石油,是工業(yè)的血液,也被稱為“黑金”。自工業(yè)時代以來,石油就成為人類不可忽缺的能源,衣食住行,除了食沒有石油的身影外,其他的領域幾乎都涉及石油,200多年的時間石油已經將人類層層包圍。但是石油畢竟是從地球中開采出來的自然資源,并不是取之不竭用之不盡的,因此人們擔憂總有一天,石油就枯竭了,到時依靠石油供血的工業(yè)會如何?人類社會會倒退回中世紀嗎?
Tips:抽油機是開采石油的一種機器設備,俗稱“磕頭機”。抽油機是有桿抽油系統(tǒng)中最主要舉升設備。根據(jù)是否有游梁,可分為游梁式抽油機和無游梁式抽油機。
然而,近年來關于石油枯竭的話題卻在行業(yè)內銷聲匿跡了,這一天又一天的,石油居然多起來了,世界上的大油田居然不減反增,石油行業(yè)一片鮮花著錦之勢。石油明明是不可再生能源,為什么卻越來越多了呢?
石油為什么在變多?
石油,是一種粘稠的、深褐色或黑色的液體,主要成分是碳與氫構成的脂肪烴類化學物質。從公元4世紀開始,人們就開始利用這些黑色的粘稠液體來煮食鹽,當時的人們將之稱為石漆、石脂。直到公元十世紀,我國科學家沈括根據(jù)其“生于水際砂石,與泉水相雜,惘惘而出”的特點,將其正式命名為石油。從另一方面來看石油的特點,也可看出石油在地表上的儲存含量多,以至于蔓延流出。但是石油畢竟是源自地球的產物,所以它的產量是有限的。
Tips:古埃及、古巴比倫人在很早以前已開采利用石油!笆汀边@個中文名稱是由北宋科學家沈括第一次命名的。
二十世紀,是一個屬于石油的年代,人們瘋狂地追捧這個黑色的黏液,贊美它對工業(yè)的支撐,同時追溯它的來歷。大多數(shù)科學家人們石油和煤炭一樣,是古代生物的殘骸在地底經過漫長的壓縮和加熱形成的,因為陸生植物死亡之后一般會形成煤炭,所以石油是史前動物和藻類植物形成。這些生物的殘骸在長期的地殼運動和造山運動的作用下,被擠壓被加熱,之后在封閉的高溫高壓環(huán)境下逐漸轉化成液態(tài)的碳氫化合物,之后因為密度較輕逐漸上升集聚到一起就形成了油田。
Tips:綠藻球屬多細胞植物。藻體草綠色,絲狀聚生,多形成松散的球形或不規(guī)則團塊漂浮于水底,絲狀體纖細柔韌,密生如絨毛。
但是還有一些科學家認為石油不是生物殘骸轉化而成,而是地球內部的自然反應。這個假說認為,地殼中存在許多的碳,因為碳比較活潑,所以有些是以碳氫化合物的形式存在,因為碳氫化合物的密度比水輕因此自然上浮形成油田。美國2003年的某些研究發(fā)現(xiàn)某些干枯的油井在廢棄一段時間后,發(fā)現(xiàn)其中出現(xiàn)了石油。這個研究某種程度上佐證了石油是地球中自然產生的碳氫化合物形成,但主流業(yè)界并不認可這個觀點。
Tips:碳是一種很常見的元素,它以多種形式廣泛存在于大氣和地殼和生物之中。拉丁語為Carbonium,意為“煤,木炭”。
既然石油不是自然產生的,那么石油總有一天會枯竭。因此,在二十世紀中葉,美國地質學哈伯特(King Hubbert),就預言石油在達到頂峰之后就會逐漸枯竭。他還繪制了一張石油產量曲線圖,并大膽預測美國的石油頂峰將在1970年代出現(xiàn),之后石油的產量逐年下降,世界經濟因此倒退。
但是幾十年過去了世界的石油產量不僅沒有減少,反而越來越多。2003年石油研究機構稱,全世界的石油只能用40年,而到2017年卻說還能開采50年,這開采年限怎么還隨著時間越變越大了呢?
Tips:日落大道Sunset Strip,美國加利福尼亞州街道名稱。其位于好萊塢大道,長約27公里,路兩旁是綿延的棕櫚樹和林立的電影廣告牌。
原因有二,一是石油鉆井勘探技術的發(fā)展。由于科學技術的局限,上世紀的石油鉆井公司都是觀察地質地貌(油苗)來勘探是否有油田,因此運氣成分很強。就是后來研發(fā)出的生物探測技術也不成熟,所以導致油田開采困難,油量減少。但是隨著科技的發(fā)展,現(xiàn)在的石油探勘隊都用重力儀、磁力儀來尋找石油礦藏,不僅更精準而且還能探測到更深處的油田。以前,因為設備落后,打井的深度有限,而現(xiàn)在有了更優(yōu)良的鉆頭,探測的深度比以前大多了,因此產量蹭蹭上漲。
Tips:磁力儀是測量磁場強度和方向的儀器的統(tǒng)稱。測量地磁場強度的磁力儀可分為絕對磁力儀和相對磁力儀兩類。
其二,海洋石油的發(fā)現(xiàn)。從前人們只能從陸地上汲取石油,但是隨著海洋探測的深入,人們發(fā)現(xiàn)海洋中的石油儲量竟然比陸地上還多。畢竟海洋可是占了地球面積的四分之三。因此人們紛紛往海上鉆探,石油的產量從原來的陸地還要加上海洋,開采量大大增加。
石油是一種不可再生能源?
石油的產量在逐年增高,但是也改變不了石油是一種不可再生能源的事。就如上文所說,石油的形成有兩種假說。一種是生物形成假說,是由史前生物的遺骸在漫長的地質活動中演化而來。一種是地球自發(fā)的碳氫化合物積聚形成的。但是不論哪一種形成方式,都要花費漫長的時間。
Tips:海底石油是埋藏于海洋底層以下的沉積巖及基巖中的礦產資源之一。海底石油(包括天然氣)的開采始于20世紀初。
研究發(fā)現(xiàn),石油的生成最少需要200萬年的時間,最古老的石油年齡有5億年之久。此外,石油形成還需要大量的生物殘骸以及地質活動等自然因素。因此雖然石油的產量年年攀升,但是它還是一種不可再生的能源。
既然石油用一點就少一點,那么我們就要充分地利用石油,榨干石油身上的每一分價值。因此,化學家們開始分析石油的成份,準備將它肢解成其他的化學物質。研究發(fā)現(xiàn),石油中含有大量的烷烴類物質以及硫、磷、氮、氧等化學元素,因此可以利用分餾(依據(jù)沸點不同分離)的手法,將各種化學物質分離出來,這些就是石油的副產品。
Tips:分餾實際上是多次蒸餾,它更適合于分離提純沸點相差不大的液體有機混合物。如煤焦油的分餾;石油的分餾。
石油可以分離物質涵蓋各行各業(yè),包羅萬象。在工業(yè)領域,減少機器摩擦、延長機器壽命節(jié)省動力的潤滑油和用于冶金以及做電極的石油焦都是石油的加工產品。在建筑領域,修橋鋪路都要用到的瀝青也是石油的產品。在軍事和航天領域,戰(zhàn)斗機、航天飛機、坦克、艦艇、火箭都是利用石油的副產品作為燃料。
此外,石油還能分離出纖維,制造衣服,塑料袋和食品包裝?梢苑蛛x出石蠟照亮黑暗,可以分離出烴類物質,制造肥皂、沐浴露、洗發(fā)水等清潔用品。
Tips:坦克是現(xiàn)代陸上作戰(zhàn)的主要武器之一,具有直射火力、越野能力和裝甲防護力的履帶式裝甲戰(zhàn)斗車輛,是陸地武器中重要性唯一高于輪式裝甲車的存在。
正因為石油的功能要強大了許多,所以即使知道不加節(jié)制的使用它會導致它的枯竭,人們也對此欲罷不能。但是近年來,越來越頻繁的極端氣候,生存的困境要求我們減少石油等資源的使用,尋找石油的替代品。那么石油到底有什么危害呢?石油的替代品有哪些呢?
石油的危害性
石油的組成成分是碳氫類化合物,因此燃燒石油一定會釋放出大量的二氧化碳氣體,而這就會導致溫度上升,溫度上升導致地球氣候異常,洪水、熱浪、山火、颶風等自然災害輪番上陣。根據(jù)IPCC的報告顯示,自十七世紀工業(yè)革命以來,地球溫度上升了1.1度,導致溫度上升的大頭就是石油等化石燃料的燃燒。
Tips:山火Mountain fire,是一種發(fā)生在林野難以控制的火情。通常是由自然環(huán)境變化引起,其他一些常見的原因有人類的粗心大意和故意縱火。
因此為了不讓溫度繼續(xù)升高,突破1.5度的臨界點,讓地球生態(tài)滑向未知的深淵,我們必須要改變能源方式,逐漸減少石油能源的使用,轉而利用更清潔的能源。比如說:風能、太陽能、生物能(沼氣)、地熱能、潮汐能、氫能、以及電能(動力電池)。
同時,因為石油中含有硫元素,所以在燃燒中會形成硫化氫這種劇毒物質,不僅對人體有害,還能瓦解臭氧層,使其出現(xiàn)空洞,讓紫外線直射入地表,導致皮膚病和癌癥。
Tips:癌癥具有細胞分化和增殖異常、生長失去控制、浸潤性和轉移性等生物學特征,其發(fā)生是一個多因子、多步驟的復雜過程,分為致癌、促癌、演進三個過程。
此外,除了石油本身的問題,石油在開采的過程中,也容易出現(xiàn)泄漏事件,從而影響周邊的環(huán)境。例如,2010年5月發(fā)生的墨西哥灣原油泄露事件。這場事故是美國有史以來最大的原油泄露災難,接近3萬桶石油泄露,致使墨西哥海灣出現(xiàn)一條長200公里,寬100公里的原油漂浮帶。其后果是,墨西哥灣中大量的海洋生物死亡,海洋環(huán)境被嚴重污染,給當?shù)貪O業(yè)帶來致命的打擊。石油就像一柄雙刃劍,一面能救人,一面能傷人,不過石油雖然存在眾多的缺點,但是也不能否認它的功績。
Tips:海鳥是一種能夠適應海洋氣候環(huán)境的鳥類,而無論于生活習慣、處事態(tài)度、生理運行等皆與其他鳥類大有不同。
石油作為一種不可再生能源,就目前來說,是不需要擔心它的枯竭的,人們應當將視線放在如何合理利用石油,但又不產生巨大的污染上。石油的副產品就是一個很好的方向。