能源: 石油時代(上)

面對七十億人的龐大胃口, 我們除了對水資源的需求大之外, 其次便是能源. 現今我們依賴的能源主要是不可再生能源, 換句話說, 這些能源消耗了便不可能在短時間內再次產生出來. 現今我們所依賴的不可再生能源就有石油和煤.
石油從化學成份來說是由不同的碳氫化合物組成. 但主要成分是烷烴, 還包含有硫, 氧, 氮, 磷, 釩等元素. 石油的產生, 是由恐龍時期的海洋生物和藻類屍體, 沒埋在深厚的沈積岩底下, 經過漫長的地質變化壓縮, 加上地球岩漿高溫洗禮, 形成臘狀的岩層, 稱為油頁岩. 最接近熔岩層的油頁岩, 冷卻後變成了天然氣, 較遠的變成了石油. 由於碳氫化合物比一般沈積岩為輕, 所以它們成形後慢慢的滲到密度較低的岩層中. 大部分石油都藏在岩層深度為4000米到6000米的地方.
但這理論不是所有地質學家都贊成. 有一小數地質學家認為石油形成並非由生物屍體而成的非生物成油理論. 這理論由天文學家托馬斯．戈爾德(Thomas Gold)以俄羅斯石油地質學家尼古萊．庫德里亞夫切夫(Nikolai Kudryavtsev)的理論基礎發展開來的. 這理論認為地殼層內經己有很多的碳以碳氫化合物的形式一直存在. 由於碳氫化合物比一般岩石輕, 所以在岩層中不斷滲出, 被棲息在極熱的惡劣環境的微生物的化學作用而成石油. 而根據2003年美國的一項研究顯示, 不少已枯竭的油井經過一時間後竟可產出石油, 令這理論開始有人相信, 縱使這種現象很少發生.
石油最早發現記載於4世紀, 晉朝張華的<博物誌>中有以下記述:

 “酒泉延壽縣南山出泉水, 大如筥, 注地為溝, 水有肥如肉汁, 取著器中, 始黃後黑, 如凝膏, 然極明, 與膏無異. 膏車及水碓缸, 甚佳, 彼方人謂之石漆.’

 唐朝李吉甫所著的<元和郡縣誌>亦有以下記載:

 ‘玉門縣石脂水在縣東南180里, 泉有苔, 如肥肉, 燃極明. 水上有黑脂, 人以草墨取用, 塗鴟夷西囊及膏東.”

 到了宋朝沈括的<夢溪筆談>中出現石油一詞, 並沿至今.
 石油用途廣泛, 其90%成份作為運輸用燃料, 5%作潤滑劑之用, 餘下是氣體產物. 提煉石油的方法, 一般以餾程進行, 從不同的沸點, 提煉出不同密度的產品. 沸點範圍越低, 其密度較輕, 相反的則較重.
石油最主要的產物就是汽油. 其沸點最低, 為30度至205度. 當原油在氣缸中提煉燃燒時, 按其辛烷值區分優劣. 辛烷值越高的性能越好, 好似普通飛機燃料, 其辛烷值最高, 汽油一般用作汽車, 電單車及船隻的燃料之用.
沸點範圍更高, 由60度到280度或150度到315度的汽油為航空汽油. 航空汽油最大特點是其燃料效能高, 適合飛行的需要, 而且其結冰點很低, 在零下五十度都不會結冰.
再高的沸點, 由180度至310度的為煤油. 燃燒時不會產生黑煙, 火光既光亮又穩定, 因此用作照明, 煮食之用. 現今社會對煤油的需求不大, 因有煤氣等代替品, 所以產量不多.
沸點去到180度到370度和350度至410度的分別為輕質柴油和重質柴油. 柴油用於大型汽車, 及船艇使用. 由於柴油機比汽油機更省油, 有些小型汽車亦改用柴油作燃料, 所以柴油需求往往比汽油大. 柴油質量也以烷值表示, 越高數值越好, 其流動性和燃燒性也更好.
石油在工業用途中有95%用作潤滑劑之用. 包括冷卻劑, 防腐劑, 絕緣劑, 清洗劑, 用以清洗機器, 器械零件之用, 還有用作溶解劑及加工劑用在橡膠加工及試劑之用. 但也會製成燃料油用作工業用燃料之用, 依其粘度區分. 負荷重, 速度低的機器用高粘度機油, 高速度, 負荷低的則用低粘度機油. 另外石油會製成俗稱黃油的潤滑劑, 用在一些不能直接使用潤滑劑的機械齒輪之用.
其他的副產品還有石蠟, 用作包裝材料, 化妝品原料, 肥皂原料及蠟製品之用; 瀝青, 用以鋪設公路及建築之用; 還有石油焦, 用於治鋼及鋁和製成電石作電極.
除以上固體的產物外, 還有氣體產品, 統稱煉廠氣. 它能直接做燃料, 也能加壓液化成石油氣. 更可提供機械化產品原料及工藝之用. 從煉廠氣中, 可製造乙烯, 兩烯, 合成氨, 氫氣, 乙炔, 苯, 甲苯, 二甲苯等.
由此可見, 石油的功用之大, 超乎我們的想像.