化石能源的未来发展

为什么化石能源成为人类社会主要能源~

为什么化石能源成为人类社会主要能源
人类生存和发展的三要素
物质、能量与信息.
因此,能源的发展史直接影响人类的发展史.
我们人类生存与发展中最具有决定性意义的要素是三个：¾¾ 物质、能量和信息.
组成我们的世界是物质；人类生存活动决定于对信息的认知和反应；而维持生命,从事发展的活动又地要通过消耗能量来进行.
一切能量来自能源,人类离不开能源.能源是人类生存、生活与发展的主要基础.能源科学与技术,能源利用的发展在人类社会进步中一直扮演着及其重要的角色.
能源发展的里程碑 可以这么说,每一次能源利用的里程碑式发展,都伴随着人类生存与社会进步的巨大飞跃.几千年来,在人类的能源利用史上,大致经历了这样四个里程碑式的发展阶段：原始社会火的使用,先祖们在火的照耀下迎来了文明社会的曙光；18世纪蒸汽机的发明与利用,大大提高了生产力,导致了欧洲的工业革命；19世纪电能的使用,极大地促进了社会经济的发展,改变了人类生活的面貌；20世纪以核能为代表的新能源的利用,使人类进入原子的微观世界,开始利用原子内部的能量.
未来对能源的要求
有足够满足人类生存和发展所需要的储量,并且不会造成影响人类生存的环境污染问题.
未来对能源的需求 未来的人类社会依然要依赖于能源,依赖于能源的可持续发展.因此,我们须现在就很清楚地了解地球上的能源结构和储量,发展必须开发的能源利用技术,才能使人类的生存得于永久维持.
而我们赖于生存的能源是取之不尽用之不完的吗?回答是：不是,也是.事实上,进入21世纪后,人类目前技术可开发的能源资源已将面临严重不足的危机,当今煤、石油和天然气等矿石燃料资源日益枯竭,甚至不能维持几十年.因此,必须寻找可持续的替代能源.而近半世纪的核能和平利用,已使核能已成为新能源家属中迄今为止能替代有限矿石燃料的唯一现实的大规模能源.而且,未来如能实现核能的彻底利用,人类的能源将是无穷的.
除了物质、能量和信息三大因素外,人类对安全的要求也越来越重要了.安全包括社会安全、健康安全和环境安全等.它们同能源的关系也是非常密切的.现在利用的能源已造成了大量的环境污染问题,严重影响了人类的生存.因此,未来对能源的要求将不仅是储量充足,而且还必须是清洁的能源.相对其它化石能源而言,核能的和平利用已充分证明了核能是清洁的能源之一.

您好，


化石能源是决定当今文明的本源，要应对可能出现的化石能源危机的挑战，就需要知道化石能源如何产生。这首先需要了解光合作用。

植物通过光合作用使光能转变为化学能，理论上的最大转化率大约为5%，要达到这个水平，需要每亩地一年产2500公斤稻谷和2500公斤稻草或是产5000公斤干草。总的能量转化量大约相当于3~4吨标煤。



如果全中国的土地都达到此转化率，只需十分之一现有耕地（两亿亩）就能满足中国现有人口的粮食需要，再有四亿亩土地的秸秆就能满足中国现有的能源消耗。目前中国粮食亩产的平均值大约是280公斤，相应的光合作用转化率约为0.3%，是理论最大值的二十分之一左右。

植物获取能量需要“粮食”，即水和二氧化碳；而它们所排泄的“废物”——氧气则是人类生存的必需品。水、二氧化碳对植物获取能量至关重要。

就目前我们所经历的文明而言，农业灌溉的发展是几千年以来农耕文明发展的关键所在。充分的水供应是几千年粮食增长的决定性因素，也是现在粮食产量增长的关键。而供生产粮食、植物的二氧化碳供应增加，应是未来农业发展的重要方向。

从实验和理论上讲，目前植物系统的光合作用之所以无法再提高，关键是二氧化碳供应不充足。实验表明：二氧化碳从常规到3倍增长范围内，主要分布在温带和寒带的作物，其光合作用速率是线性响应，也就是说二氧化碳浓度增加多少，粮食产量也会增加多少。这是非常重要的现象，它表明除了在给植物供应充足的水之外，二氧化碳的保证供应是打破目前粮食发展的突破口。

事实上也是如此，在地球的历史中，构成地球千姿百态的最重要的几个时期——侏罗纪、石炭纪等都是大气中二氧化碳浓度超过目前1~2倍、2~4倍的时期。此时，由于强烈的“温室效应”，全球没有冰天雪地之处，到处都是绿色的世界，平均温度远远高于现在。南极、北极没有冰雪，海平面上升，陆地面积大为减小。高温使海洋蒸发量大得惊人，地球是雨的世界，没有沙漠。高温、雨水、高浓度的二氧化碳形成参天的大树、茂密的植物，这也是形成庞大身躯的恐龙型动物的根源。这是石油、天然气、煤炭等化石能源的重要成矿期。

关于化石能源的起源有多种理论。但目前所发现的油气几乎都证明油气是有机成因，来自于动、植物。这些生物有机质在特殊的条件，经历特殊的过程中形成可采集的油田、煤田、气田。

关于油的形成。第一，是有长期被水（海水或湖水）淹没的沉降盆地，适于大量的生物繁殖并保持有机质免遭氧化的有利的水体深度，保证丰富的原始有机质沉积下来，并可造成沉积厚度大、埋藏深度大等条件。大约经历地质年代三个纪，多的更是经过1.5亿~2.5亿年的时间才得以形成。

第二，是有机物堆积并保存还需在相当高的温度条件下经历一定的时间才能生成石油（一定时间的温度作用，是借助地球的地热能量），并在特殊的生油层中成油。

第三，是油气生成后还需要有特殊的能够集中储存的储集层。世上没有油湖、油河，油都存在互相连通的孔隙、裂隙的岩层内，如同水充满海绵一样，并且具有能保存的盖层，不渗透，保持储集层的油气免于向上逸散的保证层，并有一定保护厚度，这一结构还需要形成圈闭条件，不能形成油气往其他地方转移的特殊地质条件，才能形成可采的油气。

煤的生成也类似于油生成情况，不同的是，煤是由植物遗体堆积而成（油由动物遗体形成），需要有不断下沉的沼泽地（浅海、近海、内陆的沼泽形成地），沼泽地区不能下降过快，过快就形成湖、海，植物就无法生长，成煤就停止。地壳下降过慢，沉积物下降过快而无法保存也不行。地壳沉降速度与植物遗物沉积速度大致平衡，这是成煤最重要的地质条件。并且最终堆积物上还要形成覆盖层，以及地层的进一步下降，使沉积物在不同的地温压力条件下形成不同的煤质（褐煤、烟煤、无烟煤等）。

煤不同于油，煤是固体，不需要特殊的储存地质条件和生存条件（较高温度），并且煤与油依赖不同的生物体，煤是植物遗体，油是动物遗体，由于动物是依赖植物的二次生成物，从数量上讲远低于植物所能储存的能量，依据生物界的生态规律，依靠植物为生的动物数量大致是植物的十分之一。这就是煤炭在世界的储量远大于石油的储量的根本原因，理论上讲煤炭的储量应是油的储量10倍左右。

即使如此，煤与石油的生存量占整个同时期的植物、动物中的很小比例，主要是由特殊的生存条件所限。气的生存条件就更有限，主要是由特殊的沉积区与沉积区所需求的地壳沉降的特殊性所决定。这就决定了我们当今的化石能源时代是一个特殊并且有限的时代，特别是时间有限，这是受有限的化石能源储藏量所决定的。

这是一个我们这个特殊的繁荣时代人们必须予以深刻理解的特殊历史条件。人类不能对化石能源的丰饶性抱以过多的幻想，并且应该具有非常警惕，甚至是危机感，应从现在起就非常珍惜这一来之不易的化石能源。并且要深刻认识到现在这种使用能源的方式是不道义的，甚至是可耻的，几亿年来大自然辛辛苦苦积沉的有限的化石能源并不是仅供一代人或两代人使用的，我们必须要考虑子孙后代。我们需要深刻反思以年为单位的发展观，对发展必须有战略纵深的思考与规划，我们的经济学理论到了需要深刻反思甚至是革命的时候。



希望对您有帮助。

目前有一种说法也比较认同后石油时代已经到来了，您认为随着以后替代能源更多的使用，我们的国际油价，国内的成品油价会越来越高，还是说越来越低，不被大家重视了？
牛犁：我个人觉得你提这个“后石油时代”的说法是有可能的，但是至少不是现在，很有可能是将来的某一天，而且这个将来的范围时间可能会是很远的，我自己的理解。因为在可预见的，至少是未来20年左右，毫无疑问，石油、天然气、煤炭传统的化石能源仍然是这个世界的最重要的一个能源，而且它的占比还是占有非常高的范围。所以，离开这个传统化石能源，单纯依靠新的能源是源源不足以满足我们经济社会发展的需要的。　　牛犁：当然，绝对不可否认的太阳能、风能，包括核电，也包括电动汽车、混合动力、氢能等等，这一系列新能源发展的确如火如荼，非常之快，特别是金融危机爆发之后，美国也好，欧洲也好，都把新能源，新材料作为未来经济增长点，作为未来技术的制高点去努力发展。所以，我们也不能例外，也要重视新能源的发展。这是占据未来经济增长的关键点的一个地方，所以，我们必须去做。　　牛犁：但是我们回到刚才的话题，后石油时代，新能源的速度快，但是绝对量在总的能源消费结构中占的比重还是比较有限的，至少是我说的20年还不足以取代传统的化石能源，我自己认为现在谈后石油时代尚早。因为从新能源的角度我们可以充分的论述，一个方面石油资源是不可再生的，用一点少一点，尽管我们知道石油的储量按照现有的储采比再挖四十年都没问题，但是这个总是用一天少一天，所以，目前来看它的价格短期内很有可能是一个上升的态势。等过上一段时间，石油在整个能源中的比重开始显著下降的时候，或者说有了新能源发展成气候了，成了较大的规模的时候，很有可能它的地位影响作用会逐步的下降。　　牛犁：但是从新能源的角度来看，还有一个非常重要的方面，不仅仅是由于传统化学资源稀缺，不够用的问题，还有一个就是气候变化的问题。因为就目前的态势来看的话，由于气候变化给全球各个地方，各个国家都会带来灾难性的影响，所以，欧美发达国家也好，还是我们也好，都在高度的重视节能减排的工作。　　牛犁：另一个方面我们反复的强调我们是处在工业化的过程当中，重工业、化工业这些高耗能的行业发展是非常快的，也就是对于石油、煤炭、天然气这些传统的化石能源需求量是特别大，而且还要说的是我们生活角度来看，我们人均GDP超过三千美元了，小汽车要进入老百姓的家庭，我们要住上相对舒适的大房子，这些都意味着需要能源，如果说我们不去控制能源的消费，不去节约它的能耗，不去注意节能减排的话，对于全球的二氧化碳，还有其他的污染物的排放会带来很大的压力。所以，从这些角度来看，新能源我们肯定是要重视和发展，但是跟你的后石油时代还是两码事。

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