近日，特斯拉發布了續航能力達到800公里的電動卡車。一時之間，新能源威脅石油論再度四起。
石油被替代可能性大嗎？今天就從能源儲量角度來算筆賬，看看各種能源和石油比究竟水平如何。
石油 新能源 儲量
文 | 林天海
每次提到電動車，就會有人質疑，電從哪里來？石油是當今全球的第一大能源，消費量、儲量巨大。對任何一種能源而言，若沒有巨大的儲量，想要匹敵石油就無從談起。
新能源能夠產生足夠的電能匹敵石油嗎？本文將重點考察，目前能源行業內流行的太陽能、風能、核能等能源是否有足夠大的儲量，可以匹敵石油。
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太陽能
太陽能是當今非化石能源領域的大熱，甚至不少石油公司也搞起了光伏產業。那太陽能可以取代石油嗎？
不妨做這樣一個近似計算：
根據世界氣象組織公布的數據，在地球大氣頂界垂直于太陽光線的單位面積每秒鐘接受的太陽輻射，即太陽常數，為1368瓦/平方米。
陽光穿過地球大氣層，約有55%的能量會被衰減或反射。我們假設一年365天中，有70%的時間為晴天，目前典型的太陽能版能夠將20%的太陽能轉化為電能。
地球表面是圓形的，并且在不停自轉，所以陽光不能垂直射于地球表面，這里采取一個近似計算：假設在地球表面某地區鋪上太陽能發電板，每天接收到的太陽能，取受陽光垂直照射6小時近似計算。
那么這一地區每平米的區域，每年能夠產生的電能相當于0.02噸石油所蘊含的熱值。
根據《BP能源統計年鑒》數據，2016年世界原油的消費量是44億噸。人類所消耗的石油中，約有84%用作能源用途（37億噸）。這也就意味著，需要鋪18.5萬平方千米的太陽能板。而這一面積恰好和中國廣東省的面積相當。
把一個相當于廣東省面積大小的地方全部鋪滿太陽能板？這聽起來似乎很夸張，但實際上也并不是不可能。
光伏產業的倡導者們正嘗試在不同的地方鋪設太陽能板，比如馬路。2016年，在法國諾曼底小鎮Tourouvre，就誕生了世界上第一條太陽能公路。
中國的公路總長度目前已經達到450萬公里，按照50米的公路均寬計算，中國公路的面積就已經達到了22萬平方千米，已超過廣東省的面積！
不過太陽能公路造價不菲，法國那條太陽能公路，長度僅有1公里、寬度僅2.8米，耗資卻高達3600萬元人民幣。
按照這個價格算，要用太陽能板鋪滿廣東省那么大面積的公路，需要2300萬億人民幣，是中國年GDP的33倍。
所以太陽能的問題不在于儲量不夠多，而在于實在太貴了，難以推廣。
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核聚變能
氫彈的威力是眾所周知的，1千克氘核聚變釋放出的能量相當于8400噸石油。地球上海水中蘊藏的氘高達45萬億噸，相當于378000000萬億噸石油，是目前全球探明可采石油儲量的16億倍。遺憾的是目前人類還不能有效控制核聚變。
對于核聚變能控制的研究，中國近年來也有所突破。在2017年的7月，中科院合肥物質科學研究院消息，國家大科學裝置——世界上第一個全超導托卡馬克(EAST)東方超環實現了穩定的穩態長脈沖高約束等離子體運行，創造了新的世界紀錄。盡管創造了世界紀錄，不過這一穩態運行的時間也僅有101.2秒。
利用磁場對等離子進行約束的托卡馬克裝置
中國聚變工程試驗堆（CFETR）已于2011年開始進行設計研究。目前CFETR裝置已經完成設計研究并開始了工程化設計，不過目前尚未啟動。
基于中國目前對核聚變的研究現狀，有中科院的專家預測，核聚變有望在50年到60年之后實現商用化。
60年之后商業化？作為一個石油工人，還好那時候我已經退休了。
總體而言，核聚變能想要取代石油，有很漫長的路要走。
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地熱能
地球的內心是火熱的，其擁有的地熱資源，也有著不可忽視的潛力。地熱資源類型分為水熱型、干熱巖型和地壓型。其中干熱巖型地熱資源占主要，儲量最大。
據國土資源部中國地質調查局2015年調查評價結果，中國陸域3000~10000米的干熱巖資源量相當于600萬億噸石油。
根據國際標準，以其2%作為可采資源，全國陸域干熱巖可采資源量達12萬億噸石油當量，而這一當量相當于目前全球已探明可采石油儲量的50倍。
不過目前全球對地熱能開發的速度也僅處于初級階段。中國計劃在2050年地熱發電裝機容量達到1900萬千瓦，每年發電量相當于1400萬噸石油，同中國克拉瑪依油田當前的油氣年產量相當。
干熱巖的開發利用需要大量鉆井作業。倘若這一資源得到大規模利用，將為鉆井行業提供大量就業機會。
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可燃冰
可燃冰在2017年著實火了一把。可燃冰儲量遠超煤炭和石油，那可燃冰應該可以取代石油了吧？
據悉，全球可燃冰的資源量為2100萬億方，相當于274萬億噸石油。這一資源量相當于目前全球探明剩余可采石油儲量的7486倍。
按照目前石油的消費速度，可燃冰哪怕只有2%的采出量，也可以夠人類使用1000年以上。論資源量，可燃冰的確也有著替代石油的潛力。
在開采進展方面，中國已經走在了前面。中石油目前已經提出，計劃在2030年實現可燃冰商業化開采，建成天然氣年生產能力10億立方米以上的資源勘查開發示范基地。
10億方天然氣，僅相當于80萬噸石油，占中國石油年消費量的0.14%。客觀來講，可燃冰開采按照這種發展速度并不快。
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風能
風的力量是絕對不可以小瞧的！
據悉，全球的風能約為2740萬億瓦，若全部利用，每年可產生的能量相當于2萬億噸石油。
按照地球上風能0.73%的可利用率計算，每年可利用的風能相當于150億噸石油，是目前世界石油年消費量的4倍。而風能的潛力還在于該能源可以年復一年不斷生產。
風能目前是全球發展最快的可再生能源之一，但風能利用的規模仍舊非常小。在2016年，包括風能、太陽能在內的可再生能源，在世界一次能源消費中的占比僅有3.1%。
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核裂變能
核裂變能具有超高的能源密度，原子彈想一想都覺得厲害，感覺應該可以替代石油？但實際情況是這樣的。
目前用于核能發電的燃料為金屬元素鈾。在自然界中，鈾有三種同位素，（鈾234、鈾235和鈾238），目前能夠用于發電的主要是鈾235裂變。
1千克鈾235全部裂變放出的能量相當于1900噸石油。但鈾235在天然鈾中的含量僅為0.7%，非常非常低。
據國際原子能機構發布的《鈾資源、生產和需求2016》稱，全球可識別的、采礦成本低于260美元/kgU的鈾資源量為1019萬噸，其中可采資源量為764萬噸。
U235可采資源量僅有5.348萬噸，相當于1020億噸石油。按照目前全球每年37億噸的石油消費量計算，就算鈾235得到100%的利用，也僅夠替代石油27年。這意味著按照目前的核電技術，核裂變能不足以替代石油，其資源甚至可能比石油更早枯竭。
但國際原子能機構也預測，地球陸地非常規鈾資源量可達到3000萬噸（存在于磷礦、頁巖中），海水中的鈾資源量更是高達40億噸。不過非常規鈾資源利用成本太高，離商業化使用十分遙遠。
地球上的鈾元素，有99.275%都以鈾238存在。如果有技術能夠高效利用鈾238，那核裂變能則有替代石油的潛力。
通過快中子反應堆，可實現鈾238的裂變。盡管美國、俄羅斯、日本等國曾修建過快堆核電站，不過人類目前還沒有全面掌握對鈾238利用的技術。很多國家目前都不太看好鈾238的商業化前景。
而中國對鈾238利用技術的推進，則顯得更加積極。在2017年9月，中國核電發布公告，擬在天津和河北滄州設立合資公司，分別運作四代核電技術（行波堆技術）研發和示范項目落地。而這新一代的核電站技術將提高鈾238的利用程度。
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水電
水電目前是非化石能源發電的主力，那水電能夠取代石油嗎？
中國最大的水電站三峽電站，每年發電量接近900億度，相當于770萬噸石油當量。這一石油當量略高于中國青海油田的油氣年產量，而這僅占中國年消費石油量的1.3%。
據悉，全世界江河理論水能資源量為48.2萬億度/年，相當于41.4億噸石油，高于目前全球石油的年消費量。但考慮到環保因素，水能不可能100%利用。
在技術上，可開發的水能資源為19.3萬億度/年，年發電量相當于16.6億噸石油，遠低于目前全球每年用作能源消耗的石油消費量。所以水能是不能夠替代石油的。
可以看出來，從能源儲量而言，以上大部分能源都有匹敵石油的能力。不過需要注意的是，新能源的最大問題在于經濟效益。從當前現狀看，在經濟效益上新能源要匹敵石油，要經歷漫長過程，并非一朝一夕可以實現。
全球人口數量還在增長當中，經濟總體上也在持續發展。人類目前還沒有進入能源過剩的階段，新能源遠不足以滿足人類的能源需求。所以石油時代還遠未結束。
