石油峰值：石油上癮的世界的高潮/能源選擇

石油之後，接下來是什麼？

這就是我們所有人都想知道的！我們無法預測未來，但我們可以做出一些合理的猜測。其中之一就是說，無論未來為我們儲備了什麼，它很可能與我們今天所處的世界非常不同。我們可以從今天發生的事情中得到一些線索。我們有風能和太陽能等替代能源，但它們是間歇性的，無法滿足我們目前的需要，但也許它們可以與能源農場結合起來。有核能，但這會留下大量難處理的廢物，本身也是另一種有限資源，而且也會像石油一樣達到峰值。有生物燃料，但它們與風能和太陽能一樣，也無法滿足我們目前的需要。所以，無論接下來是什麼，它可能是一個融合各種能源的混合世界，並輔以減少能源需求的方式。也許這意味著更多地依賴當地社群，也許它會更像一個“瘋狂的麥克斯”的世界。我們不知道，但塑造未來的責任在我們自己手中。我們現在將考察未來的一系列潛在能源，但有兩件事將變得明確。首先是找到石油的直接替代品並不容易，而且我們的大多數選擇只產生電力。第二是熱力學定律非常重要，需要考慮。

什麼是熱力學定律？

定律 1. 你不會白白得到任何東西。或者更技術地說，你輸入系統中的能量等於你獲得的能量加上你在系統中損失的能量。這意味著能量是守恆的，沒有能量憑空出現。

定律 2. 如果你想讓某樣東西繼續執行，你必須給它輸入能量。也就是說，一個封閉系統會逐漸衰退並停止執行，除非你不斷給它新增能量（否則它就不是封閉的！）。另一種說法是說系統的熵在增加。當你看到事物退化和需要維護時，這種定律的結果就在我們周圍。

定律 3. 物體越冷，它們損失的能量就越少。所以，如果你能將一個系統冷卻到你能得到的最低溫度，那麼那個系統的熵就會保持不變。

非傳統石油怎麼樣？

化石燃料有各種形式，從煤炭到天然氣。'傳統石油'通常是指易流動的石油 - 有些定義將該術語限制在陸上或淺水石油。傳統石油最容易開採，最容易使用。非傳統石油範圍從重質油（粘稠，更難開採和提煉）到油砂。另一種非傳統“石油”形式是“油頁岩” - 實際上根本不是石油，而更接近有機物質在熱量和壓力將它們轉化為石油之前的形式。

美國和俄羅斯擁有大量的油砂和油頁岩。然而，開採這些資源並將其轉化為可用的石油並不容易。使用目前的方法（已開發 25 年以上），都需要大量的能量投入 - 在油砂的情況下，還需要大量的用水。雖然總體上能量有增益，但從這兩種資源中生產石油既不快也不容易。此外，尤其是在油砂的情況下，對環境的影響很大。

雖然重質油和油砂的產量正在增加，但目前的預測是，這些資源無法彌補傳統石油產量開始下降後的短缺。油頁岩尚未實現商業規模生產。

太陽能和風能等可再生能源怎麼樣？

按能源型別劃分的全球能源消耗。儘管可再生能源的使用量有所增加，但總體需求的增加抵消了這一點。

目前形式的太陽能和風能發電。當然，這可以用來生產氫氣（或其他某種能源載體）或為電動汽車的電池充電。

目前對這些可再生能源的關注點是試圖取代傳統的（化石燃料）發電，以減少二氧化碳排放。然而，目前對電力的需求正在增加 - 新的太陽能和風能發電系統的快速增加甚至沒有覆蓋新的需求，更不用說取代傳統發電了。重點是，無論石油峰值與否，我們也面臨著傳統電力生產的問題。因此，為了同時解決這個問題和石油峰值問題，將需要更大規模的專案。舉例來說，英國大約需要 4% 的土地面積和 50,000 臺 3 兆瓦的風力渦輪機才能取代目前的電力生產（超越石油的能源，保羅·莫布斯）。取代石油能源大約需要相同數量的土地[與目前政府的目標相比]。

如果使用電力生產氫氣，然後使用氫氣來推動車輛，大約 75% 的能量會在轉換過程中損失掉。石油也是如此，因為汽車的效率只有 25% - 其餘的能量最終以熱量的形式損失掉。使用電力為電動汽車充電更高效，而且避免了生產、運輸和儲存氫氣的複雜性（儘管其他化學形式的儲能正在開發中）。

已經開發出可以直接利用陽光生產氫氣的技術，並且正在嘗試提高這種技術的效率。目前它還沒有商業可行性。

因此，可再生能源可以提供幫助 - 但需要大幅增加實施規模，而這可能根本沒有足夠的場地。它還需要改變車輛和基礎設施，以便將能量輸送出去。

潮汐能或波浪能等可再生能源怎麼樣？

這些是世界上某些地區潛在的主要能源。英國很幸運，擁有大量可供利用的潮汐能和波浪能。然而，這些能源並不容易轉化為電力，而且風能的許多論點也適用於潮汐能和波浪能。

水不是一種寬容的介質，在波濤洶湧的海域中執行的裝置必須非常堅固，而且維護也很困難且昂貴。然而，目前正在開發許多方法來從潮汐和波浪中提取能量。潮汐壩是一種成熟的方法，但對環境的影響很大。潮汐瀉湖也已被提出。潮流能裝置（連線到發電機的螺旋槳）正在開發中。波浪能解決方案也正在開發中，目前已有專案正在實施。

然而，我們目前能用這種方法提取的總能量，與我們從石油中獲得的能量相比仍然很小。例如，英國皇家環境汙染委員會估計，英國可以透過潮流能提供 4 吉瓦電力（英國擁有豐富的潛在地點）。這僅佔英國目前電力消耗量的約 10% ... 而且遠低於我們石油消耗量的比例（更不用說天然氣了）。

生物燃料怎麼樣？

生物燃料將成為未來重要的燃料來源。在化石燃料出現之前，木材、糞便、秸稈等等形式的生物質，與太陽能一起，是

"在 2003 年，生物學家傑弗裡·杜克斯計算出，我們每年燃燒的化石燃料來自“含有 44×10 的 18 次方克碳的有機物，這超過了地球當前生物群落淨初級生產力的 400 倍”。(1) 用通俗易懂的語言來說，這意味著我們每年使用 4 個世紀的植物和動物。"

一項計算表明，我們需要利用英國目前所有的農業用地，才能透過使用生物質來滿足其目前的能源需求。

歐盟的一份報告簡單地指出：“你可以用來養活汽車或人，但不能兩者兼得。” [來源？]

天然氣和液化天然氣怎麼樣？

預計天然氣將在石油之後 10 年達到峰值，因此它不是任何長期的解決方案。它也更容易出現更急劇的下降率，而且運輸也更加困難，因此，全球各國的天然氣需求不斷增長，它們越來越依賴於來自遙遠國家的液化天然氣。用油輪運輸 LNG 可能比修建管道更便宜，但存在許多基礎設施問題，例如建造 LNG 船和碼頭。天然氣是化肥的極其重要的原料，許多人認為我們更應該擔心天然氣的衰退。

氫經濟怎麼樣？

媒體上經常出現關於汽車用水執行的故事。沒有一輛汽車是用水執行的，但這些故事指的是“氫經濟”——未來世界將由無排放的氫能驅動。關鍵是，與化石燃料不同，氫不是能源——它是能量載體。它是一個電池。你必須使用能量來獲取它，以及將能量輸入其中。儘管氫是宇宙中最豐富的元素，但它以任何可利用的形式獲取都極其困難。

物理定律意味著氫經濟將永遠是能量消耗。氫的特性要求你花更多的能量來完成以下操作，而不是你後來從它那裡得到的能量：克服水的氫氧鍵，移動重型汽車，防止洩漏和脆性金屬，將氫運輸到目的地。無論所有問題是否都已解決，或者花費了多少錢，結果都不會改變。你用來製造、儲存和運輸氫的能量，將永遠比你從中獲得的能量更多。"

將不斷減少的化石燃料轉向氫經濟，會從其他可能的用途（例如種植、收穫、運送和烹飪食物、供暖房屋和其他基本活動）中減少這些能量。據約瑟夫·羅姆說：“國家和世介面臨的能源和環境問題，尤其是全球變暖，過於嚴重，不能冒犯重大政策錯誤的風險，這些錯誤會錯誤地分配稀缺資源。”

關於氫作為燃料使用的樂觀研究通常會忽略與高壓氣體燃料相關的儲存成本。每單位體積的氫的燃料值非常低，因此很難從一個點到另一個點運輸或輸送有意義數量的能量。"

關於氫有一個笑話。“氫是未來的燃料，它永遠都是。”

核裂變怎麼樣？

核裂變是一種情緒化的能源。從統計學角度來看，它是按單位能量產生的死亡人數計算的最安全能源形式之一。然而，我們正面臨著大量的核廢料需要處理，老舊電站的拆除成本巨大，留下了延續數千年的放射性遺產。還有核擴散的風險。

人們也擔心鈾的供應量，因為目前的富集儲備將在未來 30 年內耗盡。

新的設計和方法大幅減少了廢物和拆除成本，但這些成本並沒有完全消除。還有一些方法可以對鈾進行再處理，或者使用釷，或者實施快中子增殖反應堆，以大幅提高從相同數量的輸入燃料中可以獲得的能量（50 倍或更多）。所有這些都需要相當大的開發，並帶來新的廢物和安全問題。

原則上，如果這些問題能夠克服，核能可以產生大量的能量。即使如此，也不應該低估需求的規模。例如，要替代英國目前石油消耗量的 25%，需要大約 20 個核電站的電力。

核聚變怎麼樣？

現有的核電是基於核裂變——原子核的裂變——核聚變則是基於原子核的聚變。更準確地說，兩個輕原子核融合在一起形成一個更重的原子核並釋放能量。"

這是維持太陽的同一種反應。它也是氫彈的基礎。它可以用來產生大量的電力和少量的強放射性廢物。這個想法並不新鮮，但與核裂變不同，儘管在核聚變發電站的研究上花費了 200 億美元，但 40 多年來，在創造可持續的核聚變發電站方面並沒有取得突破。即使是核聚變最堅定的支持者也說，它至少還需要幾十年的時間。還有巨大的技術挑戰需要克服。例如，反應堆中的溫度將達到約 1 億至 2 億開爾文，並且沒有已知的材料能夠承受這種程度的熱量哪怕幾分之一秒。還沒有一個核聚變反應堆產生的能量超過消耗的能量。直到 2016 年，甚至更晚，我們才會看到最大的希望——ITER（國際熱核實驗反應堆）——實驗性聚變反應堆投入執行。之後，我們還需要很多年才能接近任何商業化的東西。即使到那時，它也只能產生電力，而不是石油，因此我們將不得不擁有可以執行在電網上的運輸系統。假設所有必要的突破都能實現，直到 21 世紀中葉才能實現核聚變，到那時世界將是一個非常不同的地方。我們希望到那時我們已經朝著創造一個真正可持續的世界邁出了很大步伐。有些人還認為，如果核聚變或其他奇蹟力量出現，它只會讓人類繼續開採世界的資源。

煤怎麼樣，特別是“清潔煤”？

毫無疑問，煤炭將成為能源結構的重要組成部分，無論石油如何衰退。例如，中國每週都在建設一座新的燃煤電站。煤炭價格便宜，對中國和美國等許多國家來說，煤炭儲量十分豐富。但是，毫無疑問，這會威脅到我們減緩氣候變化的意圖。煤炭本身也面臨著峰值問題——例如，預計美國煤炭將在 2032 年達到峰值。

地熱能怎麼樣？

地熱能對於擁有它的國家來說是一個有用的熱量和能源來源。它在包括冰島、義大利、紐西蘭、菲律賓和美國在內的幾個國家已經商業化利用了多年。然而，它一直侷限於靠近火山活動的地方，因此還沒有成為主要的能源來源。未來在於熱幹巖或增強型地熱系統 (EGS)。鑽深井，將水泵入井中，然後在被下面的熱岩石加熱後提取。理論上可利用的能量是巨大的。^[5]

那麼，免費能源呢？

有些人聲稱，有一些方法可以創造出繞過熱力學第一定律的能量 - 能量不能憑空出現，甚至不能從背景環境能量中出現。簡單的事實是，沒有可以證明的、科學上證明的這種裝置工作的例子，它產生的能量超過它消耗的能量。免費能源佔世界能源貢獻的比例正好為 0%。有些人說免費能源裝置已經被美國政府掩蓋和隱藏了。這說不通。經濟增長以能源增長為基礎。能量越多，經濟就能增長越多。如果有辦法生產免費能源，那麼沒有任何合理的理由會阻礙這種突破。如果經濟問題是政府失去選舉的主要原因之一，那麼利用一切可能的能源來源是有道理的。這也假設免費能源發明只能在美國發生！世界上有許多能源匱乏的國家，它們不會猶豫地利用免費能源發明。廉價、清潔、免費的能源是能源研究的聖盃，但它尚未被發現。

甲烷水合物怎麼樣？

甲烷水合物，也稱為甲烷冰或甲烷籠形化合物，是冰，在其結構中包含大量甲烷。在海底有非常大量的甲烷水合物沉積物。甲烷是一種天然氣，因此開發這種資源對石油和天然氣行業非常有吸引力。然而，目前還沒有商業化的甲烷水合物開採流程。當然，甲烷是一種溫室氣體，其效力是二氧化碳的十倍。據認為，以前冰河時代海平面的變化導致甲烷從水合物中釋放出來，從而導致全球變暖。開採甲烷水合物是一個危險的過程，“許多漂浮式鑽井平臺在淺水區遇到氣體囊時就沉沒了，因為在安裝防噴器之前就穿透了氣體囊……作為固體，海洋水合物中的甲烷不能遷移並積累成足夠大的沉積物以供商業開採。已公佈的資源規模估計非常不可靠，並對傳統化石燃料進行了有缺陷的比較。還有其他非常規天然氣來源，它們的已知性和可獲得性遠高於水合物，但目前仍不經濟。在可預見的未來，海洋水合物商業化生產的前景微乎其微。簡而言之，它們是海市蜃樓。”^[6]

那麼，把廢物變成石油怎麼樣？

有一種叫做熱解聚的過程，它模擬了產生化石燃料的自然地質過程。透過使用生物質廢物，將其置於強壓和高溫下，該過程會產生輕質原油。經過長時間的開發，該過程現在產生的能量超過了它的消耗。密蘇里州的一家執行中的工廠每天用 200 噸火雞廢物生產 500 桶石油。美國每年產生 120 億噸廢物。顯然，不同型別廢物產生的石油數量會有所不同，但假設它是 120 億噸火雞廢物，它每年也只能生產 3000 萬桶石油。目前，美國每兩天消耗的石油量就超過這個數字。將其增加三倍，對於世界上最浪費的國家來說，你仍然只能得到一個星期左右的石油。關鍵是 - 它完全取決於一個產生廢物的社會。如果我們假設未來的世界將處於更嚴峻的經濟環境中，那麼我們可以假設它會產生更少的廢物。可能是火雞內臟更適合作為狗和貓等其他動物的飼料！同樣，它也依賴於能源投入，而加熱過程所涉及的天然氣成本將上升，將廢物運輸到 TDP 工廠以及將石油從 TDP 工廠運輸出去的成本也將上升。熱解聚是一個有用的過程，但它的貢獻非常小。

那麼，這些替代方案都毫無用處嗎？

它們將成為一個日益多元化的能源組合的一部分，但即使結合起來，它們也無法替代石油的下降。

那麼，提高效率怎麼樣？

似乎是一個常識性的解決方案是讓所有依賴能源的東西變得更加高效。傑文斯悖論指出，隨著燃料等東西的效率提高，資源的總消耗量實際上會增加而不是減少，因為它使更多資源以更低的價格可用。^[7]

因此，如果你讓汽車的汽油使用效率提高一倍，而燃料成本保持不變，那麼你實際上會得到兩倍的燃料。然而，這會降低需求，因此燃料成本下降，使其對更多人來說更容易獲得，從而增加了消費量。你會從燃料中獲得更好的使用率，但這並不意味著使用量會減少。傑文斯在 1865 年出版的《煤炭問題》一書中注意到了這一點。當詹姆斯·瓦特 的燃煤蒸汽機被引入時，煤炭的消耗量猛增。它的效率比托馬斯·紐科門 早期的設計更高，因此成本效益更高，因此更多人買得起，並且可以被工業更廣泛地採用。結果，總的煤炭消耗量上升，儘管完成同樣工作所需的煤炭比以前更少。

有些人說，一旦我們過了石油峰值，傑文斯悖論就不再適用。隨著石油價格持續上漲，為了以相同的成本維持相同的生活水平，效率必須提高。

石油如何與經濟增長相關？

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

這張來自 2004 年世界能源展望的圖表清楚地顯示了石油需求和 GDP 增長之間的關係。

這更像是一場經濟危機還是一場能源危機？

兩者密不可分。正如一場純粹的經濟危機將會減少能源消耗一樣，一場純粹基於能源短缺的危機也會導致經濟衰退。雖然石油峰值將會同時引發經濟危機和能源危機，但這正是現代經濟學傳統智慧中的根本缺陷：相信在一個有限的世界中實現年復一年的經濟增長。對指數函式（任何事物按百分比增長）力量的不理解導致企業、學者和政策制定者與經濟增長的影響脫節。

同樣重要的是要明白，石油危機不僅影響能源價格，石油對經濟的幾乎所有部分都很重要。

[1] Evar D. Nering “The Mirage of a Growing Fuel Supply”，紐約時報 2001 年

[2] Albert Bartlett 博士：關於算術、人口和能源的講座，2005 年

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

經濟增長難道沒有與能源增長脫鉤嗎？

不，經濟增長無法與能源增長脫鉤，經濟產出和能源使用之間存在且將始終存在相關關係。這種關係當然在不同的行業和不同的國家有所不同，有些行業對能源的依賴程度更高，因此這種關係可能是平等的，而另一些偏向於能源密集度較低的行業，例如服務業，每增加 1% 的能源使用量，其能源使用量就會更低。目前，世界經濟增長率約為 3%-4%，而世界一次能源需求預計將在現在到 2030 年之間增長超過一半，平均年增長率為 1.6%。有些人指出 1970 年代的石油危機和當前的高油價，並質疑為什麼最近沒有出現經濟衰退，而他們沒有考慮到的是，如果考慮通貨膨脹因素，1970 年代的油價要高得多。

貨幣是如何產生的？

銀行將資金貸出到市場，當您或我將 100 英鎊存入銀行時，銀行會留存其中 10 英鎊，其餘的會貸給企業和個人。所以現在您的銀行賬戶中有 100 英鎊，而另一個人則擁有 90 英鎊的貸款，銀行留存了 10 英鎊來支付取款，因此實際上現在市場中有 190 英鎊，而您去銀行之前只有 100 英鎊。這種存款和貸款迴圈將持續下去，直到原始存款在貨幣價值方面創造出約 6 倍的原始金額。銀行希望從其貸款中獲得的利息高於他們支付給您或存款的利息。但利息只能在銀行的貸款本身成功獲利的情況下才能支付。

當所有人都意識到我們已經達到頂峰時，金融體系會發生什麼？

貨幣是能量的體現，是工作和產品的交換媒介，金融體系使能量在經濟中流動。假設您貸款購買電腦在您的電腦店出售。生產一臺電腦需要 10 倍於其重量的化石燃料，因此每臺 5 公斤的電腦需要 50 公斤的燃料。假設油價上漲，您的電腦現在購買成本增加了三分之一，您將這部分成本轉嫁到銷售價格中。現在，並非所有電腦都能售出，因為油價上漲後人們的剩餘收入減少，您無法償還貸款加利息。您違反了貸款。您沒有支付供應商的貨款，他們也違反了貸款。銀行意識到他們貸出的很大一部分資金無法收回，他們停止向任何人貸款，並決定召回現有的貸款，導致更多公司和個人破產。人們開始對銀行體系失去信心，要求從賬戶中取出他們的資金。但請記住，銀行將 90% 的收入貸出，因此如果每個人都想要他們的資金，銀行就無法支付。隨著銀行的儲備被耗盡，人們蜂擁到銀行要求取現，引發了騷亂，以 2001 年阿根廷的銀行擠兌為例。