首先,要了解石油的一些基本信息 , 石油一年全球产量大概45到47亿吨,百分之七八十是燃料用了 。百分之二十左右是化工原料 。
燃料部分,主要包括 , 汽油,柴油,煤油 , 液化气 。汽油柴油又占了燃料的八成,煤油 , 重油 , 液化气是小部分 。占二成 。
汽油最简单 , 电动车大规模普及 , 大概三十年内,就能替代;柴油就比较麻烦,因为柴油的主力消耗是重卡,重卡在世界的主流就是跑长途货运 , 柴油机现在效率已经接近百分之五十 , 效率比一般的氢燃料电池也差不多 。要是用电池代替,一辆卡车需要五到十吨的电池,才能和现在的卡车续航差不多 。一千几百度电,在可遇见的未来 。电池比车还贵 。
替代柴油 , 可能的未来核心是一条,燃料电池,燃料,大概有四个方向,LNG天然气,甲醇,氢气,液氨 。
液化气,这个简单,直接用电替代大部分 。剩下的,LNG或者甲醇 。
还有一类是,重油 。就是全球海洋上昼夜不休息 , 远洋跑运输的那几万条巨轮 。这大概消耗了世界石油的百分之五 。这部分也好办,最简单是LNG,或者甲醇,液氨 。
最难的是煤油 。煤油大概消耗了石油产量的百分之十,主要消耗煤油的是天上飞那几万架民航机 , 这个是最难的 。常见的飞机,比如波音737.空客320. 70多吨的飞机 , 带了大概20吨的煤油 。要是越洋的类似777这种,百分之四十的重量都是燃油 。不到300吨的飞机 , 一百多吨都是油 。为啥这里难 。比如常见的电动车 , 用半吨重的电池,换一箱油 。大概五十公斤左右,你还能美滋滋的开五六百公里 。但是 , 飞机的涡扇发动机效率已经足够高了 。你换成电池,能量密度不允许 。飞机的问题是暂时是换不了燃料的 。最前沿的研究是SOFC固体氧化物燃料电池,设想的目标 。是燃料电池效率达到百分之六十 。然后发电后带个马达搞混动 。但是这要SOFC 的体积缩小几十倍才行 , 包括质量比功率提高到20 , 要用超导体电动机 。空客,波音,拉着西门子还在做最前沿的研究 , 2030年,成或不成 。也就有个信了 。个人看法SOFC 要改进体积到现在十分之一,希望渺茫的很 。
再说化工的部分 。石油为资源能加工很多化工材料 。但是百分之七十是制烯烃 。主要是乙烯,丙烯,剩下的一小部分,大概一亿吨左右,是芳香烃,等等,必定是小头 。
到了这里,就可以针对问题,想解决办法 。
首先答案里 , 反复出现的几种,核能这个主要产出是电 。核电一度成本基本是四毛 。如果下一代堆 。比如高温气冷堆,或者增值堆 。可能最优情况成本能做到一度电三毛 。增值堆 , 已考虑,最成熟的,重水堆,钠冷快堆 。MSR 。TMSR.熔盐堆 。成本基本3毛一堵墙了 。
【石油能否被取代】
个人非常喜欢TMSR 。钍增值堆 。没太多核废料 。非常安全 。能增值钍 。白云鄂博那28万吨的钍矿,也足够用个几千年 。
但是核能还是不够便宜 。
至于,热干岩 。这东西根本没啥指望 。本质就是地热能发电不是?现在青藏高原,云南一带,已经利用浅层地热 。热水到外冒的用来开发地热电站,成本高的很,基本一度电一块钱 。何况热干岩这种几千米深的地热,几千米深,高压 。地下水的到底啥环境?腐蚀性?都很难解决 。成本都上天了 。最主要还是热品味太低了 。就算三五千米,也就二三百度 。烧水发电这事,温度很重要 。现在常见的,最主要的,核电站温度500度左右 。热效率就百分之三十多 。火电站的超超临界机组,可以到接近700度 。效率就接近百分之50了 。所以,热品味太低的话成本这个世纪都做不低 。因为地热发电本质不是新东西 。已经折腾快半个世纪了 。能用的方法都用差不多了 。估计倒腾出来点热量 。冬天给大棚菜取暖有点机会 。
可燃冰 , 答案里呼声很高 。但是可燃冰一一般都再深海 。要不就在高寒地带,比如青藏高原或者西伯利亚 。开采难度远超深海石油 。而且动不动泄露 , 深海不好控制;因为这东西本质是水合物 。压力,温度稍微控制不好 。就变甲烷跑了 。甲烷的温室效应是二氧化碳的20倍 。
现在的环境呼声都啥样了?各国政府都紧张成啥样了? 这东西谁敢碰?
剩下的比如潮汐能,海浪能,盐差能等等 。都不成熟,而且可遇见的未来 。也没啥前途 。
至于说核聚变的,嗯,这东西一百年内无论做出来还是做不出来 。考虑一下对超导体的依赖,中子辐射的问题,材料的要求 。导出热的困难 。这东西就算出来 。要是比现在的反应堆发电便宜 , 那真是见了鬼了 。
现在到光伏,风登场了 。为啥这两个是希望?第一储量大 , 全球的太阳能加上风能是今天人类总能源消耗的上万倍,考虑将来全人类都工业化,非洲黑叔叔都要一家三辆车,过上幸福生活 。那也是人类能源消耗的上千倍 。
第二点,也是最最最最重要的一点,足够便宜 。最新的,陆上风能,再风丰富的地区 。已经能做到一度一毛钱 。光伏已经再沙特 , 跌破了一度一毛钱 。就几分钱 。再中国最丰富的地方,也能做到一毛钱 。而且光伏还有HJT电池 , 210硅片 。钙钛矿叠加 。一大堆技术还没用上 。等这些再不到十年内完成,一度一毛钱一下,非常大概率 。
就如同石油是除了能源,还是有资源的属性,反向的说,电也一样 。只要电足够便宜,电除了能源,也可以转换为资源 。
未来,小部分的电通过高压输送到用电区 。大部分的电 , 可以用来电解水 。这样就有了氢气,然后可以合成氨 , 或者集成一部分煤化工合成甲醇 。剩下的下游大部分化工基础,可以和今天差不多 , 比如甲醇制烯烃,等等 。
液氨,甲醇 , 可以用燃料电池,给卡车轮船用 , 代替柴油,重油 。当然 。煤油也可以合成 。
最主要的就是,合成的这一步 。到底是先用煤炭提供碳 , 还是直接就用二氧化碳,做到零碳 。当然这一步 。关键仍然是经济性 。
下面的解答 , 是一位石油人的个人观点:
石油会被其它新能源所取代 。