表 8.5 世界已探明的商业性能源储量①，1987

（单位：拍焦耳 PJ，1PJ＝1015 焦耳＝947.8×109Btus）

地 区

石油 天然气 煤 储量 R/P2 储量 R/P 硬煤储量 软煤储量 RP

世界总储量

注释：

①单位换算：1 百万吨石油当量＝ 41.87PJ；10 亿立方米天然气＝ 38.84PJ；1 百万吨煤当量（硬煤）＝27.91PJ；1 百万吨煤当量（软煤）＝

13.96PJ。

②R/P：已探明储量与 1989 年开采量的比率。

③阿尔及利亚、厄瓜多尔、加蓬、印度尼西亚、伊朗、伊拉克、科威特、利比亚、尼日利亚、卡塔尔、沙特阿拉拍、阿联酋和委内瑞拉。

④指油气出口占其总出口收入 30％以上的国家：阿富汗、安哥拉、巴林、玻利维亚、文莱、刚果、埃及、墨西哥、荷属安的列斯、阿曼、叙利亚、特立尼达和多巴哥、也门。

⑤也包括石油自给并有部分出口的国家，但出口量低于出口总收入的 30

％。

⑥加拿大和美国。

⑦不包括土耳其，它属于亚洲石油进口国之列。

⑧澳大利亚、日本和新西兰。

引自世界资源研究所主编《世界资源报告》1992—93，1992 年，牛津大学 出 版 社 。 资 料 来 源 ： ① WorldEnergyConference （ WEC ） ， 1989SurveyofEnergyResources （ WEC ， London ， 1989 ） 。 ② UnitedNationsstatisticaloffice ， EnergystatisticsYearbook

（UnitedNations，NewYork，1991）。推，则公元 2025 年全世界的能源需求将达到 200—400Q。这个数字可能并没有给读者留下任何印象，但只要指出岩石圈中所有化石燃料的总储量约为 250Q 这一点即足以想象问题的严重性和紧迫性了。

表 8.5 可视作世界化石能源储量与开采前景的一览表。表中分别列出了全世界和各地区石油、天然气和煤的储量，以拍焦耳（即 1015 焦耳）为计量单位。表中同时列出了这几种能源的储采比 R/P，即已探明储量与 1989 年开采量的比值，亦即在年产量不再增长情况下尚可开采的年数。可以看出，这个数字是极其概略的，因为无论何种能源的开采量均仍在逐年增加，而对储量的估计亦各不相同。现将这几种能源的情况分述如下。

1. 石油 1970 年石油曾占世界商业能源的 48％，受“石油危机”的影响， 此后比重有所下降，1973 年占 43％，现仍呈下降趋势。现在普遍认为用石油作能源是人类极不明智之举：这种本来应是极其宝贵的化工原料不应用作能源，它又是各类能源中储量最少而且分布最不均匀的。若按 1973 年的消费量

2.85×109 吨计，其探明储量仅够开采 48 年，这还未考虑 70 年代石油消费的高增长率（每年增长 12％）。即使从石油开采的全部历史来看，1890－1970 年的平均年增长率亦达 6.94％，即每 10 年产量增长一倍。按照这样的增长率推算，则现有石油的探明储量可望于本世纪末以前采完。

近年来陆续发现了一些新的大油田，但是新的油田往往在更深的地层和离岸更远的近海，而且从世界范围来看，每勘探 1 平方公里所发现的石油储量也呈减少趋势，说明石油勘探的前景不甚光明。就以公众曾寄予厚望的北海油田而论，其总储量虽称巨大，达 2.5×109 吨，但和欧洲 1985 年的消费

量 0.7×109 吨相比，也仅够其 4 年之需。又如阿拉斯加的大油田也仅够美国

12 年之需。因此，世界石油耗竭的前景似已属定论。

世界石油总储量通常有两种估计，一是美国标准石油公司 Ryman 的数

字：Q∞＝2100×109 桶，约合 330×109 吨，或大约为 15Q。他的估计有两个前提，一是包括了现有技术能够开采的一切近海石油，二是开采的回收率为40％（现有回收率仅略高于 30％）。按照这个数字，石油的有效开采期限（0.8Q

_∞）为 58 年（1962—2020），开采峰值出现在 1991 年。另一种是 Hubbert

（1969）的估计，Q∞＝1350×109 桶，约合 215×109 吨，或大约等于 10Q。其有效开采期限为 64 年（1965—2029），开采峰值出现于 2000 年（图 8.7）。值得注意的是虽然这两个储量数字差距很大，但它们的有效开采期限和开采峰值出现的年份却相差不远（9 年）。

1. 天然气 主要成分为甲烷（占 75％—79％），其次为轻质烃（丙烷、丁烷和戊烷），并含有痕量 N2 和硫化物，是一切化石燃料中污染最轻者。世界天然气总储量也相当大，但有关储量的估计数字差别很大，从 150×109 吨

煤当量至 1500×109 吨煤当量不等，前一数字折合 4186500PJ，与表8.5 所列数字接近。有人认为较现实的估计数为 600×109 吨煤当量，约合 20Q，与石油储量属于同一数量级。但与石油相比，其分布对欧洲较为有利：大约有 10

％的天然气储量分布在欧洲，其中荷兰的格罗宁根（Groningen）储量达 2000

×109 立方米，是世界最大的气田之一。此外，值得注意的是前苏联天然气储量十分丰富，占世界总储量的 38％，但是，总的看来，天然气的储采比 R/P 并不大，仅为 60。也就是说，其开采寿命只比石油长 20 年。

1. 油砂与油页岩 这类资源是岩石中所含一定数量的烃类化合物，具有很高的粘稠性甚至呈准固态。岩石圈中这类物质储量也很丰富，仅加拿大艾伯塔省（Alberta）的油砂田面积就达 10 万平方公里，估算含烃类 47×109 吨，居世界首位，约合世界石油储量的一半。委内瑞拉的奥里诺科（Orinoco） 油砂田含沥青 20×109 吨。另有地质学家估计，马达加斯加的油砂田含烃 150

×109 吨，远远超过加拿大，但此项估计尚有待进一步证实。

图 8.7 世界石油生产周期的两种估计

（据 Hubbert1969，引自 Ramade1984）

世界储量最大的油页岩在美国西部的格林河流域（GreenRiverbasin）， 包括科罗拉多、犹他和怀俄明几个州，1860 年修筑大陆铁路时即已被发现。据估测，该地油页岩的远景储量达 1800×109 桶，其中岩层厚度 10 米以上、

含油量大于每吨 100 升、具有开采价值的约 117×109 桶，约合 20×109 吨。

全世界油页岩的远景储量大约含油 2×1015 桶，但目前有经济价值可供开采

的只有约 50×109 吨。

油砂与油页岩的组成与石油颇不相同，因而需要特殊的提炼技术。例如油砂的技术处理常用沸水与蒸汽的混合物把吸附于惰性砂粒上的烃类分离出来，然后作进一步的加工。油页岩中所含固态烃类成分也与原油差别很大， 而且还含各种氮的化合物和其他无机杂质，其提炼过程中需将岩石加热至 48

℃以上，而且耗水量很大：每产出 1 吨粗挥发油需水 3 立方米。因此，其成本将远远高于开采煤炭。而且，油砂与油页岩处理后所剩余的大量废砂石也造成新的环境问题。

1. 煤 煤在地壳中的分布较有规律，它常出现于某些地层中并成片分布，较易勘探和制图。因此，在各类自然资源中煤的储量估算比较准确。现在引用较广的是美国地质调查所埃夫里特（Averitt）1969 年发表的数据。

他认为深度 1200 米以内厚度大于 36 厘米的煤层有 50％可供开采。在特殊情

况下也考虑深度达 1800 米的储量，不过他指出 1200 米以下地层中煤的储量最多只占地壳中总储量的 10％。

埃夫里特提供了两个数字：一是已制图的煤炭储量，为 4300×109 吨；

二是世界煤炭资源总量 Q∞为 7600×109 吨，其中前苏联最多，为 4300×109 吨，约占 3/4，其次为美国，1486×109 吨，再次为中国，约 1000×109 吨（我国公布的证实储量为 901.5×109 吨），亚洲其他国家 681×109 吨，西欧 377

×109 吨。

根据非再生资源生产周期理论，哈伯特（Hubbert）利用上述两个数据计算了世界煤炭的生产周期。上述较低数字计算的煤炭有用期限为 2000 年至

2200 年，生产峰值将出现于 2110 年（图 8.8 曲线 A）；上述较高数字即 Q∞

的煤炭有用期限为 2040 年至 2390 年，生产峰值出现在 2160 年（图 8.8 曲线B）。根据 Q∞的计算，煤炭尚可满足人类使用 400 年的需要。

图 8.8 世界煤炭生产周期。曲线 A 和 B 代表煤炭总储量的两种估计数字。曲线 C 为年增长率 3.6％的无限增长。

（资料来源：Hubbert，1969，引自 Ramade，1984）

图 8.8 的曲线 C 是按照世界煤炭生产年增长率 3.6％计算的，这是 1860

—1965 年的平均增长率。若保持这样的增长，则世界煤炭储藏将于 200—400 年内采完。但是，如果煤炭成为唯一的化石燃料，则其年增长率肯定大得多。最近 20 年间煤炭生产的年增长率已达 6％强，即每 11 年翻一番。若按照这

一增长率，则 110 年后产量就会增长 1000 倍以上（210＝1024）。假如迄今人类只开采了岩石圈中全部煤炭的 0.1％，则全部煤炭（Q∞）也会在 100 年内全部采完（0.1％×1000＝100％）。我们还可作更为乐观的假设，即 Q∞ 为现有估计数的 10 倍，现已开采的煤炭仅占 Q∞的 0.01％。若仍保持 6％的年增长率，则全部采完的时间只能延长 30 余年。

以上是几种化石燃料的状况，人类目前利用和将来可望利用的能源还有以下几种。

1. 水力人类早就发明了水碓、水磨等水力机械和水力提水装置。本世纪以来水力发电更把水力利用提高到一个崭新的阶段。水力发电具有很多优点：无污染、运行费用很低、水库寿命一般比火电站和核电站长，而且水库还有多方面的效益等等。

世界各国均致力于水电的开发，迄至 1988 年，水电已占世界电力供应的21％和商业能源供应的 6％。有些国家水力发电成为其主要能源，例如，挪威所用电力几乎全部为水电，其次是瑞士，水电占全国电力的 74％，再次为加拿大，占 70％，奥地利占 67％，但就绝对量而言，美国是水力发电最多的国家，适宜修筑水电站的多数地点已被开发，水电占这个耗能大国（1989 年消费世界能源的 1/4）电力供应的 10％—14％，全部商业能源的 5％—6％。其他发达国家水电资源的开发率也较高，其中欧洲最高，达 59％，但发展中国家水电的开发率仍较低，一般不足 10％（表 8.6）。

表 8.6 所列世界各地水电资源的开发潜力是以装机容量来表示的。该表所列世界水电装机的潜力约为 22 亿千瓦，若按设备利用率 50％计，年发电量为 97000 亿度，可以满足目前全世界对能源的需求。但实际上现在水电的

开发率只有 17％，1989 年占世界能源消费量的 2.4％。表面上看来水电仍有很大的开发余地，但事实上水电开发仍然存在很大困难和一些难以避免的缺陷。首先是许多最有利的地点已被开发，西方发达国家尤其如此。有待开发的地点多在远离能源消费地的偏僻山区，开发难度较大。其次是水电开发所需投资较大，而开发潜力最大的发展中国家恰恰缺乏资金。据世界银行预测， 如果 1995 年发展中国家的水电生产要达到电力供应的 43％，则在 1990 年以

前水坝建设投资需要 100 亿美元。此外，从更长的时间尺度来看，水力发