能源利用

就像如今的“手机电量焦虑”一样，人类在很久以前就担心地球上的石油会不够用，估算着石油的“续航”极限。几十年前，有人给出的答案是50年。几十年后，有人的答案还是50年。

石油会枯竭吗？技术发展，石油“用之不竭”的愿望能实现吗？人造石油行不行？新能源距离替代石油还有多远？

今天，中国科学院院士王铁冠与你一起探路石油勘探发掘的“高能”现场。

石油到底能“续航”多久？

如今，石油以各种形式参与着人类生活。从塑料到口红，从化肥到沥青，当然还有汽油、煤油等，各类石油产品用途广泛多样。

为什么人们担心了这么多年，石油的“续航”极限却被一推再推？

王铁冠院士认为，技术发展是重要原因之一，“技术的发展和对储量的估计不可同日而语了”。他以大庆油田为例解释：“刚发现油田时，我们对其地下两米以内的油层不具备开采能力。随着技术发展进步，实现了对两米以内薄油层中原油的开采，大庆油田储量随之翻番。勘探开发超过60年后，大庆油田常规油气资源已经进入开发的中后期。去年，大庆油田古龙页岩油勘探宣布取得重大战略性突破。”

在担心“石油会枯竭”了很长一段时间后，又有观点走向另一个极端：认为石油越采越多，用不完。

王铁冠院士表示并非如此。“毕竟生成石油要以千万年计，而人类开采和使用石油的速度非常快。从长远来看，化石燃料终将被新能源替代。”

新能源、人造石油能替代石油了吗？

那么，石油将何时被新能源替代？

王铁冠院士表示，当前各种新能源的技术尚未发展成熟到可以完全替代化石能源的阶段。“技术上要可行，经济上也要合适。在我们可预见的将来，化石燃料包括石油和天然气，还不容易被替代。”

关于石油的成因，目前存在无机成因和有机成因两种说法。在国际上，有机成因的观点较为主流。该观点认为，生物死亡后被埋藏在地下，地下温度增加但通常不超过200℃时，经过几千万年的漫长的地质作用过程，可以引起干酪根裂解而生成石油。

另一个问题来了：石油能不能人造呢？

王铁冠院士告诉大家，能。“油母页岩也就是油页岩，是一种富含干酪根的页岩。将油页岩开采后加热，进行蒸馏、干馏，就可以将干酪根中复杂的有机物质的大分子裂解出烃类，生成可作为燃料油的页岩油或进一步将其制成汽油和柴油，这是人造石油的途径之一。”

我国人造石油工业在20世纪50年代得到较快发展。辽宁抚顺及广东茂名是我国重要的人造石油生产基地。

不过，他也指出，从经济层面考量，人造石油成本太高。

找寻原油的“DNA密码”

在油气勘探中，人们常利用石油的“DNA密码”——生物标志化合物来读取原油的信息。

“石油是运动的，人们找到石油的地层、地点一般不是石油生成的地方。”王铁冠院士介绍，生物标志化合物的分子骨架保留了生物体的分子骨架，能表征有机物质的生物来源，比如通过生物标志化合物可以探究石油是由哪套地层生成的，也可以指示石油是哪类生物形成的。

目前，13α(正烷基)-三环萜烷系列（碳数分布范围由C18至C23延伸）是唯一由中国学者鉴定、命名的生物标志化合物。

受访者供图

1978年，王铁冠在一次野外地质勘察时捡到一块灰绿色碎石，在放大镜下观察到其中含有沥青。

在石油地质工作中，人们常把天然沥青视为“油苗”，因此这很快引起了王铁冠的注意。他当即选点进行人工槽探，挖出了3.8米厚的黑色沥青砂岩。通过有机地球化学分析和同位素年龄测定等方法，他确定这是一处古油藏。

当时，仪器和分析手段有限，十年后，王铁冠团队用气相色谱—质谱仪从中检测到一个当时在国际文献中未报道过的新化合物系列。后来，经过色谱—质谱标样共注，他们于1990年确定了这一新的生物标志化合物的结构，并将其命名为13α(正烷基)-三环萜烷。

王铁冠院士表示，迄今仅在我国元古代的地层和油苗、沥青中，检测到13ɑ(正烷基)-三环萜烷系列的生物标志物，可能寓意该系列化合物是元古代时期的标志性产物，对于我国古老地层和深层油气勘探具有实际意义。

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