仅开采石油,而抛弃了那些伴随着石油汩汩上涌的甲烷,甲烷总是被引到井架顶上的火炬中就地燃烧,甚至是不做任何处理地散入大气层中。人们确实把天然气作为一种能源,早在简·奥斯汀的时代,煤气灯就已经出现,但是这种能源的运输费用十分昂贵。天然气与液态的石油不同,后者能够被装入罐子,然后通过已经建成的铁路运到付钱者的手上。而天然气却必须被泵入密封的管道中才能运输,这意味着能源公司和公共事业公司还得大兴土木建造数千英里的管道。直到二战时焊接技术得到改进,修建管道的速度才得以提升。(我们可以通过冷却手段使甲烷液化,然后将其装入增压箱中,再用特殊设备运输,但是这么做同样价格昂贵。)从得克萨斯油井中钻出来的液态石油可以十分容易地通过油轮运送到亚欧地区,然而即使到了今天,从得克萨斯油井中钻出来的天然气却也仅限于供应美国市场。

刚开始时,有明显证据显示克恩河油田石油储量丰富,其中储藏有千百万桶原油。(桶是石油的计量单位,每桶为42加仑,由于油品不同,一吨油通常由六到八桶组成。)投机分子涌入这个地区,搭起井架,钻起油井,然后把所有能从井中抽出来的东西都给弄上来。经过了五十多年的开采,到1949年时,分析师估计此地还剩下4700万桶原油储量-这一数据包含了石油公司的舍入误差。克恩河似乎已经快被钻空了。但是,在接下来四十年中,石油公司从此地开采出9.45亿桶原油。在1989年,分析师再次估计了克恩河地区的石油储量:6.97亿桶。截至2009年,克恩河地区开采出的原油总量已经超过13亿桶,分析师估计此地还剩6亿桶储量。

当石油公司宣布它们还有这么多原油储备时,其背后隐藏着什么含义?地表之下究竟还藏着多少能源?我们什么时候会用完这些能源?克恩河油田的历史表明,这些问题并不容易回答。事实上,那些挂着博士头衔的专家们在这半个世纪中像连珠炮似地不断向美国公众抛出一个又一个完全矛盾的回答。一方面,悲观主义者声称,这个星球上的石油资源正在慢慢耗竭。他们大叫:“调低恒温器的温度!”“往你的墙上填充隔热材料!”“使用混合动力!”“节约!”而在另一方面,另一拨人也同样在高呼,阿拉斯加、阿尔伯塔、弗吉尼亚的海岸边储藏有大量未经开采的石油,宾夕法尼亚和北达科他的页岩床中发现了大量的天然气,某块巨型深海油田正在等待开采。“钻井啊!宝贝儿!钻啊!”“石油的终结日!”阿尔·戈尔(译注:著名环境学家,前美国副总统)还是萨拉·佩林(前阿拉斯加州州长,支持开发保护区内的石油),卡珊德拉(希腊神话中的凶事预言者)还是盲目乐观,究竟哪一方才是正确的?要不是这场赌局关乎人类文明的命运,这种来回押注的行为倒也是十分可笑的。

每当汽油的供应量有所下降,电视新闻记者就喜欢描述司机们如何排起长队囤积美孚公司汽油的场景。但是驾车者的恐慌反映出了一个基本的事实:经济增长与能源消费一直是步调一致的。从1900年到2000年,全球能源消费增长了约17倍,根据马尼托巴大学环境科学家瓦茨拉夫·斯米尔的计算,全球经济产出增长了16倍。“在经济王国中,事务之间的紧密联系是人力所难以驯服的。”石油对社会和环境的方方面面都造成了破坏,但是如同丘吉尔的时代一样,稳定的油气供应依然是世界经济的核心福祉利益所在。美国国家经济研究局的研究显示,美国在二战后经历过11次经济衰退。除了其中1次衰退,其余10次衰退均与燃料价格,尤其是与石油价格的突然上升密切相关。

在理解了这种依存之后,石油产业被1956年壳牌石油公司著名的地理学家M·金·哈伯特所作的演讲震撼了。当一家公司进入这一领域时,它会首先开采那些便宜而易得的石油。这使得剩下的石油变得越来越难采和昂贵。根据哈伯特的观察,当最后石油的开采难度超过技术水平时,石油产业也就到达了顶峰。在顶峰之后,石油产业将会迎来无可阻挡的衰退,正如它之前无可避免的兴起一样。根据哈伯特的理论,美国陆上原油的产量将于1965至1970年达到顶峰(他并没有将阿拉斯加和近海的产油区包括在内)。但是在不久之后,美国地质勘探局和石油公司的石油估算量不断上升,他的演讲遭到了嘲笑;事实上,哈伯特声称一名壳牌石油的高官曾试图阻止他进行这一演讲。

但是哈伯特并没有气馁,即使之后他离开了壳牌石油并在1964年前往美国地质勘探局工作,他依然坚持着自己的观点。但是他十分倒霉,长期任职于地质勘探局的地理学家文森特·麦凯尔维成为了他的上司,而文森特之前曾遭到了哈伯特的激烈批评。根据爱荷华大学的历史学家泰勒·普里斯特的纪录,麦凯尔维领导的地质勘探局对美国石油产业的前景发表了一系列乐观评估。石油产业也是如此。与此同时,哈伯特迅速写了数篇持有相反立场的文章,但是它们都没有被收录到公开的地质调查中。无可避免地,争论开始扩展到地质学家个人身上。在麦凯尔维成为美国地质勘探局局长三天之后,他撤掉了哈伯特的秘书,在一个没有电子邮件的时代,这一举措堪称严厉。根据普里斯特的纪录,哈伯特不得不亲自书写他所有的信件;他妻子则在家中用打字机把他的报告给打印出来。随后,哈伯特作出了反击,他设法撤销了麦凯尔维在美国国家科学院和美国艺术与科学学院的提名。

使麦凯尔维泄气的是,哈伯特的预测被证明是正确的。美国国内的原油产量到达了顶峰,然后开始下降。前内政部长斯图尔特·尤德尔还这样嘲笑地质勘探局之前的乐观估计-“一个早已脱离现实的巨大能源汽球,里面装满了允诺和乐观”。尤德尔还说,如果他能够重新当选内政部长,他要做的第一件事就是把麦凯尔维给踢出去。1977年,信奉哈伯特理论的吉米·卡特当选总统,麦凯尔维被迫辞职。普里斯特写道,地质勘探局成立九十八年以来第一次发生这样的撤职事件。

哈伯特的生产不足理论兴起时,美国正饱受中东石油封锁之苦。在一次全国演讲中,卡特总统宣布,在“未来十年内”,地球上已经探明的石油储量将被消耗殆尽。为了避免这样的灾难,他推出了一系列节能措施:限制汽车油耗、出台家电节能标准、开征能源税、对隔热御寒措施进行补贴。国会还推出一系列鼓励和限制措施,希望将工业从所谓稀缺的油气资源引导到美国丰富的煤炭资源上。

 

***

 

但是,在八九十年代,石油公司发现了大量原油,石油价格也降到了卡特政府时期的五分之一(考虑到通胀因素,数据有所修正)。对石油存量的估算也不断上升。节能事业开始发生动摇;石油和天然气是如此便宜,以至于根本不值得省着用。

然而,争论还在继续,悲观主义者和乐观主义者就像蒙太古和凯普莱特一样不断地敲打着对方(译注:蒙太古和凯普莱特为《罗密欧和朱丽叶》中的两大敌对家族)。支持哈伯特的多为物理学家,而支持麦凯尔维的多为社会学家。两方争论的核心是他们对储备这一概念的不同理解。比如,回想一下克恩河油田。石油是如此地粘重,以至于几乎无法浮出水面,而数千油泵正在使劲把它抽出来。虽然那些钻井者早在竖起油井之前就知道此地石油储量丰富,但是他们从地表直接获得的石油数量也微乎其微,这一因素也反映在了第一次对该地石油储量的估计结果之中(四千七百万桶)。在进行第二次估计之前(6.97亿桶),工程师们开发出了一种新的采油方法,他们先将热蒸汽注入克恩河油井中稀释石油,迫使石油从岩石中冒出来,这种方法正是水力压裂法的前身。起初,这种方法的效率低得可怕:将水加热成蒸汽需要的燃料占到了石油产量的40%。而燃烧原油也产生了大量污染物:氮氧化物、二氧化硫、二氧化碳。但这种方法却把原来似乎不可能获得的石油从石缝中挤了出来。

与此同时,石油业者也在探索着如何才能挖到地球的更深处,把之前无法获得的东西给挖出来。1998年,在克恩河油田附近,比起该地区之前所有的尝试,一口钻井平台成功地挖深了数千英尺。在挖到地下17657英尺深时,井喷发生了。火焰喷射到了地表以上300英尺。爆炸摧毁了这口油井和周围的一切。即使之后火焰熄灭,在接下来半年中,石油还是源源不断地从钻孔中冒出来。石油公司认为井喷暗示着地下存在着大量新发现的石油和天然气存储。由于早期的钻井深度并没有达到这么深,所以当时的估算中并没有把这些储量计算在内。于是投资者们蜂拥而至,开始架设钻井。

对支持麦凯尔维的社会学家来说,这样的故事说明了石油储量不应该仅仅被看作是物理上的实体。相反,它们应该是经济学上的判断:在成本可以承受的前提下,一个给定的区域中可以开采出多少石油。即使石油公司把那些容易开采的石油给抽干净了,技术创新会使得成本下降,石油公司也就能够开采更难开采的石油。而石油储量的下降和技术的创新就像一场竞赛,是这场竞赛决定着石油的储量,而非地下的烃分子数量。在克恩河井喷事件之后,许多石油公司争先恐后地涌到那里,发现了百万桶深层石油,但是其中混合了很多水,所以这些石油公司无法阻止石油涌出地表。几年之后,所有新架设的钻井平台几乎都已停止工作。石油储备消失了,但是石油却依然储存在地底。

这里有一个合理推断:自然资源是用不完的。社会学家说,如果石油公司发现开采石油的成本过高,人们或者寻找一块开采成本更低的石油储备,或者使用另一种能源。因为那些开采成本较高的石油依然留在地底,即使以后再来开采也无妨。“世界石油供应将在何时耗竭?”麻省理工学院的经济学家莫里斯·阿德尔曼也许是这一观点最重量级的拥护者。“用一个最好的词来回答,那就是:永不。”事实上,能源是可以无限供应的。

这种迅速传播的论调却使简·拉赫里尼倍感受伤。在简跟人合伙建立石油和天然气高峰研究协会前,整整三十七年,她都在为法国石油公司勘探油气资源。石油和天然气高峰研究协会是由拉赫里尼与科林·坎贝尔共同创立的。科林是另一位已退休的石油地理学家,他曾在1998年作出预测:“在未来十年内,常规石油的供应将无法满足其需求。”而当时的探明石油储量正值历史最高峰,因此作出这样一个预测需要十足的勇气。坎贝尔和拉赫里尼坚持认为,那些鼓吹石油将变得越来越多的论调全都是胡说八道。在20世纪80年代,政府间的卡特尔-石油输出国组织控制着大部分原油。它们根据各国的石油储备讨论分配成员国的原油产量:一国的储量越多,那么欧佩克分配给它的产量也就越高。在这样一套体系之下,各国很容易夸大本国的石油储量。正如坎贝尔和拉赫里尼指出,在欧佩克十一个成员国中,六个国家在讨论环节突然大幅度上调了本国的估算储量。而更令人难以置信的是,有些国家甚至将它们的估算储量上调了一倍多,但是却没有解释为什么突然之间它们的地底下就冒出这么多油来。(最终,欧佩克取消了这种分配产量的方法。)今年二月,我与拉赫里尼进行了一次交谈,她告诉我,石油供过于求的论调是个一戳就破的谎言。那些石油储备并不存在。“我们曾预言石油产量将在2010年前达到稳定水平,事实证明我们是对的。”

拉赫里尼说,石油供应远未达到无限水平,根据定义,石油供应是有限的。在地球上,通过人类的努力而能被提取出来的烃分子一共就只有那么多。“一旦我们用尽了这些廉价石油,新型廉价能源不会象变魔术那样凭空出现。我们还将继续开采石油,但是它会变得越来越难以获得。你只要看看,为了维持现在的产量,那些石油公司使用的设备是多么地昂贵。”

不出所料,就在拉赫里尼和坎贝尔作出预测后,石油价格就开始飙升。到2008年,石油价格已经升至自卡特政府以来从未到达过的高度。那一年,正如他的前任一样,乔治·布什总统宣布:“石油供应是有限的。”英国政府的能源研究中心宣布:“人们正在达成一种共识,即廉价石油时代即将结束。”“在2030年前,常规石油的产量就有可能达到顶峰。而且更具风险的是,这一顶峰可能在2020年前就有可能到来。”书店的书架上也突然出现一大批令人胆战心惊的警告:《大死亡:石油和不再增长的经济》、《石油产量的顶峰和第二次大萧条(2010-2030)》、《增长的终结》、《毁灭之路》、《窥视石油巅峰》。(所有这些书都是最近三年内出版的。)

但麦凯尔维主义者仍不为所动。由于健康原因,莫里斯·阿德尔曼无法与我进行交谈,但是我与两个他的学生进行了交谈,他们是迈克尔·林奇和菲利普·费勒格。林奇是SEER能源咨询公司的总裁。拉赫里尼认为处于经济原因,有人会对石油储量进行操纵,正如2004年壳牌石油被发现虚报储量后,公司董事长辞职。林奇同意拉赫里尼的观点,但是他认为其份量没有拉赫里尼说的那么重。他说:“壳牌石油现在还在从地底抽油。那些信奉产量顶峰说的人总是说:‘看看这些高科技钻机—设备变得多么昂贵啊。’而我看到它时,我想的是,看看,那些为我们钻油的机器是有多棒啊。”林奇补充道:“航空公司抛弃了它们的木制双翼飞机,而选择了波音747。这并不是因为天空变得越来越小,飞机变得越来越难飞。这是因为技术变得越来越先进,我们的能力变得越来越强。”

而弗莱杰的观点则更为重要,他认为关于石油产量顶峰的论战是毫无意义的。弗莱杰曾在福特和卡特政府时期任经济官员,现在是华盛顿彼得森研究所的一名研究国际经济的访问研究员。自哈伯特以来,人们争论的焦点一直集中在“常规”石油上,那些从正常钻井重开采出来的就是常规石油,它们多分布在中东地区,大部分都被欧佩克控制着。常规石油的产量的确已趋于稳定,正如哈伯特主义者警告的那样:自2005年来,欧佩克的产量一直大致持平。在某种程度上,产量增长的放缓显示出了这种类型的石油供应正在减少。但从另一个角度上说,由于全球经济的衰退,需求的增长也已停滞。但是这里还有第三个原因,那些石油产业眼中的“非常规”石油,目前主要指的是通过水力压裂法获得的石油和天然气,正在成为欧佩克常规石油的补充,甚至很有可能取代常规石油。弗莱杰说,水力压裂法是“能源行业近百年来最大的变化—一场革命。”在他看来,美国将是这场革命的最大赢家。

理由很简单。几十年来,对昂贵外国石油的进口需求一直是美国沉重的政治和经济负担。今天,虽然水力压裂法只在北达科他州和得克萨斯州奔流不息地开采石油,但是它却有可能使得圣华金河谷二次开花—并使得宾夕法尼亚州、西弗吉尼亚州和俄亥俄州也拥有源源不断的天然气。水力压裂法的前景光辉,如果用一句简短的话说,美国可能将凭此技术成为世界头号产油国。(“沙特美利坚”,《华尔街日报》已经笑得合不拢嘴了。但是这个比方是不准确的,因为比起出口,美国国内很可能就将消耗掉其中大部分能源。)石油的消耗将会比以前更多,但是价格肯定会变得十分稳定。再也没有顶峰!更重要的是,美国用水力压裂法开采天然气的成本还不到当前欧亚大陆天然气开采成本的三分之一,对美国工业来说,这意味着巨大的成本优势。花旗集团去年的一份报告认为,如果各个公司都开始使用这种便宜的天然气,美国的石油热将会在未来七年拉动3.3%的美国GDP。

直到1970年前,美国几乎还是一个石油能够自给自足的国家。然后,正如哈伯特预言的那样,美国国内的石油产量开始减少。美国突然就变得十分脆弱。1967年欧佩克推出石油禁运措施时,它对美国几乎没有影响,因为美国国内的原油产量十分充足。可在六年之后,正当美国石油的进口量滚滚上升时,欧佩克推出了第二轮禁运措施。石油价格翻了四倍,引起了大规模恐慌。广播和电视上不断播放着人们在加油站大打出手的画面。“能源独立!”华盛顿响起了新口号。这也许是尼克松、卡特和里根唯一相同的政治理想,它已经成为了美国政界的圣杯。在民主党人的环绕之下,乔治·布什在2007年签署了《能源独立和安全法案》;巴拉克·奥巴马也不断与共和党人斗争,不断地鼓吹着“让美国能源更独立”的需求。

而意大利能源公司埃尼的石化部门前主管莱昂纳多·莫戈里说,根据那些政府机构和小公司不引人注目的研究报告,这一目标即将实现。他认为,根据去年夏天哈佛大学肯尼迪政府学院的一份报告,美国仍将进口石油。但是国内产量的增长将变得十分迅速,以至于到2020年,“从理论上说,西半球的能源供应将完全满足美国的能源需求。”换句话说,如果美国愿意的话,它完全可以在十年后停止从中东进口石油。在11月时,国际能源署也赞同了这一观点,尽管它们将日期推迟到了2035年。今年1月,菲利普·费勒格表示,由水力压裂法带来的油气产量激增将会带领世界走进一个由美国领导的“经济复兴”时期。至少有这么一段时间,美国将会逃离丘吉尔的世界。

但是,日本、中国、印度还有欧洲和东南亚国家,它们仍将被困在丘吉尔的世界中。许多国家没有具有开采价值的页岩层,或者缺少必要的技术,即使它们同时具备了前两个条件,这些国家的企业也需要筹集资金才能进行如此巨大的变化。尽管如此,它们还是想脱离对欧佩克的依赖。同时,美国和加拿大也知道好日子不会持续很久,所以它们也在寻找一种新能源。所有国家都开始对一种储量更大的能源产生了日益浓厚的兴趣:甲烷水合物。

土地把有机物排入水中的过程就好像一个挖沟苦工洗澡的过程一样。污水处理厂、养料丰富的农场、头皮屑很多的游泳运动员,他们都对此有所贡献。大陆边缘是浮游生物和其他海洋微生物繁衍最为茂盛的地方。正如所有其他生物一般,当这些生物死后,它们的躯体会缓缓沉至海底,变成数英尺深的沉淀层。微生物以此为生。

许多人都看见过池塘水面冒气泡的图景,这就是那些微生物在觅食和生长时排除的甲烷气体。海底同样也会冒出甲烷气泡,但是当它们出现在沉积层的缝隙中时,它们立刻遇到了极其寒冷的海水。在高寒高压的环境下,水和甲烷发生了反应:水分子成为了结晶笼,困住了甲烷分子。1立方英尺的结晶笼可以困住180立方英尺的甲烷气体。

包括日本正在考察的南海海槽在内,大多数甲烷水合物都是这样形成的。有时,一些地质活动使得海洋深处的天然气发生泄漏,积累产生了一些高品质的矿床。然而,无论甲烷水合物是怎么产生的,它看起来就跟普通的冰块一样。但它不是普通的冰块,因为普通冰块无法点燃。更科学地说,冰晶是六边形的,而甲烷水合物的晶体簇是一个十二面体或十四面体,看起来隐隐约约像个足球一样。甲烷分子就被困在这个球里面,无法逃脱。这种晶体并不象普通冰块一样融化在海洋中,因为水下一千英尺的温度和压力使得这种物质得以保持稳定。水面上的科学家们给这种东西起过很多名字:甲烷水合物、甲烷气水包合物、天然气水合物、氢化甲烷、甲烷冰。

据估计,全球甲烷水合物的储量大概是美国每年能源消耗量的一百倍甚至是三百万倍之多。在这些甲烷水合物中,有很少一部分,大概不到1%,埋藏在北极圈附近的永久冻土中,大多分布在阿拉斯加、加拿大和西伯利亚。剩下的甲烷水合物都埋在水下,其储量是如此巨大,以至于一些科学家相信,千万年前一次海底甲烷的突然释出引起了灾难性的气候变化。人类目前并没有什么手段来有节制地释放蕴藏在海底的巨量甲烷。对于一个巨大的数字来说,即使是一个很小的比例,也意味着一个极大的数字。

曾经,水合物仅仅是实验室里的一项新奇研究而已。但当20世纪30年代一名得克萨斯的石油研究员发现天然气管道在天气寒冷时会堵塞时,一切发生了改变。三十年后,人们在西伯利亚寒冷的冰冻苔原带发现了嵌入土中的甲烷水合物。同时,海洋学家发现海底部分地区的声纳读数十分异常。在某些地区,人们原本认为那里是泥泞的海底沉积物层,但是那些地方的声波反射程度大大高于正常水平。这就好比一个人在黑暗的房间里挥舞手电筒,然后突然被镜子反射过来的光吓了一大跳。1971年,三位地质学家认为这些反射读数异常的地区存在着甲烷水合物层。但直到1982年,研究者们才获得了一份深达三英尺的甲烷水合物岩芯样本。99.4%的样本气体是甲烷。那一年,美国建立了甲烷水合物研究项目。

在20世纪70年代石油危机的刺激下,这个项目只是全球一系列非常规能源调查行动中很小而又迟来的一部分而已。对普通人来说,这些非常规能源是十分难以理解的,原因之一就是在描述这一大堆东西时,石油产业用上了各色名词:焦油砂、致密油、重质油、页岩气、煤层气、页岩油、油页岩。(使情况更加恶化的是,页岩油和油页岩也是不同的。)所有这些之所以被称为非常规能源,是因为在过去,这些东西要不就是难以开采,要不就是没有开采价值。而如今随着技术发展,情况发生了改变。

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有人估计,那些广泛储藏于浅层海底的甲烷水合物储量巨大,其储量是其他所有化石燃料总和的两倍。图中的黄色方块是已经发现储有甲烷水合物的地点,蓝色方块是被认为储有甲烷水合物的地点。(地图由爱丽丝·周绘制)

除了一些少见的特例,非常规能源可大致被分为两类:一类比石油更重且更难以提炼,一类比石油更轻且更容易提炼。如同常规石油一样,关于这两类能源的争论也正在如火如荼地展开。但是包括甲烷水合物在内的第二类非常规能源似乎对人类的未来—经济、政治和最重要的环境—有着更大的影响。

第一类较重的能源必须就地处理,转化为普通石油。例如焦油砂,这是一种混合了普通砂砾的沥青,这类黏糊糊的黑色烂泥由于没有受到足够的地热和压力的作用,因此并没有完全转化为普通石油。世界上最大的焦油砂矿位于加拿大北极圈附近广袤森林的地底,其面积大致与英格兰相同;它是世界上第三大已探明的石油储备。在大多数情况下,开采焦油砂需要在沥青层中钻一上一下两口水平井,下面的钻井向沥青层内注入大量高压蒸汽,使得沥青在液化后流入上面的钻井;当沥青中的沙子掉到了下面的钻井后,沥青就被吸了出来;被吸出来的沥青经过精炼,就成了“合成原油”。精炼环节中包括了脱硫环节,那几百万吨被脱下来的硫毫无用处,它们被做成一块块像埃及法老那样的厚片,堆在矿井和精炼厂的周围。

有时候,经济学家用一种被称为能源投资回报(EROEI)的方法来衡量燃料的价值,即经过获取、处理、运送的过程,一种燃料在可以被使用前需要消耗多少能源。例如,通常欧佩克国家石油的能源投资回报在12至18之间,意思欧佩克国家每消耗一桶石油,就可以生产12至18桶石油。如果用这种方法进行计算,那么焦油砂的能源投资回报就低得可怕。焦油砂的能源投资回报介于4至7之间。(为了把沥青蒸出来,还要消耗大量的水。环保爱好者还会对此提出疑问,这些水究竟该从哪儿获得。)

如果要把焦油砂原油输送到最大的潜在市场美国,还必须建立一条从艾伯塔省延伸到得克萨斯的巨大管道,这也引发了环保团体和地方政府的激烈反对。长久以来,美国国务院一直在允许管道过境的许可证问题上打太极,这激怒了那些能源事业的热心拥护者,他们控诉奥巴马政府的行为将危害与美国最重要的盟友-加拿大的关系。但有这些拥护者们没有提到一点:加拿大境内的两条焦油砂管道-短的那条通向不列颠哥伦比亚,长的那条通向蒙特利尔-已经因为所有加拿大人的反对而推迟施工。同时,加拿大中部的土著部落手持着加拿大宪法授予的特别权力,正不断地对焦油砂管道提起诉讼。那些抗议者们发出的反对声音或多或少会产生一些作用,更何况他们提出的一些观点也颇有道理。因此人们很难相信,在很短的时间内,焦油砂会在管道中自由地流通。

而第二类非常规能源则更加重要,这类能源中最重要的子类别就是通过水力压裂页岩层获得的天然气。每隔几年,美国政府会绘制一幅美国页岩床分布图。当你顺着时间顺序翻阅这些地图时,你仿佛就像是在翻阅一张流行病扩散图一样-甲烷从各个地方冒出来,并且不断扩散。如果要获得页岩气,石油公司会先挖几口数千英尺深的探井。然后,就仿佛荒诞的动画角色一样,在储藏有甲烷的那层页岩中,探头会转一个方向,继续蜿蜒地挖掘数千英尺。一旦挖掘到位,人们会向探井中注水,并施加高压,以使岩石产生细小的裂痕。水中还混入了化学药剂和由沙子或陶瓷颗粒构成的“支撑剂”,一旦裂缝形成,“支撑剂”就可以把裂口撑住,使其定型。那些被困在页岩层之间的气体能够穿过支撑剂,从裂口中渗出,然后从钻井中升起,最后被人收集起来。

自20世纪40年代末,人们就开始用水来帮助制造裂缝,但是“水力压裂法”是最近才出现的。只有将水平钻井技术和先进传感技术结合起来,这种方法才能被运用于地下深处。而这种能源开采方式的成本出奇地小;2011年,一只由瑞士专家和美国专家组成的小组来到具有代表性的宾夕法尼亚州,对水力压裂法的平均开采成本进行了计算,最后发现其能源投资回报为87-这一数字大约是波斯湾石油的6倍,焦油砂的16倍。(但是水力压裂法会大量消耗水资源,还有人指责水中的化学药剂污染了地下水脉。)得益于水力压裂法,自2000年以来,美国的天然气储量已经跃升了几乎四分之三。

但也有人对页岩气提出了批评。简·拉赫里尼对我说,与其说页岩气扭转了乾坤,倒不如说它是一场“庞氏骗局”,石油公司大肆捏造甲烷储量,以优化它们在华尔街的资产负债表。二月份,一家名为后碳研究所的反化石燃料智库发表了一份报告,报告指出,页岩气充其量也就只是一种缓解燃眉之急的暂时措施而已。这家智库甚至还把报告大纲放到了一个特殊的网址上:shalebubble.org(译注:网址的意思是页岩气泡,报告中许多反对页岩气的理由本文均已提到)。但是这些观点并没有被广泛传播。就在我与拉赫里尼进行最后一次谈话的两天之后,美国能源信息管理局局长出席了一场国会听证会,由于近几年能源储备的大幅增长,美国能源信息管理局公布的能源储备数字已经达到了自1977年以来的最高水平,但是局长在听证会上承认,该机构近几年公布的增长数字有夸大之嫌。

正如电影《Economics 101》预测的那样,由水力压裂法获得的大量甲烷已经使得美国天然气的价格大幅下降。作为对这种现象的回应,数百口矿井已经关闭,井中的甲烷将在未来某天被提取出来。但是美国的天然气生产并没有因为这些矿井的关闭而受到什么影响。人们对天然气的需求也没有受到什么影响:受到低廉价格的吸引,越来越多的行业开始放弃石油和煤,尤其是煤,而改用天然气。

如今,煤炭占到了美国能源消耗的五分之一,其中大部分来自阿巴拉契亚地区和美国西部,美国将煤炭作为能源的历史已有百年之久,这一行业养活了数百万人。而每年也有超过一万美国人死于煤炭造成的污染(这一数据来自于2010年美国国家研究委员会的一项估算)。粗略地说,煤炭燃烧后产生的二氧化碳是燃烧等量天然气的两倍之多。美国国内的煤炭几乎都用于发电,它占到了美国发电量的38%。但是水力压裂法正在迅速改变现状:2011年,根据公用事业公司的报告,在全美国1287座以煤炭为燃料的发电机组中,它们正计划关闭其中的57座。而在很大程度上与之相关的结果是,美国能源行业的碳排放量也降到了自1995年以来的最低水平。自2006年来,美国能源行业的碳排放量减少得比世界上其他任何一个国家都多。

而关于这场“对煤炭发起的战争”,美国煤炭行业开始发出抱怨。但是“战争”造成的经济后果却并不象人们以为的那样严重:自2009年至2011年,美国的煤炭出口量几乎翻了一倍,而其中大部分煤炭都已被销往欧洲。而略具讽刺意义的是,因承诺使用太阳能和风能而被奉为环保模范的德国,却正在消耗更多的煤炭,而其后果便是德国稳步上升的二氧化碳排放量。与美国人不同的是,欧洲人并不能随心所欲地将燃料换成天然气,欧洲大陆依赖于天然气进口,而它们也在天然气进口的长期合同中同意天然气价格随着石油价格上下浮动。随着石油价格的不断上升,天然气价格也跟着水涨船高。能源顾问迈克尔·林奇笑着对我说:“这就好比一个人说:‘你想要买茶叶?可以,我们可以卖给你,但是茶叶的售价取决于咖啡的价格。’然后你说:‘这个提议棒极了!我决定在未来几十年都钻到这个圈套中。’但事实是,你不能把这两样东西给捆到一块儿。”

在这里,我要谈谈我的个人观点。在十二年前,一家杂志向我约稿,希望我能写一篇关于能源供应的文章。在调研过程中,那些石油地理学家和工程师向我透露了一种被称为水力压裂法的实验性技术。在好奇心的驱使下,我咨询了几个能源界的权威人士。而他们都对此进行了嘲笑,认为这项技术不会取得成功。说实话,在探索水力压裂法的早期阶段,确实有些稀奇古怪的研究;在其中的三次试验中,人们还在地底引爆了核弹(这种方法确实也能产出天然气,但是却是带有放射性的天然气)。我不想使任何与我交谈过的人感到难堪。我在当时没能够作出独立的判断,也没有在我的文章中提到这项技术,这是我犯下的一个错误。但我不想再次错过机会。尽管许多专家并不看好甲烷水合物,但是我现在却更倾向于支持地理学家和工程师们的观点,他们曾预见到水力压裂法带来的革命,而与仅仅局限在北美地区的页岩气不同,甲烷水合物的影响将会扩散到整个世界。

 

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在过去十年中,日本已经在甲烷水合物的研发项目上投入了七亿美元,他们在这一项目上的投资已经占到了世界之首。也许说一个项目是不准确的,因为日本西海岸的地方政府在去年成立了第二家研究水合物的财团。(一些研究人员对我说,关于东海上的数个岛屿,中日之间正在开展一场拔河战,而斗争的原因与其说是民族主义,倒更不如说是岛屿周围的储藏的石油。)今年三月中旬,日本的地球号在取得了构造良好的沙层后,提前一周回港。但是当时研究者从甲烷水合物中提取出四百万立方英尺的天然气,这是预期的两倍。日本经济产业省和日本的贸易及工业集团迫切地想要建立一套日本的石油产业;当前,日本国内的石油生产只能满足国内需求的千分之一。也许这一目标过于乐观,但是日本经济产业省希望在2018年实现甲烷水合物商业化生产。印度和韩国也在步步紧跟,两国每年分别为水合物研究拨款3000万美元;而韩国的进展则尤其顺利。

而与这些国家相比,美国能源部在这一项目上的投资则相对较少-每年拨款150万美元,其中大部分都用于关于天然气水合物如何形成和分布的基础研究。其中240万美元被用到了国家地质勘探局甲烷水合物项目的研究员身上,他们已经在尝试开采分布在阿拉斯加和加拿大西北部寒冷陆地上的水合物。美国地质勘探局为这一项目安排了8名全职的研究人员,项目研究基地设在马萨诸塞州的伍兹霍尔、科罗拉多州的丹佛,地质勘探局在这一项目上还与日本、加拿大、德国、印度和几个产油国开展着合作。

虽然美国甲烷水合物的研究都在极北地区进行,但是储藏最多的地方却是墨西哥湾。人们认为,墨西哥湾储有174000平方英里的甲烷水合物,其面积与加州类似。在这些区域中,其中一部分水合物是从常规天然气矿藏中渗出形成的顶级水合物。尽管并没人知道其中有多少是可以开采的。美国地质勘探局能源研究主管蒂莫西·科利特说,根据已经掌握的情况判断,在墨西哥湾三千五百多口油气钻井中,有一部分正好坐落于天然气水合物的储藏区上。在他看来,在下一步提取这些水合物是符合逻辑的。他告诉我:“要维持这些设施,就必须要维持一定的回报。否则,你将会放弃这些设施。个别大型基础设施的价值高达数百万美元,对它们的管理人员来说,减少深海石油产量,转而寻找天然气水合物也是符合他们的利益的。”

如果有一个国家在海底甲烷商业化生产的项目上取得了成功,其他国家也将会跟进。美国式的能源独立梦想,或者与其相似的构想,将可能会在亚洲、西非、欧洲部分地区、每美洲大部分地区成为现实。历史已经证明,要实现这样的梦想,政府就必须向国内能源生产商提供补贴,并对进口石油征税,而依赖外国能源的亚洲地区可能还要推出更多的措施。除了北美地区,常规天然气的主要来源地是俄罗斯、伊朗和卡塔尔(沙特也是一个重要的生产国)。这些国家会因为甲烷水合物的到来而感到痛苦。如果情况变得如日本希望的那样,甲烷水合物变得充足而又廉价,许多国家将会用它来取代石油。这样的话,风险将会扩展到包括文莱、伊拉克、尼日利亚、阿联酋、委内瑞拉和其他产油国。

这些国家将会发生动荡。大量的石油收入将会对石油出口国产生离奇而又恶劣的影响。1959年,荷兰在北海发现了石油。石油收入开始汩汩地流入荷兰。而使所有人感到惊奇的是,如洪水般涌入的现金对荷兰经济造成了极大破坏。后来,经济学家们才意识到,新兴的石油产业有着如此之高的工资,以至于没人愿意去其他行业工作。为了留住员工,其他行业的公司不得不提高工资,因而也就增加了成本。与此同时,涌入的外资推高了荷兰的汇率。飙升的成本和升值的货币使得荷兰企业难以在竞争中生存下来;制造业和农业风雨飘摇;除了石油行业,其他各行各业的失业率不断攀升。意外之财导致发展停滞-石油专家们现在把这种现象称为“荷兰病”。

荷兰病究竟对荷兰造成了多大的影响,如今也有一些专家对此表示疑问。尽管如此,其中有一点是人们广泛接受的。一套运作良好的现代经济体系就象是一个由许多支柱支撑的屋顶,每一根支柱代表着一个不同的经济部门。如果得了荷兰病,除了像是打了激素一样被催大的石油产业,其他产业都会被石油削弱。

而更糟糕的是,那根仅剩的支柱会变得如此庞大而重要,几乎每个国家的政府都会接管这根支柱。(使用“几乎”一词是因为有一个例外情况:在全世界62个石油生产国中,美国是唯一一个允许私人企业控制大量油气资源的国家。)因为有着喷涌石油收入的国家石油公司成为了国家经济权力的中心,“统治者通常会任命一个忠于政权的管理者。”加州大学洛杉矶分校政治学家、《石油诅咒》(2012年出版)一书的作者迈克尔·罗斯如是说。“腐败是必然现象。”政府用这只石油小猫来奖励伙伴,收买对手。有时金钱仅仅是拿来进行简单的贿赂行为而已;在20世纪90年代初,法国国家石油公司埃尔夫阿基坦把数亿欧元塞进了国内外政客和商人的口袋(译注:当时欧元还未正式流通)。更多的时候,石油收入都流到了那些只有法老才能建得起来的项目当中:高速公路、酒店、名牌商场和海水淡化厂。而在更加通常的情况下,石油收入仅仅是下落不明而已。乌戈·查韦斯到底从委内瑞拉的石油财富中抽出多少用于自己的政治目的,人们至今依然不得而知。因为他的政府早已停止公布相关收支。罗斯指出,与查韦斯相似的还有萨达姆·侯赛因。萨达姆政府能够支配伊拉克石油公司半数以上的收入,但是没人知道这笔被藏起来的钱下落如何,因为伊拉克石油公司从未公布其帐目。(1972年伊拉克石油的国有化是在萨达姆的亲自指挥下完成的,随后他便利用手中的石油收入从对手那里夺权。)

石油收入的减少意味着一国唯一而又不稳定的支柱被人放倒-这是一个灾难性事件,尤其是当这一切都是突然发生之时。麻省理工学院经济学家、《国家破产的原因》一书的合著者达龙·阿西莫格鲁说:“想想沙特吧。如果没有滚滚进帐的资金,沙特皇室将如何养活毛拉(译注:穆斯林宗教人士)和失业青年?”沙特王室将陷入绝境,因为石油已使所有其他行业凋零-典型的荷兰病。类似的情况还发生在非洲、阿拉伯世界和中亚的石油生产国身上。甲烷水合物的兴起将会制造一条连系着委内瑞拉-尼日利亚-沙特-哈萨克斯坦-西伯利亚的动荡链条。我们似乎可以这样说,如果这些地方的独裁者被人推翻,大部分美国人都不会表示哀悼。但我们似乎也可以这样说,他们不会怎么喜欢那些将取代独裁者的东西。

而甲烷水合物本身也将使得世界更为动荡,因为许多甲烷水合物都分布于主权具有争议的地区。斯坦福大学的政治学家,《富裕悖论:石油热和产油国》这本经典著作的作者特里·卡尔说:“当你发现水下有东西,人们就会为了这件东西的归属而展开争夺。”她说,想想南大西洋的福克兰群岛吧,三十年前,英国和阿根廷为了它们而发动了一场战争,而如今两国又开始相互威胁。“两国斗争的真正理由中有这么一条,它们都相信群岛附近的海域中储有石油或天然气。”甲烷水合物像水晶一样,在海洋各处闪闪发光:北冰洋、非洲西海岸和东南亚。

在一份工作文件中,迈克尔·罗斯与她乔治敦大学的同事艾瑞克·沃腾提出,在全球定期流动的石油既是全球贸易中最大的商品,也是一股重要的稳定力量。没有一个国家喜欢靠着外国石油过日子,但是它们却都规规矩矩地遵守着游戏规则,因为它们不希望自己的石油供应被人切断。而相比之下,那些有着丰富能源储备的国家在应对国际问题时则显得比较自由。比起其他国家,“这些国家不太可能签订重要条约或者加入政府间组织,它们也经常违反国际准则,这些准则包括了人权、征用外国公司、资助外国恐怖组织或者外国叛军等。”其中的隐藏含义是发人深省的:一个能源独立的星球意味着一个更加动荡的世界,各个角色的自主性更强,没人受制于他人,合作行为将比现在更少。

但是在克里斯托弗·尼特尔眼里,这些甚至都还算不上是灾难的一部分。这么说吧,尼特尔正在思考的问题是中国榆林的黑色微粒。五年前,我与一个朋友前往陕西省西北部的榆林旅游,这个地方离蒙古不远。我们爬了长城,长城正好通过榆林的北边。在那片地方,长城的城墙几乎已经塌得差不多了,只剩下各自间隔约半英里的烽火台。烽火台中的人能够通过狼烟传递信号,就好像海上的船只那样。

当爬上一座半塌的烽火台,我惊讶地发现,我居然看不见下一座烽火台。我的眼镜上布满了黑色的颗粒。即使擦干净了镜片,我还是看不见下一座烽火台。黑色颗粒不仅仅只出现在了我的眼镜上。

当我们在镇子附近散步时,我和我朋友注意到几乎每户人家门外都堆着一堆煤,当人们需要做饭和取暖时,他们就把煤块铲进炉子里。几千堆燃烧的煤正在向空气中散播包含着细小颗粒的煤烟。科学家们把这种颗粒称为“黑碳”,而且正在对其危害进行评估。例如,今年三月,一个孟买的环保团队发布了一份研究报告,每年有十万人死于印度火力发电厂燃烧煤炭后排出的黑碳和其他颗粒。

环保人士更是对黑碳在气候变化中起到的作用表示担心。空气中的黑碳会吸收热量,并使得云层的颜色变深。它还改变了一些地区的降雨模式。当它飘到雪地上,会加速冰雪融化。今年一月,由来自9个国家31位科学家组成的研究团队发布了一份全面的四年评估报告,报告认为大量排放的黑碳是造成气候变化的第二大认为原因;那些沾在我眼镜和衣服上的黑色颗粒造成的影响大概是二氧化碳的三分之二。

燃烧天然气不会产生颗粒物,排放的二氧化碳也只是煤炭的一半而已。如果像中国、印度、前苏联地区、东欧这样高度依赖煤碳的地方能够将家庭和办公室的取暖燃料从煤替换成天然气,这无疑将迈出大步。今年三月被奥巴马总统提名为能源部部长的埃内斯特 · 莫尼兹主持了一项麻省理工学院的研究,这项研究把天然气称作“具有成本效益的通向低碳未来的桥梁”。

 

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中国政府明白这一点,这也是中国政府寻求开发页岩气和甲烷水合物的原因之一。但是提到放弃煤碳,改用天然气,环保人士并不像人们想象中那样热情满满。其原因是,比起二氧化碳,甲烷在燃烧前更能捕获太阳光中的热能。(因为甲烷在空气中的残留时间并不像二氧化碳那样长久,因此难以在给定的时间框架内对两者作出精确比较。研究者通常说甲烷的温室效应比二氧化碳要强二十到三十倍。)环保人士担心开采天然气时造成的负面影响将远远大于燃烧天然气时的正面影响。尽管与他们的想象有所不同,但他们是完全正确的。

我曾与我的朋友和邻居谈论过甲烷水合物,几乎每一个人都问过我这样一个问题:开采这种埋藏在海底的水合物会不会使得大量甲烷立刻释出,灾难性地改变地球的环境?根据卡罗琳·鲁皮儿的地质调查,这些担忧可以理解,但担忧的地方不对。如果开采甲烷水合物的操作环节出了差错,一些甲烷会释入寒冷高压的水中,然后再次开始形成水合物。其中一些会被细菌消耗,变成二氧化碳。二氧化碳溶解于水中会引起海洋酸度上升,但是由于二氧化碳的量不足,因此它们溶解于水中之后也并不会造成很大影响。就像二氧化碳一样,剩下的甲烷也会从沉积层中释出,无害地溶解于海中。(不应该把它们与冻土中的甲烷水合物混淆起来,当冻土层解冻时,因为植物腐烂而产生的甲烷也会从冻土层中释出。)

鲁皮儿和其他研究员告诉我,人们真正应该关注的是那些在地底缓慢释出的大量甲烷-千万年前的环境灾难可能就是由此引发的-当机器将海底的甲烷水合物拉出来时,会引起大量甲烷的缓慢释放。同样的问题已经存在于水力压裂法之中。近日,一本讲述关于环境衰退与技术创新之间竞赛的新书《无限资源》刚刚出版,该书作者雷米兹·纳姆说:“如果天然气在生产过程中的泄漏程度超过3%,那么从气候变化的角度看,它就比煤炭更脏。而令人惊奇的是,我们对实际情况一无所知,因为没人曾对矿井中的甲烷进行监测。因此这方面的研究并不多,而且内容也千差万别。更糟糕的是,天然气基础设施也在逐渐老化,变得千疮百孔。今年早些时候,有人对波士顿道路沿线的785英里天然气管道进行了有史以来的第一次调查,结果发现了3356处泄漏点。去年八月,美国环保局修订了《清洁空气法案》,法案要求矿井的开采者在开采过程中对甲烷进行再次回收。由于没人知道到底有多少甲烷被排入了大气,所以新法规的实际作用究竟如何,仍不为人知。

尽管如此,发达国家仍然可以完成修复泄漏点这样的任务。林奇说:“在美国,石油公司可以雇佣巡视员,让他们开着白色货车监测甲烷排放量。石油公司可以在井口喷上更多的硅胶。也许石油公司会因为人力配置和运营成本的问题而大加抱怨,但是这些都是他们能够做到的。”

我们做不到,或者很难做到的,是违背经济规律。

在人们对未来的期望中,天然气扮演着双重角色。对于政治家和经济学家来说,天然气能够使美国重新确立自己的地位-廉价能源将把美国从外国石油中解放出来。对环保人士来说,作为煤炭和石油的替代品,天然气是一种过渡燃料,当且只有世界能够完全依赖例如太阳能、风能、潮汐能、波浪能、地热能这样的零碳能源时,它就将退出舞台。

从短期看,两者是可以协调的。虽然可再生能源的成本正在迅速下降,但它仍无法与化石燃料匹敌。比如说,一般太阳能电池的能源投资回报大约是10,这比焦油砂要高,但是却低于大部分石油和天然气。(这些都只是大概的估算,因为与石油不同,可再生能源的成本取决于其地理位置。根据一项最新估算,西班牙太阳能电网的能源投资回报低于3。)许多太阳能的支持者相信,在十年内,其能源投资回报将会赶上化石燃料。即使他们是对的,阳光还是太变幻莫测,难以利用。从某些方面看,现代电网就好像一个繁忙的机场一样,满身是汗的调度者盯着显示器,不断地调整着疙瘩发电厂的输出功率,以满足人们反复无常的需求-空调、电热取暖器、微波炉爆米花。随着越来越多的能量来自于太阳、风、潮汐和其他变幻莫测的能源,平衡能源供需将会变得越来越难。许多公共能源工程师预测,当可再生能源占到了总发电量的20%-30%时,电网系统将再也无法平衡供需。景观照明设备将被拉闸限电;电网控制中心将会致电各大公司,请求他们关掉电灯;那些灵敏的现代工厂控制中心的经理们将会目睹工厂由于电压下降而停工的可怕场景。(使用可再生能源的领头人德国已经面临了这样的情况。)太阳能电力由成千上万的太阳能发电机产生,其中许多都分布在居民区的屋顶、草坪,且受到云层的影响,如果有人问能否在电网中大量使用大规模电力,这就好比问一家海运公司能不能用一支由青少年随随便便组成的独木舟船队来取代配有船员的巨大而专业的货轮。可以肯定的是其他可再生能源会比太阳能更加可靠,但是它们都比石油昂贵,而且很难并入如今的电网。从这个角度看,天然气似乎是一个完美的权宜之计。

当可再生能源已经完成了成为主要能源的准备,而全球都已经开始用海底开采出来的甲烷水合物来代替页岩气,天然气就像一辆肮脏却又可靠的老爷车一样赖着不肯走时,冲突就发生了。无论从经济角度还是技术角度上说,从常规的煤和石油切换成非常规的天然气和太阳能,需要对电网进行十分复杂的改造。设备必须储存电能,以应对阴天或者无风的日子;还要建立输电线路来将电力从例如新墨西哥这样的温暖地方送到像新英格兰这样的寒冷地方;电网还需要进行重新改造,这样那些邻里之间才能分享小发电机产生的电能,而不必先把电能输送到更大的电网中心。对企业和消费者来说,这些都是负担。但是为了扭转气候变化的进程,这些都是必须完成的。因为美国温室气体排放的三分之一来自于发电。其他发达国家的比例也大致接近。

大多数石油专家都同意,人类社会在未来走向无碳能源是很自然的事。从木材到煤炭,再到石油和天然气,能源的燃烧过程变得越来越清洁。因此,下一步走向风能、太阳能和其他可再生能源是显而易见的一步。科学家们说,问题在于气候变化的过程进展太快。人们花了数十年时间才建设起电网,而现在切换到可再生能源的过程比以往的任何改变都快得多。

诚然,现在也有一些可以争取时间的方法。例如,科学家们通过实验发现,由于某些复杂的化学原理,如果将二氧化碳注入甲烷水合物,其中的天然气就会被挤出来。如果用这种方法开采海底的甲烷水合物,并把二氧化碳永远固入海底的寒冰之中,那么一些碳排量将被抵消。这种方式可以在一定程度上缓解全球大范围使用从甲烷水合物中提取出的天然气后造成的长期环境破坏。但是即使研究人员期望中的这种技术真的能够生效,基础设施改造所需的时间和覆盖的范围也是十分宏大的。这就好比再开展一回第二次工业革命,只是这一次是全世界同时进行,而且时间也只有原来的三分之一。

多年来,环保人士一直期望即将迫近的石油枯竭危机将有效迫使人们接受这种良性的过渡;如果要在没有能源和太阳能之间作出选择,即使最短视的人也会选择后者。但是他们的期望很有可能将要落空。20世纪80年代,廉价丰富的石油成为了卡住太阳能发电齿轮的石子,而如今历史又将重演。充足的天然气是地缘政治和经济的及时雨,但却是气候的枷锁。在马尼托巴大学环境科学家瓦茨拉夫·斯米尔看来,我们的行动已经快到了幼稚甚至是荒谬的程度。他通过电子邮件告诉我:“能源转换的过程是很慢的。”现代的能源基础设施经过数十年才建设完成,不可能在一夜之间就改天换地。在他看来,更糟糕的是少有公众对这一过程的开始阶段表示赞赏,更遑论其未来的重要性了。“世界正在向化石燃料靠近,而非远离。”

斯米尔是对的,我们期望中的快速能源转换从未在历史上发生过。但是我们也要知道,没有一条物理法则曾说过能源转换的过程必须是缓慢的。即使已经耗费了大量金钱,社会也已经迅速地发生了改变。没人能够预知未来,但世界上所有人都在哀叹“现实”无法改变,这确实令人惊讶。而更令人惊讶的是,与此同时,更令人惊讶的是所有人都还在哀叹如果社会不发生剧烈改变,将会导致怎样的可怕后果。无论是来自于水力压裂法还是甲烷水合物,天然气能让我们在寻找更好解决之道的同时减少碳排放。它能成为一根有用的拐杖。但是如果我们足够智慧,我们就应该知道我们必须马上将它放下。

本文作者是Charles C Mann,《大西洋月刊》特约编辑,他自1984年来就为该杂志撰稿。



 

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文章标题:如果石油是用不完的?
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