只要我們一打開電視或者瀏覽手機網頁新聞,就能看到有關氣候變化或危險使用化石燃料的新聞報導。隨著全球溫度升高,水位上升,更多極端天氣事件以及北極和南極的歷史性融化,氣候危機的證據每天都在增加。氣候變化也已成為國內外政治上的熱點問題之一,在這些辯論中,最常見的爭論點涉及使用化石燃料來滿足我們的能源需求,以及由此產生的有害碳排放。
圖註:世界各地的環保主義者為大幅度減少化石燃料燃燒而大聲疾呼隨著世界各地的環保主義者為大幅度減少化石燃料燃燒而大聲疾呼,世界各地的許多公司為能源生產開發了綠色解決方案,化石燃料的政治和經濟再次成為全球討論的焦點。第一個想到的問題是(雖然不是最重要的問題)我們星球上的化石燃料何時耗盡?
什麼是化石燃料?
化石燃料是在億萬年前形成的地球上發現的生物碳氫化合物。當死去的有機物掉落到海底或江河和沼澤中,並最終被泥土和淤泥掩埋時,它承受著巨大的壓力以及微生物的厭氧消化,從而形成了富含碳的沉積物。這種化石燃料礦床可以在世界各地以各種形式發現,它們主要由石油,天然氣和煤炭組成。
煤
煤是大約三億六千萬年前形成的深棕色或黑色沉積巖。當有機物沉澱在煤層聚水窪和沼澤的底部,然後被泥漿覆蓋時,最終變成了煤,根據其碳含量對其進行分類。有證據表明,煤炭,石油和天然氣以原始形式被使用了數千年,煤炭已開採了三千年。工業革命初期,它在發電和蒸汽運動中的使用,以及其全球可用性使其成為地球上最受歡迎的化石燃料之一。
圖註:有證據表明,煤、石油和天然氣已經以原始的形式使用了數千年原油
原油是浮遊生物和藻類沉入海底時形成的氫和碳的混合物,並被淤泥和沉積物掩埋了數百萬年。它既可以在陸上(古代海洋和湖泊)中提取,也可以在海上(海洋鑽探)中提取,然後加工成多種不同形式,包括石油,汽油,柴油和其他石化產品,其中許多用於生產不容易分解的塑料。石油一直是礦物燃料的批評者經常針對的目標,因為石油會造成空氣汙染(汽車和卡車的尾氣氣),運輸過程中的災難性事故,如洩漏,以及在陸上和海上開採石油時造成的生態破壞。
天然氣
這些地下氣藏主要由甲烷組成,其形成過程與煤炭相似,但在不同條件下,常常被困在沉積巖或冷凍水中。近年來,由於有爭議的水力壓裂技術的發展,天然氣的開採量有所增加,儘管它對環境的危害不如煤或石油,但它仍在改變大氣成分和氣候危機。據信,還有大量其他形式的天然氣(海底甲烷水合物),其開採在經濟上尚不可行。
圖註:據信,還有大量其他形式的天然氣儲備儘管這些化石燃料形成花費了數億年的時間,但始於19世紀的工業革命卻導致了對這些資源的快速開採和消耗,以滿足我們不斷增長的能源需求。這使許多人擔心地球最終將無法提供這些能源。考慮到全球政治和經濟與能源部門之間的內在糾纏,本質上,「耗盡」是每個人都必須考慮的問題。
專家怎麼說?
從1950年代開始,地質學家M.金·哈伯特(M. King Hubbert)開始,該領域的專家反覆、不準確地預測了化石燃料的使用量及其對地球的影響。哈伯特提出了「石油峰值」的概念,因為石油是一種有限的資源,石油產量不可避免地開始下降並最終停止。1956年,他估計美國將在1970年達到石油峰值(當時確實是這樣!)
要了解這些歷史估計,我們必須從化石燃料的R / P比率(探明石油儲量與生產率的比率)開始。儘管在全球範圍內,隨著採掘技術的進步和新近發現或新發現的儲量的增加,通常還是基於當時已探明的石油儲量進行估算。
休伯特(Hubbert)於1979年預測,全球「石油峰值」將在2000年出現,而在1980年,另一項估計將「石油峰值」置於2012年左右。
根據英國石油公司2016年《世界能源統計回顧》,據估計,在我們「用盡」之前,我們還有大約115年的煤炭生產,53年的石油生產和54年的天然氣生產。
這些估算中最複雜的因素是氣候變化否認者通常會指出的不一致之處,是地球的能源格局正在不斷發展。數十億美元投入到改變R / P比率變量的各種行業中,包括開發更有效的開採/提煉方法,以及不斷發現新的儲量。信不信由你,過去50年來,儘管我們大量使用了這些資源,但得益於這些燃料的新獲得和發現,世界各地的石油儲量實際上在增加。
顯然,專家對化石燃料壽命的準確評估已經有60年了,但是聽起來似乎很奇怪,但是知道化石燃料何時會用完是一個錯誤的問題。專家和國際政府應該問自己,我們手中的化石燃料到底能燃燒多少?
氣候變化考量
如上所述,我們所依賴的化石燃料富含碳,這些碳已從大氣中捕獲並存儲在這些自然礦床中。 當我們燃燒化石燃料時,我們會將一定量的碳釋放回大氣中,這與預期的溫室氣體一樣。它會將熱量捕集到大氣中,從而導致全球溫度逐漸升高。由於海洋開始酸化,空氣變得難以忍受,導致呼吸系統疾病和預期壽命縮短,因此使用這種基於碳的燃料源,同樣會加劇空氣汙染和海洋汙染。
建立《聯合國巴黎協定》是遏制全球碳排放和氣候變化的最積極,最廣泛和得到廣泛支持的倡議,旨在防止自工業革命前以來全球平均氣溫升高不超過2度。我們已經計算出防止這種情況發生的碳「預算」,大約是2500億噸碳,而目前的儲量估計為7500億碳到1萬億噸。這意味著,為了防止不可逆轉的氣候災難,人類必須將所有已知的化石燃料儲量中的65-80%留在地下。這種多餘的燃料被稱為「不可燃碳」。
隨著化石燃料行業已深深植根於全球的電力結構中,關於化石燃料的使用和監管仍存在許多政治辯論。但是,全球氣候專家對於繼續不計後果地使用這些資源的後果達成了壓倒性共識。這就是為什麼大力推動可持續發展的綠色能源解決方案,例如太陽能和風能。因此,問題不應該是「化石燃料何時會用完?」而是「我們何時才能停止使用化石燃料?」。