如果從單位質量可以放出多少能量的角度去看鋰電池的話，那這個理解角度就跟評價化石燃料的熱值很像了。

樹木大約是500萬焦耳/公斤，標準煤是3000萬，汽油是4300萬。鋰電池跟它必不可少的那些配套裝置加一起，大約算完了是90萬焦耳/公斤，也就是說，它大約只有樹木的1/6，只有汽油的1/47，這是透過瓦時跟焦耳的轉換可以知道的。

一般來說，在同一類事情中，如果 A 跟 B 的效果相差了50倍，像47倍也差不多。那麼 A 跟 B 就屬於是完全兩個階層的東西了，或者是兩個時代的東西。

所以，知道了這個比值，我們再看新能源汽車，就對它面對的劣勢有了一個更深的瞭解，就是它攜帶能量的密度太低了，即便是帶著一個800公斤的電池，才能跑300多公里，它還不如一輛只裝了50公斤汽油的傳統車的續航的一半遠。

可是，在研發中，我們又觀察到很難提升電池中的能量密度。

能在電池系統中出現的能量，好像只能這樣溫和地儲存著，密度太高，要不就是不太穩定，容易爆炸。要不就是太穩定了，以至於只有一次的放電，一次放電之後，變成了另外一種化學物質，它很難再還原了，也就是很難再給它充上電了。

我想，這就是新能源汽車遇到的各種困難之一。

有人說，像瓦時、焦耳這種能量的變換實在是太難了，這都是搞科研的人應該瞭解的。

但今年1月份，楊振寧在國家天文臺作了一次演講，楊振寧說的是：

所有高中出現的物理課是現代人為人的基礎。

所以這方面內容如果落得非常非常多，也許就是我們被後一代人甩下去的原因。

石油終究會用光

我們說回石油，自從我們廣泛使用石油之後，對石油會不會用光的討論一直存在，最早的討論甚至是1930年的時候，因為那會兒汽車大量出現了，油價大幅提高。

這種恐慌，資料比較全的討論是一九七幾年，那個時候，石油輸出國組織，也就是歐佩克（OPEC），一起減產推高了油價。

1975年的時候，美國著名的地質學家漢布林在《地球動力系統》這本書裡仔細計算過，按當時石油的消耗量和已經發現的儲量，兩個數字一除是31年，但如果把每年新發現的儲量算進來，大約是可以滿足50年的需求，也就是在他的理論中，2025年全世界就沒有石油可用了。

2003年的時候，英國石油公司得出的結論是還能用110年到120年，他們的依據是：

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已知的儲量是1萬億桶，這些儲量按照每年遞增的消耗幅度，可以使用38年；

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在這38年裡，我們還會發現新的儲量，如果我們探明新儲量的技術還是2003年的技術的話，那石油資源還會再發現1萬億桶，這樣又多了38年；

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但是這前後76年中，發現新的油田，探明新儲量的技術還會再更新，它不會停留在2000年，所以把這個技術的進展也考慮進去，他認為還會再發現1萬億桶新的石油。

所以加起來大約是114年，這一下比1975年預測的50年又長了一倍的時間。

但不論是悲觀的50年，還是稍微樂觀一點的120年，這石油終究是要用光的，而會被用光是基於石油產生的理論。

我們先介紹一個主流理論，就是上節課說的：

石油是由遠古的海生植物沉澱形成的。

但這個理論是不是站得住腳呢？

它一直存在質疑跟驗證。

比如一種全球性的證據是，世界上幾乎所有的大油田都位於沉積岩分佈的地區，在沉積岩裡還經常發現很多古代海生動植物的遺蹟，這個證據雖然是全球性的，但它提供的只是兩者的相關關係。

因果關係有沒有呢？

也有，就是實驗室裡也確實有科學家模擬了地下幾公里處的環境，然後把蛋白質、脂肪、碳水化合物，把它們混合放在這樣的環境裡一段時間，之後確實也形成了跟石油中碳氫化合物很像的一種物質，所以這個主流理論到現在是很站得住腳的，以至於這個觀點都已經寫進了教科書。

透過上億年漫長的過程沉積的東西，再被人類高速開採幾百年，與此同時又補不過來，所以確實是有可能枯竭的。

那真的一點希望也沒有了嗎？

也不是的，因為關於石油是怎麼形成的，還有其他沒能寫進教科書的理論，也就是非主流的。

它的說法就是，石油中那些碳氫元素，在自然界給予一定的條件之後，它能自發地形成。尤其是在地層的深處，在地表下幾公里，本來就擁有大量的碳氫元素，這些東西並不是什麼動植物沉積造成的，因為實際上宇宙中每一個岩石星體都少不了碳氫元素，它們在宇宙中的丰度本來就非常高。

在地下溫度比較高的地方，比如說幾百攝氏度的環境下，有水順著岩石一點一點滲透進來，在這裡跟高溫的碳氫化合物接觸之後，就會生成各種有機物，這些有機物就是石油的雛形。

丰度：一種化學元素在某個自然體中的重量佔這個自然體總重量的相對份額。

這種非主流理論所涉及到的化學反應，在實驗室中也已經模擬出來了。那在這個理論下，石油是一邊在被挖出來，另一邊在不斷地生成，所以在這個非主流理論中，我們就不用擔心石油有那麼一天會被用光。

嚴重的環境問題

那無論是50年用光，還是永遠都不會用光，現在新的問題出現了，那就是碳從固體裡跑出來了，以二氧化碳的形式釋放到空氣中，這種氣體對地球的氣候影響實在太大了。

最早，人們把這種影響叫做溫室效應，很多人都把它簡單理解成哪哪都變熱。

其實， 二氧化碳過量地增加造成的效果是冷熱不均、降水不均、極端天氣密集、海水酸化、全球平均溫度升高，而不只是哪哪都變熱這種簡單的理解。

這種變化就威脅著地球上每一個物種。在我們之前的一系列海水酸化的課中已經詳細說過了，這就不多說了。

這個嚴重的環境問題應該能逼迫著人們利用新的能源，從化石能源轉到其他型別。

其實這個事件就有點像120年前的情況：

一八九幾年的時候，世界上大城市面臨的問題主要就是馬糞，馬匹拉的車是走一路拉一路，晴天是到處蚊蟲亂飛，雨天更是汙水橫流，以至於1898年，在紐約舉行的第一屆國際城市規劃會議上，那次會議最主要的議題就是，怎麼解決馬糞。

可是最終解決這個問題的，不是高階的清潔工或者嚴苛的法律，而是汽車。

那麼二零二幾年之後，是不是有一些新的技術能像當年汽車橫空出世一樣，讓碳排放降下來呢？

降下來有兩種途徑：

第一種途徑，是想方設法地把已經排到空氣中的二氧化碳再從空氣中固定下來。

這個工作其實地球上所有的植物都在做，否則植物中的澱粉、糖，這裡的碳都是從哪兒來的呢？但農作物、植物，它的種植量是遠遠趕不上我們碳的排放量的。

現在研究的新技術是利用水中的一種藻類，它利用二氧化碳的效率比普通的農作物高了30倍，不過它成本特別高，只是停留在實驗室中。所以，把空氣中的碳固化出來的這種途徑，現在前景並不是太好。

第二種途徑，就是想方設法不排放二氧化碳，所以就要儘量少地使用化石能源。

常見的方式就是透過汽車引擎的更新，從傳統的燃油車切換到電動車，然後再設法把發電的部分轉換成非化石能源的型別。全球石油的消耗中，有50%用在了交通上，這其中包括汽車、飛機、輪船。而汽車又佔這50%中的一半。

從經濟角度分析，有機構算過，現在的電動汽車成本高是廠商積極性不高的主要原因，能讓電動汽車比傳統燃油車購買使用的成本更便宜，大量的需求才會出現。

現代的電動汽車每千瓦時的電池組成本是140美元，以這個水準，石油要達到130美元一桶，兩者的成本才能持平。可是最近的石油很便宜，一直是在40美元到65美元間浮動。

所以，新能源汽車在成本上很難拼過傳統車。即便是有大量的政府補貼，我們也只能寄希望於藉助於有利的政策，撐到石油價格飛漲的那一天，或者是撐到電池成本減半的那一天。

到時候，我們再討論的問題，就不是石油什麼時候會用光這樣聽著就讓人恐慌的問題。而是，我們什麼時候就不再用石油了。

也許，等我們不再用石油的時候，全世界石油的儲量還有幾億桶，但我們已經不太關心了。

今日內容小結

這節課最後，我們回頭再看這個問題，全世界石油還能用多少年？

它的答案竟然跟石油的消耗、石油的產出關係並不大，關係最緊密的是氣候變化。

工業時代來臨之後，人類總的耗能飛漲，從前看起來還是很清潔的能源，在使用量增加了幾十、上百倍之後，之前那些無關痛癢，甚至幾乎觀察不到的副作用就已經顯現出來了。

比如像煤，它裡面的雜質遠比石油要多，但只有用量非常巨大的時候才會出現像倫敦的霧都，北京的霧霾這樣的情況。

等它切換到石油跟天然氣之後，在燃燒的時候雖然已經很清潔了，但用量再提升個幾十倍，那個時候甚至連無色無味，對身體沒有害處的二氧化碳都變成了危險因素，而人類的耗能總是在飛漲的。