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2011 年 04 月 07 日 / ctkuo

淺談石化能源(三):石油與天然氣(下)

作者:歐陽孚 / 編輯:郭致廷、楊卓儒

運輸液化天然氣的油輪

石油蘊藏量

過去很長一段時間以來,沙烏地阿拉伯的石油蘊藏量都排名世界第一,但在今年(2011年)年初,委內瑞拉(Venezuela)政府宣佈他們的石油蘊藏量已達2,970億桶(297 billion barrels),成為世界第一。美國地質探勘局(United States Geological Survey, USGS) 估計的結果則顯示實際蘊藏量有可能還要更高,約在3,800至6,520億桶之間。然而委內瑞拉擁有的原油是流動性非常差的「重原油(heavy crude oil)」,相較於沙烏地阿拉伯的輕原油(light crude oil)」,需要更複雜的開採技術以及更高的成本,因此在短期的未來內,中東仍然會是石油生產的重鎮。下表提供目前全球排名前17的石油生產國家所擁有的石油蘊藏量與日產量資訊:

在這17個國家中,中東國家就佔了6個之多,分別為:沙烏地阿拉伯、伊拉克、伊朗、科威特、阿拉伯酋長大公國、卡達,共佔表列17個國家總蘊藏量的51.1%、總日產量的37.3%。這6個國家也是全球最能夠左右原油價格的「石油輸出國家組織(Organization of the Petroleum Exporting Countries, OPEC)」之成員[註1],共佔了全部12個席次的一半之多。中東國家得天獨厚之處除了廣大的石油蘊藏量以外,還有這些原油的品質好、運輸方便(地點佳)、開採成本低廉…等其他優勢,使得其他國家難以匹敵。

此外,筆者想請各位讀者一起關注排名第10的利比亞。最近幾個月的國際原油價格飆漲,一般認為直接與利比亞內戰有關,根據OPEC網站提供的資料,2010年12月的油價是88.56美金,到今年(2011年)3月則達到113.36美金,漲幅為28%。然而利比亞的日產量170萬桶僅佔這17個國家總合的2.69%而已。雖然筆者認為石油價格與人為操縱有很大的關係,並非單純是戰爭造成供應下降的緣故,但此次事件仍可反映出石油價格的脆弱。石油價格直接與國家安全相關,而美國的能源政策一向有國家安全面的考量,這也是美國軍方為何對生質燃料積極投資的原因,例如:〈[產業] 美國海軍購入20,000加侖藻類生質燃料〉。他們認為自產的燃油越多,越能夠稀釋國際原油價格波動格所帶來的衝擊。有人認為若是從出發點區分歐洲與美國在生質能源發展有何不同,那麼歐洲是「環境保護」,而美國則是「國家安全」。


石油的能源用途

石化工業是以石油做為基礎,也就是以石油生產塑膠、橡膠、特定化學物質…等,再以這些物品做為原料,以製造諸如:衣物、輪胎、油漆、肥料…等產品,對現代人的食衣住行影響甚鉅。前述的這些應用雖然重要,但其實只是石油用途的一小部分而已,多數的原油還是被提煉成運輸燃料。以美國為例,2010年被消耗的原油中約有82.5%是運輸用途,如下圖所示。可見運輸對於石化燃料的需求有多麼龐大。另外,讀者們也應該注意的是,雖然汽油、柴油等燃料是可供利用的能源,但這些石化能源的開採與提煉過程,其實也需要消耗大量的能量。

天然氣逐漸受到重視

在本專欄的上一篇文章〈淺談石化能源(二):石油與天然氣(上)〉我們曾談到石油與天然氣的生成方式,因此不難理解許多石油的蘊藏地點同時含有天然氣,並且世界上有許多僅有廣大天然氣蘊藏的地點。然而天然氣所受到的重視卻不如石油,這是什麼緣故呢?

首先,天然氣的組成多是短碳鏈分子,除了最主要的甲烷外,還有乙烷、丙烷、丁烷,以及水氣、二氧化碳與硫化物等等,成分較石油簡單、用途也較少。此外,運輸氣體的成本較為高昂,在陸地上通常是用管線運輸,或是加壓成液態裝入鋼瓶,也就是形成以甲烷為主的(Compressed natural gas, CNG)或是以丙烷與丁烷為主的(Liquefied Petroleum Gas, LPG),跨越海洋則需要有特殊配備的大型船隻支援。簡言之就是用途較少,而後勤成本較高。

位於美國阿拉斯加(Alaska)的天然氣輸送管線

然而天然氣也有優點。由於成分簡單,其做為燃料燃燒所生的汙染物是所有石化燃料中最少也最單純者,因此與煤炭與石油相比,天然氣被認為是最為潔淨的石化燃料。另外,受到近年石油價格飆漲的影響,「天然氣製合成油(gas-to-liquid, GTL)」又再次受到重視,這種技術是將天然氣的短碳鏈分子利用化學方式合成為長碳鏈分子,以生成類似石油或是柴油產品的技術。而天然氣的幾項主要應用:發電、家庭炊事與暖氣供應、交通…等也持續成長,並且有技術上的突破增加其能量轉換效率。

根據〈BP Statistical review of World Energy 2010〉的統計資料,以目前的開採速率估算,天然氣的耗竭年限還有62.8年,雖較石油的45.7年長,但也不過是數十年的時間而已,因此及早思考替代方案仍然是必要工作。目前世界上最大的天然氣蘊藏國家是俄羅斯,佔全球蘊藏量23.7%,而中東國家則一共擁有全球40.6%的天然氣蘊藏量。也就是說中東國家在可見的未來內,不僅能左右石油價格,對於天然氣市場也擁有決定性的影響力。也因此,「能源自主」與「國家安全」是許多能源輸入國家發展替代能源的重要動機。

註:

1. 石油輸出國家組織(Organization of the Petroleum Exporting Countries, OPEC):成員如下─中東6國:沙烏地阿拉伯、伊朗、伊拉克、科威特、卡達、阿拉伯酋長大公國;非州4國:阿爾及利亞、安哥拉、利比亞、阿爾及利亞;南美2國:委內瑞拉、厄瓜多爾。該組織的宗旨在於維持原油供應量與價格的穩定,進而維護成員國家的利益。然其足以操縱全球原油價格的能力,以及用石油價格與石油禁運做為制裁武器的前例,也經常招致其他國家的批評。

2. 美國能源情報署(Energy Information Administration, EIA):是美國能源部(Department of Energy, DOE)所屬的情報收集機構,負責收集與分析各種能源相關的資料,如果想要了解美國的能源狀況,筆者建議可以從他們的網站看起。每年8月發佈的〈Energy Information Agency Annual Energy Review〉彙整美國各種能源的生產、進出口、消耗…等數據,是經常被引用的資料來源。

相關文章:
淺談石化能源(一) ─ 石化能源使用現況
淺談石化能源(二) ─ 石油與天然氣(上)
淺談石化能源(四) ─ 煤炭

[產業] 美國海軍購入20,000加侖藻類生質燃料

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