西交大能源环境学讲义第2章 能源及其现状

PAGEPAGE13第2章能源及其现状2.1地球能源系统地球最初能源来自太阳。地球能源系统，输入：太阳、地热；输出：大气辐射（反射、散射）、地面辐射（反射、散射）；地表附近能量贮存、转换、流动。2.1.1太阳—大气—地球辐射平衡辐射是以电磁波将能量从一处传向另一处的传递方式。万物生长、气象变化所需的最初能源来自太阳。太阳热能辐射到大气、地球，而后又返回空间。地球的能量收支是平衡的。地球和大气接受太阳辐射，同时又向外发出辐射。地球总体上不积累能量，也不失去能量。因而只要保持这种平衡，地球整体来说，温度不上升也不下降；尽管地球局部有的地方储存能量，有的地方付出能量。但自然的和人为的因素，会时时打破这种平衡。辐射对大气空间的温度分布起决定作用。而热力结构决定了大气运动，继之又作用于污染物的传输、转化、扩散。反过来，污染物又对大气辐射产生影响。温室气体阻挡地球向外界空间的红外辐射，温室气体浓度上升使地球表面温度上升。气溶胶、水蒸汽通过散射太阳短波辐射而影响地球的辐射平衡。污染物使云凝结核增加，影响云的辐射性状，从而对气候产生作用。在大气上界、日地处于平均距离位置、垂直于太阳光线的单位面积上单位时间的太阳辐射能量，叫太阳常数；数值为S0=1370W/m2。到达地球的太阳辐射要比S0小得多。太阳投向地球的辐射，约30%被反射，其中主要是云（~20%），还有大气中的气溶胶颗粒和气体分子散射（~6%），以及地球表面（~4%）；约21%被空气和云吸收。太阳、大气与地球的辐射平衡如图2.1所示。图2.1太阳—大气—地球辐射平衡示意图资料来源：徐玉貌等，大气科学概论，南京，南京大学出版社，2000南京大学大气科学系，气候学研究，北京，气象出版社，1998太阳辐射通过大气时受到三种减弱：吸收、散射和反射。有云等的反射；有空气分子的散射，气溶胶粒子的散射和吸收；有痕量气体，主要是水汽、O3、CO2等的吸收。反射对太阳辐射减弱作用最显著。云层、气溶胶、地面将太阳辐射相当一部分反射回外界空间。主要是云层。反射对波长没有选择性。云的反射能力随云状、云厚而不同。高云反射率25%，低云65%，稀薄云层10~20%，厚云层可达90%；云的平均反射率为50~55%。太阳辐射遇到空气分子、粒子、云滴等质点发生散射，辐射以质点为中心向周围发散。能量并不损失，只是改变了方向；于是一部分返回外界空间。散射特性依赖于粒子尺度与入射辐射波长λ的相对大小。引进参数ρ=2πr/λ，r为质点半径。当ρ＜0.1(r<<λ)时，称为瑞利(Raleigh)散射或分子散射；当0.1＜ρ＜50时，称为米(Mie)散射；当ρ＞50(r>>λ)时散射为几何光学问题。瑞利散射是对称的蚕茧形，前向、后向散射最大。米散射没有对称性，前向散射大，且随ρ增大，散射分布形状越来越不规则，越来越集中于前向散射。大气中一些成分具有选择性吸收某些波长辐射能的特性。吸收太阳辐射的主要成分是O2、O3(紫外区)、H2O(红外区)，其次是CO2、CH4、N2O等。大气的吸收光谱如图4.3所示。O3的吸收带是：0.2~0.32，0.3~0.36，0.6，9~10m；CO2的吸收带是1.4，1.6，2.65~2.8，4.15~4.45，13~17m；水蒸汽的吸收带是0.94，1.1，1.38，1.87，2.55~2.84，5.6~7.6，12~30m。由图可见，0.29m以下的太阳紫外辐射几乎被全部吸收了；可见光范围吸收很少；红外区吸收也很强。经过选择性吸收，穿过大气后的太阳辐射光谱变得很不规则。由于大气对太阳辐射的吸收带都位于太阳光谱两端能量较小的区域，因而太阳辐射减弱很小。大气直接吸收的太阳辐射很少，尤其是对流层，太阳辐射不是主要的直接热源。2.1.2碳循环自然界中的碳以有机和无机两种形式存在，无机形式主要由二氧化碳和碳酸盐。碳的各种存在形态和流动如图3.11所示。据估计，全球碳量约为26×1015t，绝大部分以碳酸盐形式固定在岩石圈中。能够供生物利用的二氧化碳存在于大气圈和水圈中。大气中的二氧化碳约有碳量750GtC(GtC—109吨碳)；并在逐年增加，20世纪80、90年代增加速度是3~3.4GtC/a。地球上生物贮存碳量约550GtC，其中森林是生物碳的主要贮存库，约482GtC，大致是大气中碳量的2/3。再多一些的碳贮存于陆地的土壤、动植物残体中（1200~1500GtC），海洋表层水中（1000~2800GtC）。海洋的中层、深层水中贮存量更大。但最大量的碳贮存在沉积物、岩石圈中。碳的循环流动过程关键在大气—陆地、大气—海表层之间。大气中含碳化学成分主要是二氧化碳、一氧化碳、甲烷。碳循环的主要环节是二氧化碳的循环。大气与陆地之间的二氧化碳交换，主要活动是陆地植物光合作用，每年从大气中吸收约100GtC/a。其中大约一半通过呼吸又释放给大气；一半成为有机物贮存于植物体中；积存于植物体中的碳，经过一年或几十年，或上百年，通过落叶、树干枯死、微生物分解，重新转化为二氧化碳释放回大气。此外，人类活动，主要是化石燃料燃烧和森林破坏，向大气排放二氧化碳。在20世纪80、90年代，估计每年排放7GtC/a。如表3.4，其中一部分在大气中蓄积，一部分为海洋获取，还有一部分去向不明，称为失汇(missingsinks)。对这部分二氧化碳的去向，自从1978年Woodwell等提出后，一直困扰着科学界；并成为研究热点之一。有许多推测，可能陆地植物吸收量增大；也可能岩石风化，碳酸盐吸收二氧化碳和水而溶解；或是海洋生物活动增强，吸收量增大，向中深层海水的溶解沉积碳增加。有人考虑北太平洋和南极海的中层水对碳的接收，以及沿岸向大洋底层流入有机物颗粒及其分解生成的碳酸。可能性较大的是陆地植物吸收量增大。有的研究表明，由于气温上升和CO2浓度增加，北半球温带、北方的森林生长量有加快趋势；另外的研究也表明，北美大陆森林、热带雨林都可能对于CO2失汇起着作用。还有，CO2浓度升高对其它植被的施肥效应，也使陆地植被净吸收大气二氧化碳量增加1GtC/a。许多研究尚未得到充分肯定。表2.1人为二氧化碳发生源和汇源汇GtC/a化石燃料燃烧5.4±0.5森林破坏1.6±1.0大气中沉积3.4±0.2海洋获取2.0±0.8去向不明1.6±1.4资料来源：方精云，2000大气与海洋水面之间的二氧化碳交换量，与大气—陆地的交换量大致相当。大气中每年约有100GtC/a进入海水表层，同时海水中有略少于这个量的碳进入大气。从几十年的时间尺度来看，大气中二氧化碳量受海洋的影响最显著。大气与海洋水面之间的二氧化碳交换量，与大气—陆地的交换量大致相当。大气中每年约有100GtC/a进入海水表层，同时海水中有略少于这个量的碳进入大气。从几十年的时间尺度来看，大气中二氧化碳量受海洋的影响最显著。图2.2是海水中二氧化碳平衡分布的垂直分布。在海面附近，海水中二氧化碳平衡分压与大气中二氧化碳接近。然后随海水深度增加而增加，到800—1000m处，可达1000ppm的高浓度。再往下浓度降低；在3000—6000m范围，稳定在500—600ppm，这种垂直分布是海洋生物活动造成的。在海面附近的100m混合层内，浮游植物进行光合作用吸收二氧化碳，然后含碳物质一面下降，一面分解；最终沉到海底的部分，固定了二氧化碳；分解部分又释放了二氧化碳。研究表明，海洋每年净吸收大气CO2约为2GtC/a。这包括海的表层水、中深层水的碳贮量在逐年增加，再加上一部分碳量向海底沉积。因此，海面上不断地从大气中吸入二氧化碳。表层水和大气之间的二氧化碳交换，取决于二者的二氧化碳平衡分压之差；交换速度取决于该分压差、风速、洋流、海水温度、盐度、碱度等。由全球的海洋表层二氧化碳分压差分布图可知，北大西洋高纬度地区是较强的吸收汇，太平洋东部赤道附近是发生源。北大西洋的低温海水，沉入深海缓慢流入印度洋、太平洋，随之构成了碳随海流的流动。这种流动决定了从大气中到海洋的二氧化碳吸收量。定量估计尚在研究之中。2.1.3氢循环2.2能源分类自然界中可被人类开发利用，得到能量的自然资源称为能量资源。目前看来，能源是人类生存、发展的动力基础。自然界的能量资源有的已被开发，有的尚待开发。能量资源可分为三类：第一类是来自太阳的能量。有的是直接来自太阳的辐射能。即通常所说的太阳能；有的是间接来自太阳的能源，如化石燃料、水能、风能、海洋能。第二类是地球本身储存的能量，例如地球内部的地热能，地球上可用铀、钍、氘、氚等裂变聚变的核能等。第三类是月亮、太阳、地球之间作用产生的能量，如潮汐能。在这些资源中，已有一部分正在被人类消费使用。被广泛应用的能源称为常规能源，如煤、石油、天然气、水力、核裂变能。除水能外，由于化石燃料和核裂变燃料的消耗速度远大于生成速度，故称为贮存性能源。另一些由于技术、经济的限制，尚未大规模开发利用的资源，通常称之为新能源，如太阳能、地热能、海洋能、生物质能、核聚变等。新能源不仅数量巨大，种类繁多，而且使用清洁，不易污染环境；又因它们消耗与补充速度可以持平，故又称可再生能源。常规能源中的水能也是可再生能源。从环境污染程度来说，目前主要的常规能源，煤、石油、核裂变燃料都是不清洁能源；天然气污染较轻；水力是清洁能源。可再生能源均是清洁能源。自然界中现成存在，可直接取用的能源称为一次能源，如煤、水力、太阳能等等。经过加工或形式转换的能源称为二次能源，如焦碳、汽油、电力、蒸汽等等。2.2.1化石燃料化石燃料指煤、石油、天然气、油页岩等。之所以叫化石燃料，是因为这类燃料是地壳内动植物遗体，经过漫长的地质年代，经过长期的化学、物理变化而形成的。化石燃料中的化学能最初来源于太阳。植物通过光和作用收集，转化了太阳能，接着转存于动植物的有机体中，成为化石燃料的原料。从数百万年前照到绿色植被的太阳能，到今天埋在地下的化石燃料的化学能，不仅需要漫长的地质年代，而且转换效率极低。“开始需要大量的原料，结果只有一小块”。因此目前地球上储存的化石燃料，是宝贵而且十分有限的。煤煤的地质年龄有几百万年甚至上亿年。最初，煤的形成是从生长在沼泽地区的植物群有机物逐渐转化而来。死亡植物体埋藏在水和其他植物碎屑之下，沼泽地的死水保护了有机物不被氧化，并使细菌繁衍。大量的树干、树叶、蕨类、棒状苔藓类及其他植物积聚在沼泽静水中，起初腐烂，而后逐渐被浸埋而失去氧气供应，然后开始分解，堆积物便逐渐成为泥煤。现在泥煤中的纤维状物质往往还清晰可辨。泥煤在沼泽中继续下沉。其他碎屑物质在上面不断堆积，泥煤的炭化过程逐渐进行。在转化过程中，植物的纤维素经过化学作用转变成二氧化碳、水、甲烷和碳。在某些地区，因地壳变动而将植物有机体深埋地下。随着地质年龄增长，在水、细菌、高温、高压作用下，碳逐渐富积，其他物质逐渐挥发。煤的地质年龄越长，固定碳含量越高，煤的品位也越高。因此，从泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤，固定碳成分依次升高。煤是人类最早利用的矿物燃料。十九世纪末到二十世纪初，煤成为主要能源。其间世界煤炭产量增长很快，1870年世界煤产量2.5×108t，1910年为11×108t。近几十年来，发达国家增加石油等其他能源的消费，目前世界能源总体来说，煤炭不再是第一能源。其中，美国的煤炭在石油、天然气之后居第三位；日本则因煤炭资源缺乏，主要能源是石油、天然气、水力和核能。但就世界范围内来说，尤其在中国，在今后几十年乃至几百年内，煤炭仍将是主要能源之一。另一方面，在燃用化石燃料中，燃煤对环境污染最为严重。因此，发展清洁燃煤技术是目前的迫切任务。世界煤炭总产量的变化如表2.2所示。表2.2世界煤炭总产量年份19101940197019801985199019952000年总产量(×108t)11173037.743.647.8345.3043.39地球上煤炭的资源难以准确估计。1993年《能源》期刊的报道，世界煤资源为8.4×1012t，1987年末确认可采量为1.3113×1012t；另外根据英国石油2002年的统计数字，2001年的世界煤炭探明可采量是984.453×109t，储采比——即探明可采量除以当年(2001年)世界总产量，是216年。各个国家的储采比大不相同。煤在地球上的分布很不均匀。大部分煤蕴藏在北温带。亚洲的煤炭资源占世界总量的一半；北美洲的煤炭资源则是除亚洲外其他大陆总和的一半以上。俄罗斯、美国、中国、波兰、德国、英国、澳大利亚、南非和印度等9个国家集中了世界煤炭资源的90%以上。中国、美国、俄罗斯三国的煤炭年产量常常占世界总产量的一半以上。中国煤炭资源储量多，分布广而不均衡。1992年探明煤炭保有储量为9800×108t。中国大陆30省、市、自治区，除上海市外，都有煤炭资源。全国2000多个县，851县有可观的煤炭探明储量。目前，山西、内蒙古、贵州、安徽、陕西五省区合计占全国总储量的75%。江南10省区合计仅占全国总量的2%，山西目前仍是我国最大的煤炭基地，煤炭保有储量占全国的1/3，煤炭年产量占全国的1/4，均为全国第一位。但是随着煤炭勘探工作发展，我国煤炭储量分布正在变化。华东、中南地区煤炭资源少，且人口和工业密集，经济发展快，长期以来存在北煤南运的问题。中国煤炭不仅储量大，且品种多，质量也比较好。无烟煤、烟煤、褐煤及石煤，样样俱全。在探明储量中，各种煤的比例如下：炼焦用煤36%，无烟煤17%，动力用煤45%，石煤2%；华北地区煤炭储量多，而且质量好，华东、中南地区储量少而且质量差。2.石油人类进入二十世纪，从内燃机发明到目前为止，石油是人类尤其是发达国家的主要能源。石油及其产品的勘探、生产、贸易、运输、消费，不仅使石油工业成为世界上最大的工业之一，而且在地质和环境科学中，石油占据了极其重要的位置。石油如何形成，在何种岩层生成，以及形成所需时间，都尚无统一的结论。一般认为，石油由死亡的动植物有机体转化而来；石油生成于细粒结构的沉积层中，由于其渗透性低，细微孔隙易与外界隔绝，创造了化学还原环境，使有机物质避免氧化破坏，进而转化为石油；估计石油生成需要约一百万年。在不同的地质年代的岩层中都找到了石油，但第三纪岩层中最多，白垩纪次之，其他岩层很少。石油在生油层中生成，在压力作用下，迁移到颗粒粗、孔隙大的储油层中去。与煤不同，石油若沿岩层渗透到地面，则会逸出外部环境而散失。因此尽管油田也是有深有浅，但最终石油总是保存于不透水层圈闭之中。美国宾夕法尼亚的第一口油井21.2m，而俄克拉荷马的一口井则深达9160m。采油时，靠自然压力或压入水、气体以增加压力，使石油从油井流出，大部分石油仍留在岩石孔缝中。采油技术不同，采出的石油、占油田总储量的百分率也不同。目前能采出油田全部储油的三分之一。在探测新油田的同时，人们还设法从现有油田中采出更多的石油。石油的产出遍及各大洲。但目前的石油分布是不均匀的。由于经济和技术的原因，有的地区勘探和开采进行迅猛，有的发展缓慢——这并不意味着这些地区石油资源不丰。新油田的发现也许会改变世界石油的布局。目前主要的产油国集中在两个石油带；一是东半球的地中海——中东——印尼一带，中东的产油大国如沙特阿拉伯、科威特、伊朗、伊拉克等；一是西半球的沿太平洋西海岸地区，从美国阿拉斯加、加拿大、美国西部、墨西哥、委内瑞拉、哥伦比亚到阿根廷。中国被认为是贫油国家的时代虽然成为过去，但我国的石油资源目前看来不及煤炭资源丰富。据《能源》1994年报导，石油总资源量为87×108t。目前的石油探明储量集中在黑、鲁、冀三省，其可采量约占全国总量的70%。全国有22个省区发现了油、气田。主要油田有大庆、胜利、大港、任丘、辽河、克拉玛依、冷湖、玉门、南阳、江苏等。此外，在沿海大陆架的勘探中，先后发现了渤海、南黄海、东海、珠江口、北部湾和莺歌海等6个大型含油盆地。二十世纪前半叶，1904—1948年的45年间，中国石油总量为295×104t；年产量从未超过10×104t。50年代以来，我国进行了大量的石油地质勘探工作。先是西部的准噶尔、塔里木、柴达木盆地，后是松辽、渤海湾盆地，发现和开发了克拉玛依、冷湖、大庆等油田。到1963年，中国原油年产量达到648×104t，从而结束了使用洋油的历史；1965年开始出口原油。1978年，中国原油年产量突破1×108t，进入世界主要产油大国行列。中国历年原油产量，总的来说是逐年增长的；其中1978—1983年在1×108t徘徊；以后逐年增长，2000年产量为1.626×108t。3.天然气天然气主要指油系天然气即油田气和气田气；此外还有煤系天然气。天然气的发现通常与石油相似，但不完全相同；近年来在比石油更深的地层下发现了天然气。不论是与石油伴生的油田气还是单独的气田气，天然气的成分通常是较轻的烷烃，主要是甲烷，还有乙烷、丙烷和丁烷等。燃用天然气，排放污染很轻。天然气主要用作工业、民用燃料，以及化工原料，也用于发电。例如，日本1992、1993年天然气发电量均占全年总发电量的23%。世界天然气资源所含能量，与石油储量大体相当。目前估计全球总资源量在（250~350）×1012m3之间。主要产气国有美国、俄罗斯、加拿大、荷兰、墨西哥等。美国也是天然气消费大国，近年来的年消费量约占世界总消费量的60%，另外的消费大户是日本和欧共体国家。据目前报道，我国的天然气总储量为33×1012m3。气田气主要分布在川、黔两省，其储量约占全国总量的70%，油田气分布在辽河、大港、南阳等油田。在我国能源生产总量中，天然气所占比重很小。我国天然气绝大部分用于工业燃料或化工燃料，民用燃料约10%，作为发电能源的部分很少。即使在将来，天然气也不会成为中国的主要发电能源。2.2.2水能人类以水能作为动力能源由来已久。3000年前中国人就在黄河沿岸架起了水车。100年前，法国人建起了水利发电站。而今，南美洲建起了装机容量10360和12600Mw的大型水电站。在挪威、巴西、加拿大等国，水电是本国电能的主要部分。水能是既清洁又可连续再生的能源。不象燃用化石燃料的火力发电，水力发电没有高温、气体、固体废物排放，无环境污染；再者，江河滔滔奔流，汇入大海，靠太阳辐射将水分蒸发，送入空中，回落大地，汇成江河，如此循环往复，川流不息。还有，水电站运行灵活，启停迅速，宜于调峰；水电将一次、二次能源同时开发，不象火电要涉及燃料供应。因此，世界各国都尽力开发本国水利资源。据1993年《世界水能资源》统计，世界水能资源总量如表9.2所示。发达国家如日本、美国、加拿大，以及西欧各国如法国、瑞士、瑞典、意大利、挪威等，都已开发经济可开发水能资源的50%以上。一些发展中国家如巴西、阿根廷、土耳其、印度、委内瑞拉等已开发13~22%。我国的水利资源十分丰富（表2.3），但主要集中在西南地区，占全国总量的68%。其次是中南地区，占15%。金沙江水利资源最丰富，从虎跳峡到向家坝，可装机4900×104kw。长江干流从宜宾到宜昌，包括三峡，可建四级水电站，总装机可达3380×104kw。雅砻江、大渡河、澜沧江、红水河、黔江都有很大的水利资源。黄河、华东、华北、东北地区水利资源已开发不少，但仍有可观数量可供开发。就经济可开发量来说，全国1980年开发不到3%；1991年为9.9%，继续开发潜力很大。表2.3世界与中国的总水能资源(×1012kw.h/a)理论水能蕴藏量技术可开发量经济可开发量已开发量(1991年)世界总量35159.352.27中国5.92221.92331.26000.1248水电的问题在于：（1）分布不均。从地理条件来说，水利资源丰富处往往在崇山峻岭之中，远离需要能量的地方，且输送困难；从自然条件来说，水能随汛期、平水期、枯水期变化，除非建造特大水库。（2）必须建筑水坝，形成水库，以得到一个垂直落差。这将对环境带来影响，如淹没耕地，移民、天然风景的破坏、鱼类等生物的存亡等诸多不易解决的问题。（3）进水有沉积物，天长日久积填水库；水力机构也有一定寿命年限。2.2.3可再生能源随着化石燃料迅速耗竭和水能开发渐尽，人类不得不努力寻求其他的可连续再生的、无环境污染的替代能源。除了水能以外，这些可再生能源包括太阳能、风能、海洋能、地热能、生物质能、核能等。太阳能太阳不断地进行将氢变为氦的核聚变反应。虽然地球获得的太阳能，只是太阳辐射能量的极少部分，但其数量已足够巨大。太阳能的利用方式，有直接利用热能的水加热、太阳蒸发、蒸馏装置；有将其转化为电能的太阳能电池；有光—化学转换的化学蓄热方法。太阳能安全、清洁、又取之不尽，但目前的问题是装置成本太高。风能地球表面气压高低不同使空气运动形成风。太阳热辐射对赤道与极地之间、陆地与海洋之间，以及不同季节的不均匀，形成全球效应的不同的风。我国风能资源最丰富地区是新疆西北部、内蒙、辽东半岛，年均风速4~5m/s，我国已有数万台中、小型风力发电机在运行。海洋能主要包括波浪能、潮汐能、温差能。利用海浪波动，驱动涡轮机工作，目前已用于灯塔、浮标的灯光电源。潮汐能是利用潮涨潮落造成的水落差来推动水轮发电机。法国朗斯海湾有24×104kw的潮汐发电站；我国在山东、浙江等地有100~300kw的潮汐电站在运行。热带海洋表层温度约27℃，深海则4℃，利用这个温差可使工质蒸发、冷却，以驱动涡轮机。目前尚在实验阶段。地热能地球内部蕴藏着巨大热量，其分布随深度而增加。在合适的地质、水文条件下，形成热水或蒸汽的地热田，世界上已有不少地热电站。我国在西藏羊八井等地热点开始了发电实验，目前地热能主要用于采暖、医疗等。生物质能植物利用光和作用得到的有机质，如木材、农作物肥料、市政地下污水等，均可用作能源。核能核能在我国尚未作为主要能源使用，故通常划在新能源之列。但核裂变在国外已应用数十年，如法国、日本、比利时、瑞典、的国，以及韩国、匈牙利等，核电占据总发电量的很大比例（30~70%）。因此，国外已不将核裂变列入新能源范围。可再生能源中的核能只指核裂变。将氢原子核熔合为氦原子核，即氢的聚变反应。原料氘可从海水中提取。核聚变反应堆的建造尚在初试阶段。与化石燃料相比，通常认为可再生能源不造成环境污染。然而，随着可再生能源的广泛使用，本来局部的影响也会给人类和自然界带来严重危害。如太阳能电池生产中使用有毒物质、风能装置的噪声、地热开发溢出硫化氢等。因此，可再生能源利用同样要充分考虑环境保护。2.3中国的能源状况与特点1.人均少；不满足发展需求；2.分布不均，结构不均；3.技术、管理现状问题多，效率低，污染重。2.4世界能源形势预测（一）直面能源危机1.地球上的石油到底还能供人类用多久？地球上的石油到底还能供人类用多久？这是一个有争议的问题。有专家认为地球上的石油仅够三四十年，有专家则认为可使用一二百年。1998年6月7日，美国《洛杉矶时报》发表题为《即将来临的石油危机——真正的危机》的文章认为，今后10年左右，世界石油供应似乎是充足的。在今后20年左右的时间，全球石油产量可能开始持续下降。虽然市场力量和石油生产技术的改进可能使石油供应继续保持到21世纪，但是石油危机的到来可能比一般人的设想早得多。目前全球每天消耗石油量已达7100万桶，几乎每年增加2％。以每年这个增加数字计算，到2010年，全世界将消耗掉从经济到技术上都容易开采的全部石油的一半。该文章认为，尽管地质勘探技术有了惊人的进步，但所探明的新的石油储量明显减少，因为现有石油消费量同新勘探到的石油量的比例是4∶1。到2003年，不论是发达国家还是发展中国家，最终都会面临石油危机。在本世纪内，世界主要靠丰富的低价石油推动了经济车轮的前进，如果石油枯竭，那么世界经济将面临严峻挑战。《中东报》认为，到1997年底，开采石油已达8070亿桶，其中一半是在石油动荡的70年代开采的。根据一些保守的估计，石油储量不会超过8300亿桶。还有一些报告指出，世界石油总储量约达9950亿桶。目前，世界每年消费石油240亿桶，而新勘探出的石油越来越少，每年只有50亿桶。中东地区以外的石油储量正在下降。石油资源是有限的。

据美国石油业协会估计，地球上尚未开采的原油储藏量已不足两万亿桶，可供人类开采时间不超过95年。在2050年到来之前，世界经济的发展将越来越多地依赖煤炭。其后在2250到2500年之间，煤炭也将消耗殆尽，矿物燃料供应枯竭。面对即将到来的能源危机，全世界认识到必须采取开源节流的战略，即一方面节约能源，另一方面开发新能源。2.近几年国际能源形势——石油市场的竞争（1）全球能源格局加速调整，竞争白热化伊拉克战争对世界经济造成的最大影响在能源领域，全球能源格局因此加速洗牌。特点是：①美国霸主地位基本确立。美国借反恐战争已经占领阿富汗，并“顺便”立足中亚，其控制里海油气资源之目标因此实现。伊拉克战争则使美国支配中东石油的愿望成为事实。中东地区已探明石油储量占全球的65％，其中伊拉克占10．5％，加上未探明储量，估计其石油储量在2000亿桶以上。如果美国再顺势解决伊朗问题，中东油气资源的控制权将全部落入美国之手。此前，在北美，美国通过北美自由贸易协定，独霸了加拿大、墨西哥的油气资源。在西非，美国频频发动外交攻势，并谋划从欧洲调兵进驻几内亚湾，以保“后备油库”之安全。

②全球能源争夺愈演愈烈。近两年，尤其是伊拉克战争后，各大国和跨国石油公司之间的油气争夺战此起彼伏。这主要表现在：首先，油气管道争夺成焦点。从某种意义上讲，控制输油管比拥有油气资源更重要。美国力主开通巴库一杰伊汉、土库曼斯坦一阿富汗一巴基斯坦油气管道，来削弱俄罗斯和伊朗对里海油气开发的影响力；日本不择手段与我争夺远东输油管道，旨在遏制“中国势力”、争夺亚太油气主导权。其次，油气资源争夺激烈。近几年，世界顶尖跨国石油公司几乎已全部拥入中亚，争夺里海的油气资源。在西非，目前它们正忙着瓜分几内亚湾的石油资源。在中东，它们又虎视眈眈地瞄准伊拉克油田的重建。第三，市场争夺残酷。俄罗斯一环里海石油圈崛起、几内亚湾新油田开发、伊拉克重返国际石油市场，打破了原有油气市场格局，引发欧佩克内部、欧佩克与非欧佩克之间、生产国与消费国之间对市场的激烈争夺，俄罗斯成为争夺中心。

（2）供求平衡使油价稳中趋降伊拉克战争的顺利结束，基本消除了市场的恐慌心理，石油价格开始从高位下调。但因各国石油库存低，伊拉克石油业恢复低于预期，恐怖分子又不断滋事，一些产油国局势不稳，致使国际油价未能像上次海湾战争后那样大幅下调。据IMF估计，2003年石油价格将高于2002年的25美元／桶，达28．5美元八甬，2004年将回落到25．5美元／桶。但世界银行认为，2004年油价将跌至22美元/桶。油价未来走势主要取决于全球供求关系。据欧佩克统计，2003年第二季度，全球石油需求为7590万桶／日，产量则达7820万桶／日。这表明，国际市场原油供应充足，供大于求格局仍能保持。影响未来国际油价走势的因素主要是：俄罗斯已经成为国际石油市场上的战略卖家。俄原油储量居全球第七位，但近年来开采量跃居全球第二位，2002年原油产量达3．8亿吨，其中44．7%用于出口，2003年的产量将增至4．15亿一4．2亿吨。伊拉克石油生产正在恢复，2004年可望从2003年的100万桶／日增加到280万桶／日，且潜力较大。此外，西非、中亚等新产油地增产潜力也很大。（二）未来全球能源供需形势矿物燃料仍是绝对主体总部设在巴黎的国际能源机构每年发表一份《世界能源展望》（下称《展望》）报告。今年的《展望》除了分析预测世界能源的需求与供应外，还包括：持续高油价对世界石油市场的影响；石油公司油气储量数据报告系统现存的问题；俄罗斯个案的深入分析；能源与贫困等。（1）能源需求仍将以矿物燃料为主

《展望》预测，2002年至2030年，全球一次性能源需求将增长近60％，但1.7％的年均增长率将低于过去30年2％的平均水平。随着能源使用效率的提高以及全球经济对重工业依赖度的降低，能源强度（即单位国内生产总值的能耗）将继续下降。这份报告认为，矿物燃料仍将是全球能源消费的主体，在全球一次性能源的需求增量中将占到85％左右。这其中，石油需求年增长将达1.6％，到2010年日需求量将达9000万桶，2030年将达1.21亿桶；天然气需求的增长势头最为迅猛，到2030年年需求量将达4.9万亿立方米；煤炭所占比例将略有下降，但仍是最主要的发电燃料。从2020年至2030年，煤炭消费预计将每年增长1.5％，到2030年需求量将达到70亿吨，比目前高出50％。《展望》还预测，地热、太阳能、风能、潮汐能等可再生能源的消费将以每年5.7％的速度增长。由于这部分能源目前在全球能源消费总量中所占比重较低，到2030年，随着其他能源消费的增长，其所占比例将仅为2％。报告还预测，到2030年，随着经济快速增长、人口激增，发展中国家的能源需求将占全球能源总需求的近一半。（2）石油供应格局将改变《展望》认为，世界石油供应格局将发生变化。未来30年，全球能源供应足以满足需求，油价必然下跌，但能源安全在短期内将有更大风险。《展望》预计