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石油天然气法研究:应对气候变化

时间:2023-07-31 理论教育 版权反馈
【摘要】:人类对石油天然气的开发利用拥有上千年的历史,但极大规模的开发利用始于现代。(一)世界石油天然气利用历史1.石油利用历史按照石油的利用形式及其在社会经济发展中的作用,世界石油利用历史可划分为前煤油时代、煤油时代、汽油时代、石油化工时代以及清洁能源时代等五个发展阶段。我国是世界上最早大规模开采、应用天然气的国家。在这一阶段,前苏联、加拿大、墨西哥等国的天然气工业也开始起步。

石油天然气法研究:应对气候变化

人类石油天然气的开发利用拥有上千年的历史,但极大规模的开发利用始于现代。没有石油天然气的有效开发和利用,就没有现代社会的发展与进步。

(一)世界石油天然气利用历史

1.石油利用历史

按照石油的利用形式及其在社会经济发展中的作用,世界石油利用历史可划分为前煤油时代(19世纪50年代之前)、煤油时代(19世纪50年代至20世纪初)、汽油时代(20世纪初至第二次世界大战结束)、石油化工时代(第二次世界大战结束至20世纪末)以及清洁能源时代(20世纪90年代至今)等五个发展阶段。

第一阶段是“前煤油时代”。人类对石油的开采和利用历史可以追溯到几千年前。公元前10世纪,古埃及、古巴比伦等文明古国就有开发利用天然石油的记载。在人类历史上,石油在宗教、医药、照明、润滑、建筑军事等方面都起过重要的作用。[65]然而在19世纪50年代之前,由于石油开采利用技术尚不发达,人类社会的主要能源还是煤、薪柴和水力等。尽管人类对石油也进行一些非商业性的开发活动,但规模很小,没有走上工业化大规模开采利用的道路。

第二阶段是“煤油时代”。随着18世纪英国工业革命的兴起,法国、德国、美国等国家相继进入了工业化社会。1854年,美国第一家石油公司“纽约宾夕法尼亚石油公司”宣告成立。1857年,公司派埃德温·德雷克(Edwin Laurentin Drake)去宾夕法尼亚州的提特斯维尔探油。1859年,德雷克在此地钻成了第一口现代石油井。[66]德雷克井的开采带动了美国石油的大规模商业性开采。在这一浪潮中,美国开采的石油不但满足了国内煤油灯所需的全部燃油,还将煤油销往国外,成为世界上第一个进行大规模商业开采和出口的国家。[67]自此,美国石油工业体系开始迅速发展,成为世界石油工业的发源地。由于这一时期的主要石油产品是灯用煤油,因此可称其为“煤油时代”。

第三阶段是“汽油时代”。19世纪末,随着电灯的发明和普及,石油作为灯用燃油的时代逐步走向终结。以石油为燃料的各种内燃发动机相继被发明出来并得到了广泛的应用,石油逐渐成为交通运输业的主要燃料,人类社会步入“汽油时代”。1913年底,美国福特汽车公司建成了世界上第一条汽车生产线,流水线作业的推广大大提高了汽车的产量。[68]在其后的半个世纪间,随着汽车工业在全球范围内的迅猛发展,作为汽车燃料的汽油日益成为与人类生活息息相关的物品。此外,两次世界大战亦反映了石油的重要价值。在战争中,以石油为燃料的汽车、飞机和船舰被大规模地投入使用,石油的生产和供应成为参战各国的战略需要。战争使石油的重要性获得了更高程度的重视,进一步促进了世界石油工业的发展。此间,世界石油总产量快速增长:1900年为2043万吨,1920年为9437万吨,1930年为1.9亿吨,1940年则达到2.9亿吨。[69]

第四阶段是“石油化工时代”。第二次世界大战结束至20世纪末,世界石油工业发生了诸多重大变化。石油不仅在人类生活中的地位日趋重要,而且成为一国经济命脉。在此期间,世界石油产量大幅增长,几乎每十年翻一番[70]中东地区的石油得到了大量开发,逐步代替墨西哥湾地区发展成为世界石油工业的新中心;石油的加速开发以及美苏大国的能源政策,使得世界石油市场出现了供过于求的局面,导致石油价格不断下跌。廉价石油在帮助战后西方国家恢复经济增长的同时,也使产油国蒙受损失,由此直接导致石油输出国组织(Organization of Petroleum Exporting Countries,OPEC,亦作“欧佩克”)的成立。[71]经济的恢复和发展,使人们对能源和材料——特别是橡胶塑料、纤维等合成材料——的需求大增,从而带动了许多新兴产业的发展,如合成树脂、合成纤维、合成橡胶三大合成产业在这一阶段就获得了较快的发展。石油化工日益成为化学工业的主导产业,遍及工业、农业、国防、交通运输和人们日常生活中的各个领域。[72]

第五阶段是“清洁能源时代”。随着全球经济的进一步发展,各国对石油资源的需求量越来越大。然而由于石油资源固有的可耗竭资源属性,需求不断增加的趋势与资源有限性之间的矛盾日益突出。20世纪70年代的两次石油危机,更使西方国家意识到完全依赖石油资源对国家安全的严重威胁。几乎与此同时,因石油等传统能源的开发利用而导致的环境污染问题集中显现,促使人类开始关注环境问题,可持续发展理念在全球范围内获得广泛共识。在此背景下,能源资源的可获得性和清洁性以及新能源可再生能源的开发利用越发受到世界各国的重视。尽管在未来相当长一段时间内石油仍将是各主要工业化国家最重要的能源,但随着能源结构的不断调整,新能源和可再生能源在全球范围内的开发利用必将成为“清洁能源时代”的最主要特征。

2.天然气利用历史[73]

早在几千年前,人类就已认识到天然气的存在。在古希腊古印度、古波斯和中国的文献资料中,都有过天然气的记录。我国是世界上最早大规模开采、应用天然气的国家。早在公元前11世纪至公元前771年,西周时期的《周易》中就出现了“泽中有火”的记载。

19世纪初,俄国和美国相继开采和使用天然气。19世纪20年代,美国成立了第一家天然气公司,其后欧洲一些国家陆续成立了多家燃气照明公司。到19世纪中后期及20世纪初期,天然气消费量不断增加,用途亦不局限于照明,天然气贸易随之出现。20世纪前20年,美国相继发现门罗气田(Monroe Field)、潘汉德·胡果顿气田(Panhandle Hugoton Field)等大气田,建立了多条跨州输气管道,天然气逐步代替了煤制气,产业体系逐步形成并完善。在这一阶段,前苏联、加拿大、墨西哥等国的天然气工业也开始起步。这一时期可称之为天然气产业的“起步”时期。(www.xing528.com)

20世纪50年代至70年代,现代天然气产业进一步发展。由于战争中对能源的大量需求以及战后恢复经济的需要,世界各国对天然气等能源的需求十分巨大,这将世界天然气产业带入了“大发展”时期。在这一时期,世界天然气探明储量和产量得到大幅度的增长,天然气在世界能源结构中的比重逐步提高。

20世纪70年代之后,世界天然气产业逐步迈向“成熟”时期。这一时期,世界天然气的探明储量和产量均快速增长。1970年至2007年,世界天然气产量年均增长3.1%,超过了同期原油年均1.4%的增长率。[74]近10年来,天然气液化和储存技术不断进步,长距离输气管线和海底输气管线大规模建设,为天然气产业的快速发展提供了必要条件。与此同时,致密气、煤层气、页岩气、天然气水合物等非常规天然气资源也逐渐获得重视。20世纪90年代初,美国率先出现了天然气期货交易,天然气产业体系的发展更加完善。随着产气国政府对天然气的价格和使用范围放宽控制,全球性的天然气消费市场正在逐步形成。[75]

(二)我国石油天然气利用历史

我国是世界上最早发现和利用石油的国家之一。我国汉代就已有关于石油的记载,直至清代,在山西、甘肃、四川、广东、台湾等地区都曾发现石油。历史上,石油曾被称为“石漆”、“膏油”、“石脂”、“脂水”、“可燃水”等,北宋科学家沈括提出了“石油”这一命名。[76]对于石油的开发利用,在宋代已有石油加工作坊和储存石油的油池。至迟于明代中叶,官方已经开始主持大规模的钻井油田。[77]近代以来,因秉持闭关政策,加之外国的大规模侵略,我国石油工业发展缓慢,[78]但仍有进展。1861年,台湾理蕃通事邱苟挖了一口深3尺的油井,每日可产油40公斤,为当时亚洲第一、世界第二口油井。1877年,清政府开发台湾出磺坑油井,每天产油1500公斤,但一年后油枯关闭。1902年,新疆乌莱县发现独山子石油矿藏。1904年,陕西延长县拨款创办延长石油官厂,由候补知县洪洋任总办,开始采石油。1907年,延长油厂用小铜釜提炼原油成功,每日可得12.5公斤,中国炼油工业由此发端。1937年,新疆独山子油田被发现,最高原油日产达110吨。1939年8月,新疆玉门油田第一口油井出油。[79]

我国古代对于天然气的开采利用水平亦处于当时世界前列。据《史记》载,公元前3世纪,我国四川邛崃一带即已发现天然气,时称“火井”。当地居民凿井汲卤,并利用开采盐井过程中取得的天然气煮卤熬盐。至东汉,四川的盐井已遍及临邛、成都、南充等地,利用天然气做饭熬盐随之也普及到上述地区。公元13世纪开始,人们已能对四川自贡、富顺和荣县一带的浅层天然气进行大规模的开发和利用。至明中叶,自流井天然气的开发规模已相当庞大,地面的输送管线已能形成比较完善的集输系统。[80]然而进入近代,我国天然气产业发展缓慢。至1949年,我国只有3个小气田,年产量仅为1000万立方米。天然气的开采方法和设备落后简陋,在能源生产和消费中所占比重微乎其微,并不具备工业规模。[81]

1949年至今,我国石油天然气产业发展大致可分为四个阶段:

第一阶段,是恢复和发展时期(1949~1960年)。建国初期,我国石油工业的基础很薄弱,被认为是贫油大国。1949年到1952年底,经过地质勘探和石油工业的恢复发展,全国原油产量达到43.5万吨,为1949年的3.6倍。1956年,新疆克拉玛依油田的发现,成为新中国成立后石油勘探的第一个重大突破。到20世纪50年代末,全国初步形成玉门、新疆、青海、四川等多个石油天然气基地。1959年,全国原油产量达到373.3万吨。[82]

第二阶段,是高速发展时期(1960~1978年)。1963年,大庆油田建成,全国原油产量达到648万吨,扭转了我国石油工业长期落后的局面,此即“大庆石油会战”。其后,我国又展开了胜利、大港、江汉、华北等石油会战,石油工业有了更大的发展。70年代末期,我国迈入世界产油大国的行列。[83]

第三阶段,是稳步发展时期(1978~1998年)。1978年后,我国石油工业生产快速稳步发展。1989年起,西部地区逐渐成为我国重要石油基地。至1998年,我国有24个省市发现了油气资源,建成了24个油气生产基地。[84]在此阶段,我国国民经济连续高速发展,能源需求急剧增加。1993年起,原油加成品油进口总量大于出口总量。中国海洋石油总公司、中国石油化工总公司、中国新星石油有限责任公司、中国石油天然气总公司分别于1982年、1983年、1997年和1998年成立。[85]

第四阶段,是石油天然气产业发展新时期(1998年至今)。1999年,我国原油产量达到1.6亿吨,居世界第5位,成为世界主要产油大国之一。[86]1998年7月,在中国石油化工总公司基础上,成立了中国石油化工集团公司。2000年和2001年,中石油、中石化、中海油三大国家石油公司上市。2006年,我国石油年产量达到1.84亿吨。这一阶段,天然气产量快速增长。2000年,我国天然气年产量为265亿立方米,2006年增长到586亿立方米,2008年为760.8亿立方米。[87]这一时期的一个重大项目是“西气东输”工程。该工程于2000年动工,2007年完成,标志着我国进入了大规模天然气生产和消费的时代。“十一五”期间,随着节能减排工作的推进和能源结构的调整,我国天然气产业得到进一步发展。[88]

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