
图一 哈伯特曲线取自http://www.energybulletin.net/primer.php 
图二 美国:石油的生产与进口

图三 石油进口国的地理分布

图四 “托特尼斯磅”
哈伯特:石油峰值
20世纪50年代,美国地质学家哈伯特(M. King Hubbert)为壳牌石油公司工作。他思考着一个问题:一个产区有多个单独的油井,各有其寿命周期,就整个产区而言,其寿命周期如何?如何预测其产量?
他将单个油井的每日产量数据画在同一张图上,发现,尽管单个油井的产量有上升期、稳产期和衰竭期,且产能各不相同,但整个产区的产量相当接近于一个钟形曲线,其顶部就是峰值。一旦过了顶部,整个产区的衰退不可避免。这曲线后来被称为哈伯特曲线(Hubbert Curve)(图一)。
1956年,哈伯特预测,美国本土48州的石油产量将于1965到1971年间达到峰值。20世纪50年代正是美国的黄金时代,哈伯特乌鸦嘴式的预言自然不受欢迎。他的雇主努力向他施压,不让他公布这个预测。哈伯特的固执是众所周知的,他没理这茬儿。果然,他迅速遭到了业界内外大多数人的驳斥。
事实上,1970年1月,美国本土48州的石油生产达到峰值,此后美国的石油生产商再也没有生产出这么多的油(见图二)。
哈伯特在其生命的后期将视野放到了全球,他预测全球石油峰值将出现于1995年到2000年之间。有学者认为,20世纪70年代的石油冲击减缓了石油消费,否则,哈伯特的预测将是正确的。
然而,在那盛世辉煌的年代里,哈伯特的预言则被淡忘了。多年后他的峰值理论被广泛重视,哈伯特曲线被认为是强有力的预测工具。
在世界上产油最多的65个国家中,已有54个过了石油生产的峰值点,其中美国在1970年,印度尼西亚在1997年,澳大利亚在2000年,南非在2001年,而墨西哥在2004年。
数据显示,全球常规石油的发现量1960年就已达到峰值。而1980年后,发现量持续低于生产量,且差距越拉越大,石油生产的峰值已近在眼前。
哈伯特的方法和其他各种方法,被用来对全球石油峰值作不同的预测,有的认为峰值点已过,而非常乐观的预测则认为峰值点在2035年。
几个著名的科学家试图进行独立的研究,最著名的是科林·坎贝尔(Colin Campbell)在石油与天然气峰值研究会(Association for the Study of Peak Oil and Gas,ASPO)的研究。
ASPO最新的模型提示:常规石油已于2005年达到峰值。如果考虑到重质油、深海、极地和液化天然气(所有液体类),则石油峰值预计在2010年左右。
我国在2004年对石油天然气储量分类作出重大修改,实施了新的《石油天然气资源/储量》国家标准,新分类标准除了保留传统的探明地质储量外,还划分出探明技术可采储量、经济可采储量等类别,第一次确立了“新增探明经济可采储量”的概念。统计表明,2006年,我国石油新增探明经济可采储量1.72亿吨,全国石油剩余经济可采储量20.43亿吨。
今年7月,中国石油天然气集团公司宣布,公司在渤海湾滩海地区发现储量规模达10亿吨的大油田——冀东南堡油田。有报道称,温总理为此兴奋得夜不能寐。
假定2007年发现的10亿吨储量全部为经济可采储量,同时假定正常年份发现的经济可采储量都维持在2006年1.72亿吨的水平上,如果石油消费维持上升趋势,且都用国内资源,到2013年将出现9620万吨的缺口。
事实上,目前我国石油消费约一半靠进口,如果能维持这一比例,石油耗竭的日期为2020年,这一年石油将有1791万吨缺口。
其他能源:镜花水月
当今世界能源中除了石油,比重最大的就是天然气和煤。大多数专家认为,天然气在2025~2045年之间达到峰值(欧洲与北美的天然气生产已经达到峰值,中国天然气比重甚小),煤在2025年前后达到峰值(中国煤的峰值在2015年),铀的峰值估计在2030年前后。
人们对多种其他的能源寄予厚望。然而从净能源的角度看,现实是严酷的。能源的勘探、采集与精炼需要消耗能量,如果消耗的能量超过最终获得的能量,这种能源无论价格涨多高,都没有意义。
石油之所以在工商文明中扮演如此关键的角色,其投入产出率极高是个重要原因。在石油时代的早期,在勘探和训练上每用一桶石油可发现100桶石油。最近,由于石油勘探变得更加困难,这个比例已经显著降低。
某些替代能源可能有较好的投入产出比,如风力与水力发电。但由于各种物理因素,其扩张可能是有限的。
电力和氢气被许多人视为出路,大量的科研投入被用于电动力、氢动力汽车。然而,电和氢只是能源载体,其携带的能量来自一次能源,由于转换过程中的损耗,其输出的能量一定小于投入的能量。
从不可替代性的角度,可看到问题的另一侧面。
交通工具的能源绝大部分为石油。许多化学工业以石油或天然气为原料,如塑料、油漆、制药、化肥、电子零件、轮胎。这是很难用其他能源替代的。许多其他能源只能用来发电,据测算,世界能源的30%用来发电,20%可用发电代替,35%很难用电代替,15%的化工原料完全不能用电代替。
峰值后的世界:危机四伏?
无论我们是否已过峰值,最重要的问题可能是:将来石油生产的速度会如何?
学者们认为:如果可用石油每年下降不超过1%~2%,或许可以进行某种形式的统筹调整;如果这速度达到10%或更高,全球经济将崩溃。而大多数模型预测,衰减率在2%~4%之间。这意味着全球将进入危机时期。
回过头来看,1970年美国到达石油峰值可能是20世纪中期到末期最重要的地缘政治事件。它为20世纪70年代的能源危机创造了条件,终结了美国作为世界主要债权人的身份,导致美国强势控制海外石油资源的战略。
日见紧缺的石油与无法替代的石油需求,必将导致油价高涨。事实上,进入本世纪后,油价已经涨了两倍。
高涨的油价、有限的储量、日渐增加的国内需求,势将促使石油输出国更加吝惜石油。这将导致石油输出国与输入国相互间利益格局的重大变化。其地缘政治后果难以预计。图三是石油进口国的地理分布,美国、日本、中国、印度是最大的进口国。
全球用于交通运输的能源中石油占95%。所谓“全球化”,建立在全球大规模交通运输系统的基础之上。在“全球化”的喧嚣中,许多国家的工业不是为自己的国民生产,而是瞄准大洋对岸的市场,许多国家超市的货架上堆满着来自另一个半球的货物。一旦石油不敷使用,这些国家的工业和市场如何运转?“全球化”何以为继?各国当政者何以处之?
更为严重的是人类的食物——最基本的生存资源。在美国,生产1焦耳的食物能量,需要消耗10焦耳的化石燃料。在中国,粮食生产越来越依赖化肥,数据显示,1949年化肥在粮食生产中的地位微乎其微,到2005年生产粮食消耗的化肥重量占到了粮食重量的10.7%,这一趋势还在加速发展。生产化肥的原料是石油、天然气等化石能源。可以毫不夸张地说,当今的农业和农业支撑的庞大人口,是建立在化石能源的基础之上的。化石能源如果衰竭,势将导致大规模的饥荒。
美国能源部委托科学应用国际公司(Science Applications International Corporation ,SAIC)研究世界石油峰值问题,2005年研究报告《世界石油生产峰值:影响、缓解和风险管理》发表,报告的第一作者为赫什(Robert L. Hirsch),故通常称为“赫什报告”。
报告的政策提要警告:随着峰值逼近,液体燃料的价格将会戏剧性地增加,而且,如果得不到及时的缓解,其经济、社会和政治代价将是前所未有的。可行的缓解办法存在于供应和需求两方面,但必须是实质的且有力的,它们必须在峰值前10年就启动。
赫什在稍后的文章中建议:在峰值之前,世界紧急启动应急程序,每年花费1万亿美元,持续10到20年。
显然,这个世界的管理者们至今没有接受赫什的建议。
至于我国,上世纪80年代学者们就警告:中国不能走美国道路,不能将私家车作为经济发展追求的目标。20多年后,汽车工业成了我国机械制造业的龙头,占到了最大的份额。爆炸式发展的小汽车使我国的石油生产不堪重负,一半的供应依赖海外。一个特殊利益集团就这样用自己的私利将国家的外交和军事战略置于几无回旋余地的困境。
托特尼斯:来自草根的反应
2006年9月,英国德文郡的小镇托特尼斯(Totnes)作出了自己的反应。
托特尼斯镇350个居民在镇政府开会,商讨如何面对石油供应日渐紧缺的未来。人们意识到,“无油化”不只是不开汽车那么简单,它是一项系统工程。大幅度削减交通运输量的一个必然后果是经济的“当地化”,这显然与当今的主流“全球化”背道而驰。“当地化”导致经济结构与就业结构的大调整,自给自足的成分将大为提高。
为此,托特尼斯人组建了若干工作组,来处理这些问题。已建立的工作组包括:建筑、能源、健康、食品、艺术、心理转变、地方政府、经济与生计、运输。可见,托特尼斯人心目中,不依赖矿物燃料意味着重构自己的社会。
这显然不是一个轻而易举的问题。与赫什的建议吻合,托特尼斯人打算用20年的时间来解决它。
托特尼斯镇已经着手对居民开展职业培训,发展蔬菜水果种植、面包烘烤和纺织业等,以适应转型后的就业需要。该镇还准备成立再生能源公司,为居民引进太阳能热水器、风车发动机等。
最引人注目的是:这个小镇居然发行了自己的货币“托特尼斯磅”。托特尼斯人认为:经济当地化是转型过程的一个关键方面,而当地化要求有当地的货币系统。为此,2007年3月,经济与生计组投放了“托特尼斯磅”(见图四)。
“托特尼斯磅”上有两幅小镇风光照,强调其为当地货币,右下角的图案为哈伯特曲线,提醒人们注意石油峰值的来临。
“托特尼斯磅”公告称:
“您想了解这些滑稽的纸片吗?我们称它们为‘托特尼斯磅’,但我们不知道它们是不是货币。这取决于我们大家。
“我们习惯于在很狭窄的意义上理解货币:我们相信,某物之所以是货币,是因为我们的政府告诉我们,它可用做货币。但事实的真相是,货币可以是任何东西,只要人们同意用它作为交易手段。如果您选择接受这些‘托特尼斯磅’作为支付手段,您就使它成了货币。
“‘托特尼斯磅’项目邀请大家共同创造一个自下而上的社会通货。只有托特尼斯社区决定使用它们,这些纸片才有价值。我们邀请大家加入这个新的游戏,并为您提供一个机会,共同创造我们自己的托特尼斯货币。”
这种离经叛道的想法大约会让货币管理当局背过气去。但它并非一个兴之所至的游戏。当地货币(Local Currencies)的想法源于恢复经济学家(recovering economist)理查德(Richard Douthwaite),他认为后峰值时期的能源短缺可能带来货币危机,克服这一危机的手段就是发行当地货币。
更有意思的是,他们将人类对石油的依赖类比作酒鬼对酒精的依赖,请一位研究上瘾问题的专家克里斯(Chris)来帮助戒除“油瘾”,克里斯则将一整套戒瘾的心理工具介绍给托特尼斯镇。
细想一下,这个类比相当确切。没有化石燃料,人类至少生存了数十万年,所谓“文明社会”也生存了六七千年。虽然出现过局部的生态恶化,人类与整个生态圈大体上还是相安无事。化石能源推动的工商文明,在全球大发展不过一两百年的事,就搞得生态圈百孔千疮。如今化石能源这个“兴奋剂”临近告竭,而人类却难以摆脱这“药物依赖”。我们已经知道,个人的戒瘾是何等的痛苦与艰难,那整个社会的“戒瘾”呢?
如果这只是一个小镇的孤立行为,我们可以视其为奇闻轶事。事实上,这个发源于爱尔兰的Kinsale镇的运动已经在各地扩散开来。
在英国有Penwith、Ivybridge、Falmouth、Moretonhampstead、Lewes、Stroud、Ashburton、Ottery St. Mary、Bristol、Brixton、Forest Row、Mayfield、Glastonbury、Lostwithiel、Forest of Dean、Nottingham、Wrington、Brighton & Hove、Portobello、Harborough、West Kirby等21个城镇加入了这个行列。
在美国,参与类似行动的有:华盛顿州的Ballard、科罗拉多州的Boulder、新泽西州的Lawrence Township、宾夕法尼亚州的Leigh Valley、加利福尼亚州的Nevada City、华盛顿州的Port Townsend、纽约州的Tompkins County、加利福尼亚州的Willits。
更有许多民间团体在研究人类如何适应油峰值问题、气候问题、生态问题、污染问题等引发的所谓“后碳时代”(Post-carbon Era),他们称其为人类面临的“大转折”(The Great Turning)。
当然,无论峰值问题还是气候问题,都有不同的意见。有人认为这是杞人忧天,但愿他们的判断是正确的。从目前的态势看,越来越多的证据在支持提高警惕,主流意见越来越倾向于重视这个问题。
那位上瘾问题专家克里斯在托特尼斯镇谈到“大转折”时说:
“如果人类找到了通路,他们也许会将21世纪的初期视为一个关键时期,视为石油时代的最后决策。也许他们会讲在托特尼斯究竟发生了什么事。也许这个傍晚将会成为这一系列故事的开始。”
是“大转折”还是杞人之忧?“后碳时代”真的向我们走来了吗?我们该何以自处?