论文部分内容阅读
为什么石油如此宝贵？没有石油，烧煤不是一样的吗？相信大多数人还不清楚石油的真正价值。人类之所以必须使用石油，是因为在所有的能源物质中，石油在更小的体积里储存了更多的能量。据科学家们测算，一公斤石油所含的热量相当于两公斤煤炭中所含的热量。而且石油燃烧后，比煤炭留下的残渣要少得多。另外，煤炭的运输比石油的运输要困难。固体的煤炭只能装到车上、船上来运输，而石油可以通过输油管道就“日行千里”。最后，抛开环境污染的问题不谈，开采石油的成本在传统能源中是最低的。投入一桶原油的能量，就能开采出30桶石油。而同样的能量用来制作生物燃料的话，只能制出相当于两桶石油能量的生物乙醇（chún）。
至今为止，人类虽然已经发明了形形色色的新能源，但它们中没有一种能够达到石油这样的高效率。因此，人类对石油的依赖仍然无法解决。随着这个问题越来越紧迫，有的科学家开始提出，如果用其他成分的物质无法代替石油，那么，是不是可以想办法人工合成与石油成分相近的能源物质呢？毕竟，以人类今天的技术水平，连羊、牛这样的生物都可以“克隆”了，“克隆”一下没有生命的石油，应该不是什么难事吧？
以下就是人类“克隆”石油的几种方案。遗憾的是，它们还都不太成熟。但对人类来说，说不定哪一天，当“正宗”的石油被用完的时候，就不得不动用这些“替补选手”来作为能源供应的主力啦！
页岩油
你还记得石油是怎么产生的吗？对，它是来自远古时期的植物和动物。当这些生命体死去之后，身体中的有机物质在地下不断分解、沉积。经过了数千万年的时间之后，在地壳的压力和高温作用之下，这些有机物变成了石油。它们体内所含有的能量也就转化到了石油当中。
但是，不是所有的有机物质都有机会变成石油。当温度、压力等条件不成熟的时候，有的有机物虽然沉积到了地壳的岩石中，却没有变成石油。然而，它们所含有的能量成分和石油是一样的。因此，很多科学家很早就设想，可以将这些自然界产生的“半成品”拿来加工，从中提炼出和石油一样的能源。
最重要的是，这种含有石油成分的岩石在地球上的数量可比石油要多多了。据统计，全世界的含油页岩储量约有11万亿至13万亿吨，远远超过了4000多亿吨的世界石油储量。如果能把它们都利用起来，那能源问题可就解决了。可惜，要把这些岩石中的石油成分提取出来，需要消耗大量的水——人们现在采用的技术，是将含油的岩石用水进行蒸馏，再将蒸汽收集起来冷却，得到一种含有石油成分的液体。用这种方法，每加工出一桶“人造石油”，就需要消耗3桶水！这还不算，在开采、搬运岩石时还可能造成的污染。所以，页岩油算不上理想的石油替代品。
可是，相对于其他难度更高的“造油”方案来说，提取页岩油的技术毕竟比较现实可行。尤其对世界上消耗石油最多的国家——美国来说，对页岩油的大规模开发已经提上日程。到2011年为止，美国的页岩油实际产量已经能达到每天60万桶，成为世界上增长最快的石油生产国。有人预测，这可能会引发世界范围内的一场能源革命。如果页岩油真的可以大量生产了，像中东那些靠出产石油发财的国家可就要小心啦！
煤炭
咦，前面不是说了，煤炭的利用效率跟石油根本就不能比，怎么能用它代替石油呢？唉，这个“代替”不是说让你把烧油改成烧煤，而是用煤加工成石油！
“煤能变成石油吗？”哼哼，提这个问题的同学，你的科学课一定是没学好吧？你先看看课堂笔记：这煤是怎么来的呢？“嗯，是古代的植物遗体堆积在湖泊、海湾、浅海等地方……”看看，这煤和石油明明就是亲戚嘛！这么简单的事情，科学家们当然早就想到了。在第二次世界大战期间，油料极度短缺的德国军队就开始研究用煤来加工石油。直到今天，世界上仍然有很多能源公司，正在开发各种将煤炭液化、然后合成“人造石油”的技术。对一些煤炭储量丰富的国家来说，这也算是一个“能源升级”的好办法。
据估算，每吨煤炭差不多能合成出两桶石油。从数量上看还是很合算的。但是，这种用煤“克隆”出来的“石油”有个问题，它们的碳含量非常高——显然，这是从煤那里“遗传”来的。结果就是，烧这种“石油”会产生大量的二氧化碳。虽然没有直接烧煤的污染那么大，但还是比用天然石油要“脏”多了。因此，很多国家觉得这种技术得不偿失。然而，如果有一天地球上的石油真的都用完了，只剩下煤的话，恐怕大家也就别无选择了。
油 砂
你知道当人们在“克隆”一种动物的时候，需要的最重要的“原料”是什么吗？对啦，就是那种动物的细胞组织。哪怕是已经灭绝的动物，只要能在它的化石里找到有效的细胞成分，就能让它“死而复生”。同样的道理，“克隆”石油的时候，能用到“原汁原味”的石油物质是最好的啦。于是，一种在石油开采时往往被扔掉的“废物”——油砂，找到了“变废为宝”的机会。
说油砂你可能不认识，但说起铺马路用的沥青，你肯定见过吧？这沥青就是从油砂里提炼出来的。如果石油里含有较多的杂质，特别是沥青、砂土、矿物质等成分的时候，它就会变得非常粘稠。我们都在电视上见过当石油泄漏到海里的时候，会在海里的鸟儿、鱼类甚至海豹等动物身上都粘上一层厚厚的黑油，造成它们死亡。这是因为，这些泄漏的石油就是未经提炼的原油，含有较多的杂质。而在地下，如果石油里的杂质过多，就变成了黏糊糊的砂土块——油砂。大部分油砂没法被提炼成柴油和汽油，只能用来加工成沥青。然而，它们的成分和石油是非常相近的。
世界上85%的油砂都集中在加拿大，因此，科学家们一直在研究如何将油砂“改造”成石油。目前的炼制技术，已经能达到用两吨油砂提炼出一桶石油。然而，油砂里的杂质实在是太多了。要把它们提炼干净，成本还是太高。而且这种“再生”出来的石油使用时也有较严重的污染问题。但油砂的成分毕竟最接近石油。当纯净的石油枯竭之后，它很可能成为首选的替代品。
至今为止，人类虽然已经发明了形形色色的新能源，但它们中没有一种能够达到石油这样的高效率。因此，人类对石油的依赖仍然无法解决。随着这个问题越来越紧迫，有的科学家开始提出，如果用其他成分的物质无法代替石油，那么，是不是可以想办法人工合成与石油成分相近的能源物质呢？毕竟，以人类今天的技术水平，连羊、牛这样的生物都可以“克隆”了，“克隆”一下没有生命的石油，应该不是什么难事吧？
以下就是人类“克隆”石油的几种方案。遗憾的是，它们还都不太成熟。但对人类来说，说不定哪一天，当“正宗”的石油被用完的时候，就不得不动用这些“替补选手”来作为能源供应的主力啦！
页岩油
你还记得石油是怎么产生的吗？对，它是来自远古时期的植物和动物。当这些生命体死去之后，身体中的有机物质在地下不断分解、沉积。经过了数千万年的时间之后，在地壳的压力和高温作用之下，这些有机物变成了石油。它们体内所含有的能量也就转化到了石油当中。
但是，不是所有的有机物质都有机会变成石油。当温度、压力等条件不成熟的时候，有的有机物虽然沉积到了地壳的岩石中，却没有变成石油。然而，它们所含有的能量成分和石油是一样的。因此，很多科学家很早就设想，可以将这些自然界产生的“半成品”拿来加工，从中提炼出和石油一样的能源。
最重要的是，这种含有石油成分的岩石在地球上的数量可比石油要多多了。据统计，全世界的含油页岩储量约有11万亿至13万亿吨，远远超过了4000多亿吨的世界石油储量。如果能把它们都利用起来，那能源问题可就解决了。可惜，要把这些岩石中的石油成分提取出来，需要消耗大量的水——人们现在采用的技术，是将含油的岩石用水进行蒸馏，再将蒸汽收集起来冷却，得到一种含有石油成分的液体。用这种方法，每加工出一桶“人造石油”，就需要消耗3桶水！这还不算，在开采、搬运岩石时还可能造成的污染。所以，页岩油算不上理想的石油替代品。
可是，相对于其他难度更高的“造油”方案来说，提取页岩油的技术毕竟比较现实可行。尤其对世界上消耗石油最多的国家——美国来说，对页岩油的大规模开发已经提上日程。到2011年为止，美国的页岩油实际产量已经能达到每天60万桶，成为世界上增长最快的石油生产国。有人预测，这可能会引发世界范围内的一场能源革命。如果页岩油真的可以大量生产了，像中东那些靠出产石油发财的国家可就要小心啦！
煤炭
咦，前面不是说了，煤炭的利用效率跟石油根本就不能比，怎么能用它代替石油呢？唉，这个“代替”不是说让你把烧油改成烧煤，而是用煤加工成石油！
“煤能变成石油吗？”哼哼，提这个问题的同学，你的科学课一定是没学好吧？你先看看课堂笔记：这煤是怎么来的呢？“嗯，是古代的植物遗体堆积在湖泊、海湾、浅海等地方……”看看，这煤和石油明明就是亲戚嘛！这么简单的事情，科学家们当然早就想到了。在第二次世界大战期间，油料极度短缺的德国军队就开始研究用煤来加工石油。直到今天，世界上仍然有很多能源公司，正在开发各种将煤炭液化、然后合成“人造石油”的技术。对一些煤炭储量丰富的国家来说，这也算是一个“能源升级”的好办法。
据估算，每吨煤炭差不多能合成出两桶石油。从数量上看还是很合算的。但是，这种用煤“克隆”出来的“石油”有个问题，它们的碳含量非常高——显然，这是从煤那里“遗传”来的。结果就是，烧这种“石油”会产生大量的二氧化碳。虽然没有直接烧煤的污染那么大，但还是比用天然石油要“脏”多了。因此，很多国家觉得这种技术得不偿失。然而，如果有一天地球上的石油真的都用完了，只剩下煤的话，恐怕大家也就别无选择了。
油 砂
你知道当人们在“克隆”一种动物的时候，需要的最重要的“原料”是什么吗？对啦，就是那种动物的细胞组织。哪怕是已经灭绝的动物，只要能在它的化石里找到有效的细胞成分，就能让它“死而复生”。同样的道理，“克隆”石油的时候，能用到“原汁原味”的石油物质是最好的啦。于是，一种在石油开采时往往被扔掉的“废物”——油砂，找到了“变废为宝”的机会。
说油砂你可能不认识，但说起铺马路用的沥青，你肯定见过吧？这沥青就是从油砂里提炼出来的。如果石油里含有较多的杂质，特别是沥青、砂土、矿物质等成分的时候，它就会变得非常粘稠。我们都在电视上见过当石油泄漏到海里的时候，会在海里的鸟儿、鱼类甚至海豹等动物身上都粘上一层厚厚的黑油，造成它们死亡。这是因为，这些泄漏的石油就是未经提炼的原油，含有较多的杂质。而在地下，如果石油里的杂质过多，就变成了黏糊糊的砂土块——油砂。大部分油砂没法被提炼成柴油和汽油，只能用来加工成沥青。然而，它们的成分和石油是非常相近的。
世界上85%的油砂都集中在加拿大，因此，科学家们一直在研究如何将油砂“改造”成石油。目前的炼制技术，已经能达到用两吨油砂提炼出一桶石油。然而，油砂里的杂质实在是太多了。要把它们提炼干净，成本还是太高。而且这种“再生”出来的石油使用时也有较严重的污染问题。但油砂的成分毕竟最接近石油。当纯净的石油枯竭之后，它很可能成为首选的替代品。