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继续闲扯后石油时代
送交者: 狸猫 2004年08月30日16:43:02 于 [茗香茶语] 发送悄悄话

上次闲扯后石油时代,没想到居然得到两位专家老学究和阿里的关注和指正,在此表
示感谢。奥运会结束了,我就接着扯。

石油资源的枯竭并非代表能源的枯竭,人类还要继续生存下去,我们还有煤,我们
还有核能,我们还有风能,我们还有太阳能,只是需要研究如何开发利用新的能源
罢了。

除了我上次说的煤的液化和纤维素制酒精之外,其他的能源和现在普遍使用的石油
产品汽油柴油煤油等会有很大区别。其实石油产品作为能源最大的优势就是便于储
存,其他形式的能源如果能解决储存的问题就可以成为人类的主要能源。

第一类,可再生能源,如风能和太阳能,几乎没有储量的限制,但是缺点正是相对
于石油产品的优点,即储存不便。不是做不到,而是成本高。太阳能电池的成本已
经很高了,风能呢,可以通过风力发电,小量的可以储存到蓄电池中,大量的呢,
就像两位专家之一指出的,通过电解水产生氢气储存,然后可以通过燃料电池的方
式控制释放。

第二类,核能。靠核裂变发电的核电站已经广泛使用了,今后还会增加。那么核聚
变呢?到目前为止,可控核聚变人类还远远没有掌握,估计不是我们这些人在有生
之年能够看到的了。裂变燃料铀当然也有储量问题,不过到了即将用尽的时候,也
许各核国家纷纷拆除自己的原子弹送到核电站去了。真能如此,也是全人类的福音,
可惜这样的希望太渺茫了。

以上两类能源形式上虽然差别很大,但却有一个共同点,就是完全不释放温室气体。
煤也好,石油也好,作为能源使用的过程实际是将以有机物形式储存在地壳里的碳
释放到大气之中。确实如阿里教授所说的,地球上碳元素各种存在形式应当有一定
比例,打破这个比例对于环境生态造成的什么样的长期破坏很难预料。

碳元素在地球上大致有五种存在形式。

第一,以二氧化碳形式存在于大气中。大气中的二氧化碳含量虽然不高,但对于人
类的生存是至关重要的。首先是作为温室气体,使地球上昼夜温差和季节温差不至
於太大,其次是通过植物的光合作用被吸收,变成可以被人类和动物吸收的淀粉和
纤维素。这里顺便说一点题外话,碳元素有三种同位素,就是C-12,C-13和C-14。
其中C-12含量占绝对优势,C-13较少,但也是一种稳定的同位素。C-14是一种放射
性同位素,但是在大气的二氧化碳中比例却很稳定。活的植物由于在不断进行代谢,
从空气中吸收二氧化碳,所以C-14的比例跟空气中的一样。活的动物和人类要通过
吃植物来生存,所以体内C-14比例也是一样的。然而,一旦死亡,动物植物体内的
C-14就只能通过衰变而减少,不会继续保持平衡。这就是通过测定C-14含量就可以
确定出土文物的年代的理论根据。

第二,以有机物形式存在于动植物体内,最主要的是糖类和蛋白质。

第三,以无机矿物的形式存在于地壳中,也就是碳酸盐,最普遍的就是石灰石。人
类烧石灰就把其中的碳元素以二氧化碳的形式释放到空气里面了。

第四,以有机矿物的形式储存在地壳里,也就是煤、石油和天然气。

第五,游离碳,也就是石墨和金刚石。这种形式量很小,对总体碳元素循环影响微
乎其微。

在前面四种形式中,第一和第二之间的循环转换造就了地球上万物生灵,第三和第
一的转变也是可逆的,那就是二氧化碳遇到碱性物质就会被吸收固定下来。唯有第
四转变成第一是不可逆的,或者严格说是短期内不可逆的。这就造成了目前人类必
须面对的温室效应问题。二氧化碳在大气中含量造成的温室效应有多严重,这一点
看看地球的邻居金星,大气密度和气压和地球相似,但成分以二氧化碳为主,其大
气温度在200-300摄氏度之间。这样的温度,地球上的生物如何生存?实际上在地球
上由于温室效应达到那样的温度之前,温室效应造成的气候巨变早已摧毁了人类文
明。从这一点上说,有朝一日不再以含碳燃料为主的能源将是人类的福音。

正如阿里教授所说的,石油枯竭更重要的影响是工业原料。石油化工产品已经渗入
我们生活的每一个角落,包括衣食住行。随便举几个例子,化纤制成的服装、聚酯
制成的饮料瓶子、计算机壳、汽车里面的仪表,等等等等。有些东西对于外行人难
以置信,比如制可乐瓶子的聚酯居然可以制成化纤,然后变成我们身上穿的衣服,
可是瓶子和衣服之间看起来多么不同啊。究竟没有了石油我们的生活会是什么样子
呢?静观其变吧。


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