大西洋月刊》封面文章：能源西南政法大学论文封面
发布时间：2014-05-16
越来越多的科学家认为，为了避免天气变化的负面影响，人类该当在此后五十年逐渐削减碳排放。实现这个方针的主要并且必需的步调就是不再利用煤炭，现在煤炭仍然是世界第二大能源
导读：最新一期《大西洋月刊》5月正式出刊，本期封面文章是《能源》。页岩天然气的开采刚在美国激发了一场，一种新的能源又粉墨登场，这就是海底可燃冰，然而它们城市对形成污染，因而人类不克不及遏制开辟无碳能源的脚步。
本年1月，大型科考船“地球号”驶离日本清水港前去菲律宾海开采可燃冰，船上的科学家可能还不晓得他们将关上一扇由邱吉尔的大门。当然这些人不晓得并不奇异，由于除了石油界的一些专家，很少有人晓得邱吉尔在能源汗青上的地位。
1911年邱吉尔被录用为英国海军大臣，此时的邱吉尔富有、充满活力，他要帝国的明珠——皇家海军，让它愈加现代化。他颁布发表新的舰船将燃烧石油而不是煤炭，这个决定不断延续至今。燃烧一磅石油发生的能量是不异分量煤炭的两倍，因为能量密度更大，比起煤炭，石油能够鞭策舰船运转得更快更远。
邱吉尔的建议在英国惹起了轩然大波。英国有良多煤炭但几乎没有石油，其时美国出产世界三分之二的石油，而出产残剩的五分之一。虽然它们都是英国的盟友，可是白厅不想让本人的海军受制于人，即便它们是伴侣。
1913年邱吉尔向议会提交了处理方案：英国将具有，至多是节制其所有需要石油的部门供给。在海军的鞭策下，英国很快采办了英国石油公司51%的股份，这家公司具有在伊朗(其时称之为波斯)的石油开采权。这一方案激发了伊朗国内的不满，随即伊朗人迸发了一场。伦敦最终平息了这场兵变，可是为了防止呈现的，英国人在伊朗拔擢了新国王，同时还设法把伊拉克从摇摇欲坠的奥斯曼帝国出来。
邱吉尔打响了第一枪，其他列强也随后插手了节制中东的竞赛。虽然英国击退了法国、以及荷兰，但却被美国掀翻。美国获得了在土耳其、伊拉克、巴林、科威特以及沙特阿拉伯的石油开采权。即便石油消费国能够石油出产国的内部事务，但它们仍时常显得力有未逮。虽然石油出产国从石油消费国获得巨额财物，但它们并不想永久俯仰由人。数十年来的各类并没有改变世界的根基款式，不管是1973年和1979年的石油危机，能源打算的失败仍是两次伊拉克和平。和交错在一路，像日夕照出一样摆布着国际关系。
然而这一切都可能因地球号的此次远航而改变。这艘造价5.4亿美元的日本深海钻探船样子就像亿万财主的游艇，它的背后安装了一个30层楼高的油井架。地球号有良多世界之最，它是世界上已建的最大、最灿艳也是最智能的海洋科考船，能够必定也是独一建有可停降30人座直升机停机坪的科考船。地方铁架塔存放着一个庞大的浮动钻头，一条六英里长的“缆绳”能够让地球号开采海底矿产的能力比其他任何船只都强。
地球号的首航始于2005年，最后建筑它的目标是为了研究地动带，明显这是多震的日本所关怀的。然而此刻它的更严重：开辟一种能源，不单能够协助日本还能够世界大部门国度脱节对中东地域石油的依赖，要晓得这是自邱吉尔时代以来所有家最头疼的问题。
上世纪70年代，地质学家在海底发觉告终晶天然气，用专业术语说就是甲烷水合物。这种物质普遍分布于边缘的浅层地带，并且储量庞大，据估量它的储量是其他所有化石燃料总和的两倍。虽然如斯丰硕，可是气体水合物持久以来不断遭到石油界的诟病。它和保守能源分歧，让冰着火，谁会把它当真？可是跟着石油价钱的上涨，海底开采手艺的提高以及地质查询拜访数据的堆集，全世界对这种能源的乐趣越来越大。美国能源部早在1982年就起头赞助甲烷水合物的研究。
没谁会比日本人更当真。不像英国或者美国，日本不具有以至节制任何大的油田。(东京并非没有测验考试过：日本轰炸珍珠港的次要缘由就是由于美国它降服石油丰硕的荷属东印度群岛)。今天邱吉尔的恶梦发生在了日本人身上：它的军事和工业能源几乎全数依赖外国能源。它是世界第三大原油净进口国，第二大煤炭进口国以及最大的液化天然气进口国。每一位日本家都对这种情况感应担心。
日本的甲烷水合物项目始于1995年。它的科学家很快把留意力集中到了南海海槽，这里位于东京西南200英里，两个地球板块在这里彼此挤压构成了一个海底地动带。为此日本成立了一家国有企业，名为日本石油、天然气和金属国度公司(JOGMEC)，这家公司循序渐进年复一年的进行开采，它挖了勘察井，进行了丈量并采集了水合物样本：这里有130英尺的淤泥层，此中储藏了大量富含甲烷的冰。他们的工作详尽、迟缓而又有序，同时还进行了严谨当真的阐发。
1月18日，也就是日本项目起头18年之后，地球号分开清水港预备进行“出产试验”，此行的目标是要获取大量的可用气体而不只仅是尝试室样本。这个项目标主管山本耕史在出发前告诉我，还有良多问题需要处理。JPGMEC还没有想出开采水合物最好的法子，也不确定若何把这种合成天然气运送到陆地。成本必需获得节制，山本说：“也许十年的时间还不敷，可是我相信迟早有一天会成功的。”他说成功后的成果必然很是“风趣”。
现在石油界已到来自水力压裂法的庞大冲击。所谓水力压裂法是指用水、沙子和化学品制成的夹杂物喷射岩石，将岩石撞裂后出过去无法获取的石油，这种石油被称为“致密油”。别的还能够获取天然气，从页岩中获取的天然气也被称作“页岩气”。(石油是人类从地下开采的各类非固态碳氢化合物的统称，包罗各类石油、天然气以及丙烷等。厨房用来生火的物质一般是指甲烷，这是一种无色无味的气体，不管从油井、页岩层仍是甲烷水合物中获取，成分都是不异的。)水力压裂影响地下水供给，因而将对形成，所以最终可能被。可是这种方式能够给供给大量的石油，客岁11月国际能源组织预测到2035年，美国能够实现能源自力更生。若是地球号获得成功，甲烷水合物能够在日本达到同样的结果。并且不只在日本，中国、印度、韩国以及挪威、和美都城但愿开辟这种能源。
并不是所有人都认为JOGMEC会成功。可是甲烷水合物的开辟体例和之前的页岩气很是雷同，只不外前者的参与人数更多也更国际化。页岩气不断遭到普遍的质疑，甲烷水合物也不破例，轻忽它的前景是愚笨的，但若是轻忽它可能形成的影响将更愚笨。
若是世界因甲烷水合物而从利用石油过渡到天然气，必然会给那些依托石油收入的国度形成致命的冲击，特别是俄罗斯、伊朗、伊拉克、委瑞内拉、科威特和沙特阿拉伯这些国度。若是这些石油国度不克不及妥帖应对，丧失大量石油收入必然会严峻减弱它们的经济。更糟的是，大部门石油国度的都很是，社会学者以至认为石油储蓄和之间有天然的联系。也许美国人不会在意对这些国度需求的削减有可能影响到美国经济，可是他们必定不清晰因而形成的全球动荡对美国的冲击。
从更大的层面来讲，廉价丰硕的天然气可能影响人类匹敌天气变化的勤奋。越来越多的科学家认为，为了避免天气变化的负面影响，人类该当在此后五十年逐渐削减碳排放。实现这个方针的主要并且必需的步调就是不再利用煤炭，现在煤炭仍然是世界第二大能源。天然气比煤炭洁净得多，水力压裂法使得美国有了丰硕的天然气，此刻那里的电站不在利用煤炭而改用天然气，因而温室气体排放量也大大降低了。
然而天然气并没有那么清洁，燃烧后仍然会生成二氧化碳。研究者将其视为一种姑且的“桥梁性燃料”，在放弃利用石油和煤炭的改变过程中为供给能量。可是交际关系委员会能源天气变化项目组担任人迈克尔-李维说：“若是人类不操纵这一桥梁来制定反碳排放政策，那么天然气只能是“毗连前煤炭时代和后煤炭时代的桥梁”。
MIT能源经济学传授克里斯多夫-尼特尔告诉我：“甲烷水合物将是新的能源，它能够协助世界削减温室气体排放，但它同时也能够成为人类不再开辟可再生无碳能源的托言。”就像美国如许，由于有了大量页岩气而削减了这方面的投资。尼特尔说：“甲烷水合物能够是人类的，也可能是灾难，我不强人们会做出准确的决定。”
大学结业几年后，我和伴侣一路开车到了从未去过的南，短暂逗留后，又去圣华金河谷呆了几天。一天夜里我们在贝克尔斯菲市迷了，最初停到了一排前。网后是数千个油田泵，泵的四缜密密层层分布着输油管和电线，整个戈壁都被机械和灯光笼盖着，一眼望不到头。一个庞大的超现代化的油田就在离不到100英里的处所，真让我无法相信。当我的看着这一切的时候，一辆警车开了过来。我问他这个油田时候呈现的，他奇异的看着我说：“他们从1899年就起头在这里采石油了。”
其时我就站在美国出名的柯恩河油田边上。我过去曾认为石油是储藏在底下的一个池子里，就像《哈里-波特》里伏地魔把本人魂灵的一部门存放在地下河里一样。可现实上石油凡是具有于固体砂岩或灰岩地层之中，这些岩层就像海绵一样充满小孔。我过去还认为石油是同一的物质，然而它更像是一种乱炖：各类品级的石油含有的甲烷、乙烷、丙烷、丁烷以及其他碳氢化合物也分歧。石油被压缩在数千英尺下的岩石里，这些液体或者气体凡是处于高压形态，由于被岩石封住才不至于流到地面上，当岩石被钻开后，石油就会喷射出来。
很长一段时间里，石油公司只开采液态石油而丢弃一同喷出的甲烷，要么把这些气体烧掉要么间接排放到大气中区。人们不消天然气作为能源的缘由是它的运输成本太高。液态石油能够被放入容器并通过建好的公网运输，然而甲烷必需通过无缝管道运往目标地，为此就必需扶植数千英里的输气管道。直到二次世界大战当前，由于和平的需要大大成长了焊接办艺，这种运输体例才得以实现。(甲烷还能够液化后放入加压舱内，在特殊的工场装卸，但如许成本也很高)德克萨斯的石油能够被等闲的运往欧洲或亚洲，可是直到今天统一油田出产的天然气还只限在美国利用。
最后专家估量科恩河油田储藏着数亿桶石油。(一桶约为42加仑，按照石油的等第分歧，一吨石油约为6-8桶石油)开采者敏捷涌入该地域，支起了无数的井架，尽可能多的开采石油，到1949年，专家估量这里还有4700万桶石油的储量。然而在接下去的40年里人们又开采了9.45亿桶石油。到1989年专家又估量科恩河油田还能开采6.97亿桶，可是到2009年，这个油田又出产了13亿桶。
当石油公司说有地下储藏数百万桶石油意味着什么？地下到底有几多能源？石油什么时候会被全数开采完？科恩河油田的例子告诉我们这个问题很难回覆，现实上半个世纪以来，各方专家不断在给出完全矛盾的回覆。一方面灰心者认为，地球上的石油资本正在干涸，他们要我们关掉空调，买夹杂动力车，节流能源；另一方面乐观者认为在阿拉斯加和亚伯达以及弗吉尼亚沿岸还有大量未开采的石油，而和北达科他州的页岩下也储藏着丰硕的天然气。到底谁才是准确的？要不是事关人类文明的存亡，这种言行一致真是好笑。
经济增加和能源的利用老是同步的。按照曼尼托巴大学科学家Vaclav Smil的计较，1900-2000年期间，全球的能源耗损大约增加了17倍，而经济总产量增加了16倍。虽然石油激发了各类社会和问题，可是不变石油和天然气供给仍然是世界经济的焦点问题。
理解了这种依赖性后就不难理解为什么1956年金-哈伯特的一次演讲激发了轩然大波。哈伯特其时是壳牌石油的地质学家，他说当一个公司开采一片油田的时候，老是先开采成本最低也是最容易获取的石油，尔后开采难度会越来越大，成本也会越来越高。最终石油产量将趋于不变，这时达到开采的最高峰。高峰事后，减产就不成避免。哈伯特用这一理论预测美国的原油产量在1965-1970年将趋于不变。(不包罗阿拉斯加和沿海石油产区)然而其时美国地质查询拜访局(USGS)和石油界不断认为石油产量将不变增加，因而他备受人们冷笑。
但哈伯特却本人的概念，即便后来他分开了壳牌去往USGS工作。然而倒霉的是他最大的者——文森特-麦凯尔维成为了他的老板，麦凯尔维对美国石油业的将来做出了一系列乐观的评估，而哈伯特却写了良多论文来辩驳他。很快这种辩论演变成为小我恩仇，麦凯尔维成为USGS局长后三天就撤走了哈伯特的秘书，而作为还击哈伯特让麦凯尔维无法获得美国科学院和美国艺术科学院院士的提名。
然而让麦凯尔维难堪的是，事明哈伯特的预测是对的。当国内原油产量达到高峰后起头回落，前内政部长斯图尔特-尤德尔强烈了USGS，并说若是本人再当内政部长，第一件事就是把麦凯尔维。1977年新被选的总统卡特是哈伯特的支撑者，他要求麦凯尔维告退，这种事在USGS98年的汗青里是头一次发生。
与此同时美国还遭到中东石油的搅扰。在一次讲话中，卡特总统地球上已探明的石油储量将鄙人一个十年被耗损殆尽。为了避免这种灾难，他公布了一系列提高能源利用效率的办法。也制定政策激励企业削减利用稀缺的石油和天然气，改用美国储量丰硕的煤炭。
然而80年代石油公司发觉了很是多的原油，所以到了90年代油价比卡特期间下降了五分之一(扣除通货膨胀要素)。原油储量的估量一升再升，人们不再谈论节约能源，石油和天然气这么廉价不值得节流。
虽然辩说仍在进行，灰心者和乐观者照旧彼此。大部门哈伯特派是物理学家，而麦凯尔维派则多为社会学家，对储蓄概念分歧的界定是他们辩论的核心。例如科恩河油田最后开采出的石油有稠又重，无法浮在水上。虽然勘察者晓得这里储量丰硕，但并没有预期能有那么多，因而第一次给出的探明储量是4700万桶。此后又给出了第二次预测储量为6.97亿桶，两次之间工程师开辟出了能够称之为水力压裂法前身的开采方式：向油井下喷射水蒸气把石油变稀，然后将其从石缝中挤出来。最后这种风发很是低效：制造水蒸气需要油井产油的40%，而燃烧原油又会放出无害气体。
与此同时，石油界开辟出了新方式能够勘察到畴前无法企及的处所。1998年凯恩河附近的一个钻井钻探到了地下数千英尺，比之前任何测验考试都深。在17657英尺处，石油俄然喷发出来，激发的大火冲到地面300英尺的高度。此次爆炸摧毁了这口油井，而毁灭大火后的第六个月，石油仍然不竭从洞口涌出。石油公司确认发觉了新的油气储蓄，由于埋藏过深而未被评估过。
这个事务让麦凯维尔派社会学者石油储量并不像物理学家想象的那样。他们只从经济的角度进行判断：某一地域可开采的石油量和可接管的成底细关。即便容易获取的石油开采殆尽，可是因为手艺立异使开采残剩石油的成本降低。自此两派之争演变为石油储量削减和手艺决定石油储量之间的较劲。此后石油公司在凯恩河油田又开采了数百万桶深层石油，可是这些石油稠浊了太多的水，人们底子无法水从油井中冒出来。几年后，所有的新油井都遏制了运转，储蓄消逝了，但石油还有。
因而有人得出了如许的结论：天然资本不会被用尽。若是一种储蓄能源开辟成本过高，社会学家(大部门是经济学家)暗示，人们要么寻找低成本的储蓄要么利用其他能源，或者兼而有之。由于高成本的能源不断藏于地下，所以总有石油能够开采。MIT经济学家莫里斯-阿德尔曼的回覆是这种概念的代表：“若是问世界的能源何时开采殆尽？谜底是永久不会。”
然而Jean Laherrère分歧意这么绝对的结论。在创立油气峰值研究协会(ASPO)之前，Laherrère曾在法国石油公司道达尔工作过17年。Laherrère和另一位ASPO创始人柯林-坎贝尔1998年预测，此后十年保守石油的供给量将不克不及满足需求。那时估计的石油储量处于汗青最高点，因而他们的概念并不被接管。可是坎贝尔和Laherrère认为还有更多关于石油的见地是错误的。上世纪80年代，OPEC会商若何发卖国的石油时曾：一国石油储量越多则发卖量就越多。因而都高估本人的储量。11个国有6个在会商过程中无来由高估了本人的石油储量，有些国度以至将本人的储量提高了两倍。在一月的采访中Laherrère告诉我，所谓的供大于求只是痴人说梦，他说：“我们估量2010年前石油产量将达到最大，此刻证明是准确的。”
Laherrère认为，石油供给绝对不是无限的。地球储藏的可供人类开采的碳氢化合物就那么多，他说：“一旦我们用尽了容易开采的石油，其他廉价能源不会奇观般的呈现。我们只能不竭开采石油，但这并不容易。你能够看看各大石油公司为了维持产量所投入的设备有多高贵。”
坎贝尔和Laherrère预测后不久，油价就起头飙升了。2008年油价创了卡特以来的新高。小布什总统昔时就本人的继任者：“石油供给是无限的。”英国能源研究核心颁布发表：“廉价石油时代曾经竣事了，保守石油出产的峰值将在2030年呈现，并且很可能早于2020年。”一时间能源危机的言论不停于耳。
麦凯维尔派也不甘示弱。莫里斯-阿尔德曼由于身体缘由不克不及接管我的采访，可是我仍是联系到了他的两个学生，迈克尔-林奇和菲利普-费勒格。林奇是能源征询公司SEER的总裁，他同意Laherrère的概念，人们有时会由于经济要素预测石油储量，例如2004年壳牌公司董事长就由于错误估量本公司可开采的石油储量而告退，可是他认为这并不主要，林奇说：“壳牌不是还在产油么？他们老是说，看这些高科技的钻井设备，看它们有多贵，而我想到的倒是看我们做的有多好。”林奇继续弥补到：“航空公司不再利用木质双翼飞机，此刻它们用747。这不是由于我们曾经达到了天空的极限，飞翔变得更坚苦，而是由于手艺变得更先辈并加强了我们的能力。”
费勒格曾在福特和卡特期间担任经济官员，此刻是皮特研究所国际经济研究员，在他看来关于石油出产峰值的会商没成心义。自哈伯特时代，辩论的核心就是“保守石油”，这种石油产自通俗的油井，并且次要被中东及OPEC国度节制。保守石油的产量确实曾经达到最高，正如哈勃特派所说：到2005年OPEC的石油产量将达到最高。一方面产量下降反映了石油供给的削减，另一方面也要归因于全球经济放缓对需求的，然而第三方面是由于OPEC的保守石油被通过水力压裂法获取的“非保守”石油替代了。费勒格说，水力压裂法制造了能源业100年来最大的。在他看来这场最大的赢家是美国。
来由很简单。数十年来，进口高贵的外国石油给美国形成了庞大的经济和承担。而今天水力压裂法让美国在北达科他州和德克萨斯州获得了大量的石油，在、西弗吉尼亚和具有了用之不尽的天然气。水力压裂法很可能使美国成为世界最大的石油出产商。(《华尔街日报》以至给美国冠以“沙特美国”的称号。不外这并不精确，由于美国将次要在国内消费这些能源而不是用于出口)采油成本可能比过去高，但价钱必定会不变，不会快速增加。更主要的是，通过水力压裂法美国获得如斯丰硕的天然气，使得其价钱仅为亚洲和欧洲的三分之一，这给美国工业带来了庞大的成本劣势。跟着越来越多的公司转用廉价的天然气，花旗集团客岁预测此举将在此后七年内为美国P带来3.3%的增加。
直到1970年，美国的石油仍能实现自力更生。然而此后正像哈伯特预测的那样，国内石油产量起头下降，美国俄然变得很是懦弱。1967年OPEC曾倡议过一次石油禁运，但因美国可以或许出产足够的石油，而没达到预期的结果。然而六年后OPEC倡议了第二次石油禁运，油价飙升了四倍并形成了大范畴的发急。起头呼吁“能源”，这也许是尼克松、卡特和里根三界独一配合的概念。小布什2007年签订了《能源与平安法案》，而奥巴马则频频强调“让美国的能源愈加”。
意大利埃尼集团前石化部主管Leonardo Maugeri客岁在哈佛大学肯尼迪学院是曾说，美国仍需要进口石油，可是到2020年国内产量将显著添加，理论上讲那时这个国度所需要的能源将完全来自西半球。换句话说，若是情愿此后十年美国能够遏制从中东进口石油。费勒格认为水力压裂法培养的石油天然气供给的畅旺将协助美国实现“经济回复”。美国最终将躲开邱吉尔开创的世界，至多一按时间内是如许。
然而日本、中国和印度还困在阿谁世界里，大部门欧洲和南亚国度也一样。很多国度没有页岩能源或者必需的开采手艺，即便有页岩能源和手艺也没有足够的资金兴建各类根本设备，但它们都想脱节对OPEC的依赖。而美国和也认识到本人的好日子不会太长久，因而都在积极寻找新的能源供给。所有人都把目光转向了甲烷水合物。
从陆地零落的无机进入水中，这个过程就像冲刷挖掘机。污水处置厂、施肥的农田以及水中生物零落的皮屑，这些都有助于生成水合物，这些工具会堆积在边缘，而浮游生物和其他海洋微生物在这里能够大量繁衍。当这些生物身后，他们的尸体味迟缓沉入海底，最终堆积的厚度可达数英尺，一些微生物将以这些残骸为食。
此后的过程就和池塘中冒出甲烷气泡道理一样，微生物在成长过程中出甲烷气体。深海甲烷气体向上涌，然而很快会碰到冷水，在高压的感化下，水和甲烷连系在一路：水连成通明的格子，而甲烷被困在这些格子中。一立方英尺这种格子可容纳最多达180立方英尺的甲烷气体。
良多甲烷水合物，包罗日本在南海海槽开采的，都是通过这种体例生成的。这种水合物外表看着像冰，但它不是冰：通俗的冰不克不及燃烧。冰凡是是六边形，而水合物晶体是12或者14边形，样子更像是足球。甲烷被困在这些球内无法逃脱。这些晶体也不会消融，由于水压和温度能够使它们静静的呆在1000英尺深的水底。
据估量全球甲烷水合物的供给量是美国全年能源消费的100倍到300万倍之间。只要很少一部门处于阿拉斯加、和西伯利亚的北极圈永冻土内，大约不到1%，其他绝大部门都在海底。海底的储量很是庞大，科学家认为一旦这些持久具有于海底的甲烷将对天气造难性的影响。大部门甲烷水合物因为储藏较深，人类无法开采，可是仅开采很小一部门也将是一个庞大的数字。
直到30年代以前，人们还只在尝试室研究水合物，其时一个德克萨斯石油研究者发觉天冷的时候它们会堵塞天然气管道。30年后，一次爆炸使人们认识到永冻土中有这种水合物。同时海洋学家察看到海底声纳的非常现象，一些处所前往的声波愈加锋利。这就像在的房间里打开手电，而俄然从镜子里反射出光线一样。三位地舆学家在1971年揣度这些反射区里储藏着甲烷水合物，而直到1982年研究者才获得了矿样，里面包含的气体有99.4%是甲烷。昔时美国就成立了特地研究水合物的项目组。
70年代的石油危机刺激全球起头寻找非保守石油资本，水合物的研究只是这个潮水的一部门。对通俗人而言很难理解什么保守石油，起首各类分类就让人挠头：含有砂、紧致油、重油、页岩气、煤层气、页岩油和油页岩。(页岩油和油页岩竟然还分歧)这些能源被称为“非保守”，是由于过去人类很难把它们开采出来，然而此刻手艺的前进使它们唾手可得。
说来奇异，非保守石油能够被简单的分成两类：一类是比通俗原油重并需要更多的冶炼，而另一类是比通俗原油更轻且不需要更多的冶炼。和保守石油一样，这两种能源都备受争议，可是从经济、特别是环保角度考虑，第二种前景愈加，而甲烷水合物就是此中一种。
第一类必需在开采现场被转换成石油。例如含油砂的成分是通俗的沙子和沥青，在足够的温度和压力下，这种黑色的稀薄物将变成通俗石油。含油砂次要分布在北极圈内广袤的丛林下面。凡是开采含油砂要打两口程度的油井，一个在另一个之上。将高压蒸汽喷入的一层，沥青液化后流入下面一层，然后将其开采到地面，通过冶炼获得“合成原油”，但在这个过程中会生成大量无害的硫磺。
有时经济学家评价一种能源会操纵EROEI目标，也就是为了获取、出产并运输一种能源要耗损几多能源。例如OPEC石油的EROEI凡是是12到18，也就是出产12-18桶石油需要花费1桶石油。操纵这个目标，含油砂的EROEI是可怜的4-7。
将含油砂生成的石油运送到最大的潜在市场——美国，需要在亚伯达省和德克萨斯州之间建筑庞大的管道收集，这必然会遭到环保组织和处所的否决。持久以来，美国国务院不断推迟签订跨境建筑管道的法案，这种迟延让一些人不快，他们奥巴马对美国最主要的盟友——不敷尊重，但这些人没有提到在国内也有良多人否决。
第二类非保守能源前途要的多，此中最主要的就是通过水力压裂法获取页岩气。一个-美国结合查询拜访组2011年的研究表白，页岩气的EROEI大约为87，是通俗石油的6倍，含油砂的16倍。由于页岩气的开辟，美国天然气储蓄比2000年增加了四分之三。
当然也有人页岩气。Jean Laherrère告诉我，页岩气就像是“旁氏”，为了资产情况，能源公司会虚构天然气储量。Post Carbon研究院一份一月的研究指出，页岩气只是让人们临时不消面临真正需要处理的问题。但并不是所有人都同意如许的概念，美国能源消息办理局的带领在一次听证上就暗示，美国仍然有丰硕的能源储蓄。
因为通过水力压裂法获取了丰硕的天然气，美国能源价钱暴跌，因而良多气井封闭，但美国的天然气出产并没遭到影响，需求也同样兴旺，受低价钱的吸引，越来越多的美国企业起头放弃石油和煤炭，改用天然气。
今天美国次要消费煤炭的地域位于阿帕拉契亚到西部一代，煤炭的利用在这里曾经有了100多年的汗青，还缔造了数百万个就业机遇，但由煤炭形成的污染每年也会致10000人灭亡。一般说来，燃烧煤炭生成的二氧化碳是天然气的两倍。几乎所有国内煤炭都用于发电，其出产的电力占美国电力供应的38%。然而水力压裂法正在改变一切：到2011年，美国估计封闭57座烧煤的火电站。美国的碳排放量也因而显著下降，2006年当前美国削减排放的碳比其他任何国度都多。
美国煤炭业埋怨正派历一场和平，可是它们遭到冲击远比预期的要小。美国煤炭出口(次要是欧洲市场)从2009年到2011年增加了两倍。的是，不断鼓吹利用太阳能和风能等环保手艺的，添加了煤炭的利用量，成果形成该国二氧化碳排放量的增加。
此刻我有需要进行一次检讨。12年前，一本要求我写一篇关于能源供给的文章，在石油地质和工程学家时，他们告诉我一种正在试验的手艺：水力压裂法。随后我就此又扣问了几个能源界的权势巨子人士，他们都对这项手艺嗤之以鼻。诚恳说，最后的水力压裂法确实很奇异，还有几回试验在地下了核。为了不获咎所有对象，我决定在文章中不提水力压裂法，然而事明我错了。这一次我可不想再前车之鉴，虽然良多专家不承认甲烷水合物，但仍是有良多科学家和工程师认为它是即水力压裂法后的又一次能源，上一次的页岩气只惠及到，而这一次将波及全球，我支撑他们的概念。
日本有世界上最大的水合物研究项目，过去10年，日本在这方面投资了近7亿美元。日本和企业火急但愿成立国内的石油工业，现在这个国度仅出产所需能源的千分之一。日本经济财产省最乐观的估量是到2018年实现甲烷水合物的贸易化。印度和韩国紧随其后，每年破费3000万美元研究水合物，韩国项目标扩张速度特别凸起。
相反，美国能源部的研究项目规模较小，每年的预算只要1500万美元，大部门用于研究水合物的布局和分布。大约240万美元拨给了USGS的水合物研究人员，他们次要勘测阿拉斯加和西北部的水合物储藏环境。在伍兹霍尔、、丹佛以及科罗拉多，USGS项目组有8位全职研究人员，还有来自日本、、、印度和其他石油公司的合作伙伴。
虽然美国的研究集中在北部，可是大部门储量储藏在墨西哥湾，那里水合物分布范畴有17.4万平方英里，相当于加利福尼亚的面积，这些水合物的质量都很高，虽然人们还不晓得该若何操纵这些能源，可是USGS能源研究主管蒂莫西-克里特说：“我们晓得湾区的3500口油井分布在这里一地域。”他认为下一步就该开辟这些水合物了。
若是一个国度能够大规模贸易化海底水合物，那么其他国度也会跟进。美国式的能源将在亚洲、西非、欧洲以及美洲其他国度成为现实。汗青经验表白，要想实现这个胡想，该当补助国内能源出产商，冲击石油进口。除了，其他次要保守天然气出产商还有俄罗斯、伊朗、卡塔尔，他们城市悔恨甲烷水合物。若是从水合物中获取的天然气丰硕且廉价，那么将不再利用石油，日本天然乐见其成，可是文莱、伊拉克、尼日利亚、阿联酋以及委瑞内拉如许的产油国将遭到严峻的冲击。
这种成果对都有影响，若是一国的石油收入过大，会有负面感化。1959年荷兰人在北海发觉了石油，热钱敏捷涌入这个国度，但令人惊讶的是海底的财富却让荷兰经济停滞。后来经济学家认识到，因为石油行业的薪水太高，没有情面愿干此外工作。公司为了维持员工不变提高工资，进而推高了出产成本。同时因为外资的涌入，荷兰的货泉的汇率也升高了，这双重冲击了荷兰公司的合作力。制造业和农业受损严峻，除了石油业，其他行业的赋闲率都敏捷攀升。不测的财富导致经济停滞，石油界的里手称此为“荷兰病”。
虽然对荷兰病给荷兰形成的影响仍具有争议，可是一点能够必定，一个好的现代经济就像一个屋顶，它需要多个强劲的支柱做支持，每个支柱代表分歧的经济部分。荷兰病意味着其他支柱弱化，而只要石油行业桂林一枝。
更糟的是，凡是世界城市将石油行业收归国有。(美国是独一的破例，在62个产油国中只要美国答应私营企业节制大油田)国有石油公司获取巨额财富并节制了国度的经济命脉。UCLA科学家，《石油》一书作者迈克尔-罗斯说：“者凡是会让靠得住的人担任，因而这里成为了的温床。”凡是会操纵石油来行贿伴侣或仇敌。90年代初，法国国有石油公司Elf Aquitaine把数万万欧元送到了国表里商人和的口袋。别的石油资金只投资到保守的开辟项目：高速公、酒店、商场或者海水净化工场。这些资金常常会下落不明，没有人晓得为了本人的目标，委内瑞拉的查韦斯调用了几多资金，由于他的从不发布出入明细。同样萨达姆将一半资金拨到伊拉克国度石油公司(INOC)，同样没有人晓得INOC的资金情况，由于它从不发布账务。
石油收入的缺陷不竭冲击着国度独一的不不变的支柱，一旦呈现问题必将激发灾难。MIT经济学家达隆-阿西莫格鲁说：“想想沙特阿拉伯，若是没有贿赂基金，皇室若何节制毛拉(伊斯兰教家)和赋闲的年轻人。”这些国度没有此外出，由于石油曾经摧毁了其他行业。西非、阿拉伯世界以及中亚的其他产油国也具有同样的问题。若是甲烷水合物兴起，那么从委内瑞拉、尼日利亚到沙特阿拉伯和哈萨克斯坦，良多国度城市呈现。也许美国人不会对这些处所的者下台感应忧伤，可是也没有需要对此感应兴奋。
而甲烷水合物本身也是惹起不不变的要素，它凡是都位于有主权争议的水域。斯坦福科学家特里-卡尔说：“不管你在水下发觉什么，总会陷入归谁所有的争斗中去。”想想南大西洋的福克兰群岛，30年前英国和和阿根廷为它打了一仗，而它们很可能还会再打一次，两边都相信那里储藏着丰硕的石油和天然气。甲烷水合物很可能在良多处所激发新的争端，无论是北极、西非仍是东南亚。
在一份工作演讲中，迈克尔-罗斯和他的同事，乔治城大学的Erik Voeten认为，作为全球最大的商业商品，石油界范畴内的流动常强的不变力量。良多国度不单愿依赖国外的石油，可是它们必需兢兢业业，遵照国际原则，由于这些国度不想被中缀石油输入。相反，能源丰硕的国度往往会随便本人的，它们不签订主要的国际和谈，也不插手国际组织，它们还经常国际原则：轻忽问题，外资企业，以至赞助国外可骇。这一切表白，若是都实现能源，那么世界上的合作会削减，国与国之间会各自为政，互相争斗。
然而这些在克里斯多夫-尼特尔看来都算不上灾难，他此刻想的都是中国的榆林。五年前我和一个伴侣来到了中国陕西省榆林市，在那里我们参观了古长城，长城只剩下残垣断壁，可是塔楼都还保留无缺，每隔半英里就一座。一座塔楼上的人该当看到相邻另一座塔楼发出的信号，过去就是用这种方式传送消息。
然而当我登上塔楼时，我惊讶的发觉无法看到旁边的塔楼。我的眼镜片上满是黑色的小颗粒，擦掉这些颗粒后，我仍然看不到旁边的塔楼，由于这些黑色颗粒并不只具有于我的眼镜片上。
在这座城市逛了一圈后，我和伴侣发觉家家外边都有煤堆，人们用煤做饭取暖。成千上万的煤火向天空排放着煤灰，科学家称之为“炭黑”。这种物质对人的身体无害，本年三月孟买的一个研究小组的演讲指出，炭黑和印度火电站燃烧煤炭排放的其他物质，每年城市导致10000人灭亡。
学家更担忧炭黑对形成的影响。空气中的炭黑接收热量并使云的颜色变暗，在一些处所还可能改变降雨模式，若是跟着雪一路下降，还会加速融化速度。本年一月，来自9个国度的30名科学家发布了一份演讲，颠末四年的研究，他们发觉炭黑是人类激发天气变化的第二大体素，其结果可达二氧化氮的三分之二。
天然气不会发生粉尘，生成的二氧化碳是煤炭燃烧的一半，在中国、印度、前苏联以及东欧如许严峻依赖煤炭的国度，煤改气将常严重的前进。三月被奥巴马提名为能源部部长的埃内斯特-莫尼兹称天然气是通向低碳将来的“无效桥梁”。
中国对此很是清晰，因而积极鞭策页岩气和甲烷水合物，可是环保人士对煤改气的热情却没那么高。此中一个缘由是甲烷接收太阳能的能力要强于二氧化碳，因而人们担忧获取天然气的副感化将抵消燃烧天然气带来的收益，但这种担心是错误的。
几乎每个和我谈论甲烷水合物的人都问，开采这些海底能源会不会出大量的甲烷，从而对地球造难性的。USGS的Carolyn Ruppel说：“人们的担心能够理解，但现实并非如斯。”若是开采水合物导致甲烷溢出，那么这些气体接触到的将是低温高压的海水，而恰是这种最后困住的甲烷。一些甲烷会被细菌耗损并出二氧化碳，然后消融到水中，如许海洋的酸度会上升，但并不会对发生较大影响。的甲烷不会堆积，它们会像二氧化碳一样消融在海洋里。
Ruppel和其他研究者告诉我，真正的问题不是甲烷迸发性的涌到地表，而是悄无声息的泄露。问题早就呈现了，按照经验若是一口吻井泄露的甲烷跨越其出产的3%，那么从天气变化的角度考虑，天然气就比煤炭还不环保。更糟的是跟着天然气根本设备的老化，这些设备充满了孔洞和泄。本年岁首?年月对785英里的管道进行了查抄，现了3356个泄。客岁八月环保部点窜了《洁净能源法案》，要产商收受接管一些甲烷，由于没有人晓得有几多天然气泄露到空气中，这个新法则的结果还无法确定。
当然，在发财国度修补这些泄是可行的。林奇说：“在美国，确实能够派监管人员丈量甲烷泄露环境，他们能够要求公司修补这些缝隙。也许公司会埋怨监管过多或成本过高，但这是必需要做的。”
将来天然气将有两种本能机能。对和经济学家来说它是美国经济苏醒的驱动器，由于廉价的能源将使美国脱节对国外石油的依赖；对环保人士而言天然气是一种过渡机能源，在利用零碳排放能源前，好比太阳能、风能、潮汐能等，能够完全替代煤炭和石油。
短期来看这两种本能机能是可兼容的。虽然再生能源的成本快速下降，但仍比石化能源高。例如斯刻太阳能电池的EROEI大约是10，低于含油砂但仍比石油天然气要高，然而太阳能的推崇者认为10年内，它的EROEI将能够同石化能源抗衡。可是即便他们是对的，阳光对市政设备而言仍不不变。现代电网就像忙碌的机场，者严重的进行安排，调理电厂的电力输出以满足人们的各类需求。当越来越多的能源来自太阳、风以及潮汐，均衡供给和需求变化的问题将愈加凸起。若是可再生能源发电量达到20%-30%，良多专家预测电力系统将无法均衡供需。限电将成为屡见不鲜，节制核心不得不要求大公司关掉电灯，而电力供应不足将导致工场停工。其他能源比太阳能更不变，可是成本昂扬，此天然气确实是此刻最好的选择。这必然会激发矛盾，当可再生能源预备粉墨登场的时候，天然气仍然由于廉价而大行其道。无论从经济角度仍是手艺角度，为顺应非保守能源而电网都很是坚苦。必需建新设备储存电能，防止阴天和无风的电器，还要建筑输电线从温暖的新墨西哥输送能源到新英格兰。这些对贸易和消费者而言都是承担，可是为了避免天气变化却不得不做，终究美国每年的碳排放有三分之一是由于电力出产。
大大都是有专家相信人类最终会利用无碳能源。我们利用的能源从木料到煤炭再到石油和天然气，后者老是比前者更洁净，无疑风能、太阳能和其他可再生能源将更进一步。然而科学家指呈现在的问题是天气变化速度太快，因而向可再生能源的速度要比过去的能源转换要快。
多年来，环保人士但愿石油资本的干涸人们转换利用可再生能源，没有能源和太阳能之间，即便最短视的人也会选择后者，然而跟着大量的天然气被开采出来，这种但愿成为了泡影。学家瓦克拉夫-斯密尔指出，认为能够快速转换的设法常无邪的，能源的转换总常迟缓。斯密尔是对的，这种快速的转换过去从未发生过，但我们必需晓得不管是水力压裂法仍是甲烷水合物，通过这些方式获取的天然气只是过渡机能源，最终我们都要将其丢弃。(鹿城/编译)
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