石油：从石头缝里流出来的 “黑色黄金”，到底藏着多少秘密

今天我们来聊一个真正意义上支撑现代世界运转的核心资源 —— 石油。我们每天都在和它打交道，开车需要它，穿衣离不开它，吃饭用的餐具、身上的化妆品、生病吃的药物，甚至脚下的马路，都和它深度绑定。可以毫不夸张地说，现代人类文明，就是建立在石油之上的。

很多人以为石油是近现代才被人类发现利用的新资源，其实完全不是。

石油这个名字，起得非常直白，就是因为它最初是在岩石缝隙中被发现，是一种从石头里渗出来的黑色油脂，所以被称作石油。人类发现和利用石油的历史，远比大多数人想象的更加久远，距今大约 5000 年前，在美索不达米亚平原，也就是今天的伊拉克境内，苏美尔文明就已经开始使用石油。

那个时候的人类，还没有任何钻井开采技术，根本不可能主动从地下挖出石油。他们用到的石油，全部是自然渗出地面，自己冒出来的。当时的古人完全不知道这种黑色黏稠液体到底是什么物质，更不知道它的化学成分和形成原理，但这并不妨碍他们发现石油的实用价值。

苏美尔人发现，这种黑色液体黏性极强，能够有效粘合石块，是绝佳的建筑粘合剂。同时，把它涂抹在木质船只的表面，可以起到极好的防水效果，防止船只漏水，大大提升了船只的使用寿命和安全性。在几千年前的远古时代，这样的实用功能，足以改变一个文明的发展轨迹。

关于石油最早且最出名的文献记载，来自《旧约圣经》。我们之前讲巴别塔的故事时就提到过，圣经中明确记载，古巴比伦人建造通天塔，使用的建筑材料是砖头和沥青。这里所说的沥青，正是石油加工后的产物。而古巴比伦所在的区域，恰好就是美索不达米亚平原，也就是人类最早发现和利用石油的地区。

从这个角度来看，人类利用石油的历史，几乎和人类文明史一样漫长。远古人类很早就发现石油可以燃烧，但是受到开采技术的绝对限制，人类只能被动等待石油自己冒出地面，无法大规模获取。相比之下，木材随处可得，取用更加方便，因此石油作为能量载体的核心价值，在长达数千年的时间里，一直被完全忽略，仅仅作为粘合剂和防水材料使用。

人类真正开始大规模开采和利用石油，不过是最近 100 多年的事情。随着工业革命全面展开，全球工业生产对能源的消耗呈现爆炸式增长，传统的木材、煤炭已经无法完全满足需求。与此同时，汽车、飞机等新式交通工具陆续发明普及，第一次世界大战爆发，各类机械装备对液态能源的需求激增，石油的战略价值彻底显现，全球需求开始疯狂爆发。

经过一个多世纪的发展，石油已经成为人类社会发展不可或缺的核心资源。一提到石油，绝大多数人的第一印象就是燃料，觉得自己只要不开车、不坐车，就和石油没有任何关系。这种认知，和实际情况相差十万八千里。我们日常生活中绝大部分生活用品，都直接或者间接与石油相关，有些产品甚至完全就是石油制品。

最典型的石油制品就是塑料，从水杯、餐具到家电外壳、电子产品，几乎无处不在。我们身上穿的衣服，很多化纤纤维，原料同样来自石油。除此之外，药品、化妆品、轮胎、橡胶、洗涤剂、胶带，全部是以石油作为核心原材料生产出来的。石油堪称现代工业的真正血液。

石油从地下开采出来之后，会被运送到石油加工厂，进行蒸馏分层处理。在蒸馏设备中，不同沸点的成分会被逐一分离，每一层分离出来的物质，都能转化成用途完全不同的产品，真正做到物尽其用，没有任何一滴会被浪费。

蒸馏分离的最上层，是石油气，也就是我们家庭日常使用的煤气，以及打火机内部的瓦斯。

第二层是汽油，专门作为汽车、摩托车等陆路交通工具的燃料。

第三层是石脑油，这是生产塑料、化纤衣服、药品、化妆品的核心基础原料。

第四层是煤油，主要作为飞机的专用燃料。

第五层是柴油，是卡车、巴士、大型发电机的主要动力来源。

第六层是重油，用于大型轮船、工业锅炉的燃料。

第七层是润滑油，工厂各类大型机械设备运转，必须依靠润滑油减少磨损，保证设备正常运行。

第八层是石蜡，是制作蜡烛、防水材料的核心原料。

第九层，也是最底部的一层，是浓度最高、质地最黏稠的沥青，主要用来铺设马路，同时也是重要的建筑防水材料。

可以说，石油虽然算不上万能物质，但确实浑身上下都是宝，从我们每天的吃穿住行，到整个人类社会的工业发展、科技进步，都完全绕不开石油。也正是因为石油拥有如此核心的地位，全球任何一个与石油相关的冲突，都会引发连锁反应。

此前美国和伊朗关系紧张，地区局势动荡，全球物价就会随之快速飙升。原因非常简单，几乎所有商品的生产、运输环节，都需要消耗石油，石油价格波动，会直接传导到每一个消费品上。而且石油是典型的重度消耗品，消耗速度极快，无法循环使用。

目前全球每天消耗的石油总量，超过 1 亿桶。如此庞大的消耗量，注定了石油会成为全球争夺的核心资源。最近 100 多年来，世界上很多冲突和战争，背后都有石油争夺的影子。

各国疯狂争夺石油，不仅仅是因为它消耗量大、用途广泛，还有两个更加关键的原因。第一个原因，是石油在全球的分布极端不均衡。世界上大部分国家，要么完全没有石油储量，要么即便有石油，品质也极差，开采难度极大、成本极高，根本不具备商业开采价值。

只有极少数国家，拥有品质优良、开采简单、成本低廉的优质石油资源，而这些国家高度集中在中东地区。不过目前全球已探明石油储量最多的国家，并不是中东国家，而是委内瑞拉。委内瑞拉的石油储量，占到全球总储量的 17%，排名世界第一。第二名是沙特阿拉伯，占到 15%，第三名是伊朗，占到 12%。

委内瑞拉虽然储量惊人，但是境内绝大多数石油都是超重油，这种石油质地黏稠，提纯加工难度极大，开采和加工成本远高于普通石油。而沙特和伊朗的石油，埋藏浅、杂质少、开采极其容易，油品质量极佳，开采成本极低。

但无论储量大小、品质高低，这些石油资源丰富的地区，长期以来都很难保持和平稳定。仿佛是一种魔咒，一个地区只要拥有大量石油，就会成为各方势力争夺的目标，很难拥有长久的安稳环境。

第二个导致各国疯狂争夺石油的核心原因，是长期以来，人类社会普遍坚信石油是有限的，属于不可再生资源，用完就没有了。从 100 多年前开始，就不断有专家和机构计算，全球石油只够人类再使用二三十年。这样的说法，在过去一百年里反复出现，几乎成为所有人的共识。

很多人小时候应该都听过类似的说法，石油即将枯竭，人类要节约能源。但是这么多年过去，石油不仅没有枯竭，反而全球产量越来越高，现在社会上，已经很少再提及石油即将枯竭的言论。

为什么石油一直被说快要用完，却始终用不完？主要原因有三点。第一，全球不断有新的油田被勘探发现，每次发现大型油田，都会大幅提升全球已探明石油储量。第二，石油开采技术持续进步，过去因为技术限制无法开采的石油，现在都能顺利开采出来。

最典型的例子就是美国，美国如今是世界第一产油国，依靠的就是顶尖的采油技术。很多人误以为石油都储存在地下巨大的空洞中，插下管道就能直接抽出。真实情况并非如此，大量石油被封存在岩石内部，以极其细碎的状态分散在岩石缝隙里，常规技术根本无法开采。

美国石油公司研发出高压水力压裂技术，用强大的水压将岩石整体压碎，让原本封存在岩石内部的石油顺利流出，从而实现高效开采。第三，石油利用效率不断提升，同样的石油能够发挥更大的价值，进一步延缓了石油枯竭的时间。

这些因素叠加在一起，让石油的枯竭期限不断向后推移。也正因为储量不断被刷新，石油的基础价格其实并不昂贵。在地区冲突没有爆发的和平时期，国际原油的平均价格，和我们日常饮用的矿泉水相差无几，平均每升原油价格大约在 0.5 美元左右。

按照目前全球已探明的石油储量，以及每年的消耗速度计算，全球石油至少还可以稳定供应四五十年。那么，人类不断发现新油田，开采技术不断进步，是否意味着石油永远不会枯竭呢？要回答这个问题，我们必须先解开石油身上最大的谜团 —— 石油到底是什么，它究竟是如何形成的。

从化学成分来看，石油是一种结构极其复杂的混合物，核心成分是数千种碳氢化合物。虽然由成千上万种物质混合而成，但是各种物质的比例相对稳定，就像有一个固定的神秘配方，精准调配而成。打一个不恰当的比方，这种感觉就像可口可乐，我们知道它由多种原料调配而成，但是具体原料和配比，始终是机密。

石油的配方，比可口可乐复杂无数倍，内部包含的化学物质超过上万种。这样神秘的黑色液体，到底是如何在地球上形成的？目前科学界的主流观点，是生物有机成因理论。

这个理论认为，石油来源于远古生物，主要是海洋中的藻类、浮游生物等微生物，而不是大型动物。这些远古生物死亡之后，沉入海底淤泥之中，深海环境极度缺氧，生物尸体不会腐烂分解，而是被长期保存下来。

经过漫长岁月的堆积，大量生物遗骸形成厚重的有机沉积层。沉积层不断累积下沉，逐渐转化为沉积岩。沉积岩随着地壳运动持续向地下深处移动，温度和压力不断升高，岩石内部的有机物在高温高压环境下，经过数百万年的转化，最终熬制成黑色液体，渗出岩石缝隙，形成石油。如果转化过程进一步持续，就会变成天然气，这也是石油和天然气通常伴生的原因。

这些分散的石油和天然气，再经过上千万年的汇集聚集，最终形成可供人类开采的油田。从生物遗骸转化为石油，不需要上亿年时间，但是要形成具备开采价值的油田，通常需要上亿年的时间。

需要特别强调的是，石油形成的整个过程，人类从未直接观测到，也没有直观的实证，完全是基于现有证据的科学推测。因此，石油是否真的由远古生物形成，并没有百分之百的定论。

主流理论之所以坚定认为石油来源于生物，主要基于三个有力的间接证据。第一，全球绝大部分油田，都分布在富含有机物的沉积岩层，而且这些区域，在远古时期全部是海洋底部。依靠这个理论推测，人类成功勘探发现了大量新油田，从实践层面验证了理论合理性。

第二，绝大多数石油中，都检测出了卟啉等特殊有机物质。卟啉是细胞膜的核心组成物质，目前已知只有生物体能够合成，因此被称为生物的分子化石。这种物质的存在，直接证明石油与生物存在直接关联。

第三，石油中碳 12 同位素含量极高。碳元素拥有多种同位素，我们熟知的是用于鉴定年代的碳 14，而生物体内部，碳 12 含量显著偏高，这一典型生物特征，在石油中完美体现。如果石油是无机自然形成，碳 12 含量不可能达到如此高的水平。

综合以上三大证据，目前科学界主流坚定认为，石油来源于远古生物遗骸。如果这个结论成立，那么石油就是绝对的不可再生资源。因为石油的形成，不仅需要海量生物遗骸，还需要满足尸体不腐烂、大量沉积、地壳运动下沉、高温高压转化等一系列苛刻条件。

能够满足这些条件的地质历史时期，在地球历史上非常短暂且偶然。如今地球的环境，已经不再具备大规模形成石油的条件。因此，石油属于用一点少一点的不可再生资源，这也是各国争夺石油的根本逻辑。

除了主流的生物有机成因理论，科学界还存在一个小众但生命力极强的理论 —— 无机成因假说。这个假说支持者不多，但是每隔几年就会被重新提起，引发广泛讨论。

无机成因理论认为，石油并非由远古生物形成，而是地球内部的无机物，在高温高压环境下，结合水的参与，通过化学反应自然生成。这个理论同样拥有自己的证据支撑。

第一，全球已经发现上百个商业油田，并不在沉积岩层中，而是分布在岩浆岩岩层，比如花岗岩、玄武岩岩层。岩浆岩由岩浆冷却形成，内部不可能存在生物沉积和有机物，按照有机成因理论，这里不可能形成石油。

后续研究发现，这类油田下方大多存在地壳断层，断层是地壳运动形成的裂缝，相当于连接地球深处的通道。因此无机理论认为，石油在地球更深处生成，通过断层通道向上移动，最终储存在岩层缝隙中，形成油田。

最典型的案例就是越南最大的白虎油田，该油田位于花岗岩岩层之中，按照传统理论根本不可能存在石油，却成为超级大油田，支撑越南数十年能源需求，甚至让越南成为石油出口国，用有机成因理论很难完美解释。

第二，石油中通常含有汞和氦等元素，这些是典型的非生物来源元素。石油中既有生物标记物质，也有非生物标记物质，不能仅仅因为存在生物元素，就断定石油一定来源于生物。其中氦元素是典型的地幔元素，暗示石油可能来源于地球更深的内部。

第三，部分油田被开采枯竭之后，时隔数年再次检测，发现内部重新聚集大量石油，出现自动回补现象。这种现象无法用有机成因解释，更符合地球内部持续生成石油、缓慢补充油田的逻辑。

虽然无机成因理论有一定合理性，但是目前绝大多数证据，依然指向有机成因理论，因此主流科学界依旧坚持石油来源于远古生物。不过无机成因理论，给人类提供了一个美好的想象空间。

如果石油真的是地球内部自然生成、可以持续再生的资源，那么人类将永远不会面临能源危机，全球也不必为了石油爆发冲突和战争。这也是为什么每次地区冲突爆发，石油价格上涨，无机成因理论就会被重新提起的原因。

石油如此重要，又是不可再生资源，人类是否可以人工合成石油？答案是肯定的，而且人造石油的历史，已经超过一百年。

1925 年，德国科学家研发出成熟工艺，通过复杂的工业转化，将煤炭转化为人造石油。二战时期，德国被全面封锁，本土石油资源极度匮乏，完全依靠进口，而煤炭资源十分丰富。煤转油技术，让德国实现了石油自给自足，生产出大量人造柴油，为坦克、飞机提供动力，支撑德军在欧洲战场的高强度作战。

二战结束之后，这项技术被美国掌握，如今全球主要工业国家，都拥有成熟的人造石油技术。现代技术更加先进，除了煤炭，天然气、生物质材料，都可以转化为人造石油。

人造石油相比天然石油，品质更加纯净，天然石油含有大量杂质，不同产地的石油品质差异巨大，而人造石油成分稳定、杂质极少、更容易加工提炼、转化效率更高，综合优势远超天然石油。

但是人造石油有一个致命短板，就是成本极高。建设一座人造石油工厂，前期投入需要几十亿到上百亿美元，生产过程还要消耗巨大的能量，投入产出完全不成正比。在天然石油开采成本极低的当下，商业资本根本不会投入人造石油领域。

比如沙特开采一桶石油的成本，仅需几美元，却可以卖出几十美元的高价，属于绝对暴利。因此人造石油目前只作为国家战略资源储备，不会大规模商业化生产。在人造石油领域，中国和南非的产能，处于全球领先水平。

讲完石油的巨大价值，我们也要正视石油带来的诸多问题。相比石油给人类带来的便利，它的负面影响同样不容忽视。

第一个问题，是环境污染。石油燃烧会释放大量二氧化碳、氮氧化物和细微颗粒物，加剧全球变暖，引发雾霾天气，导致各类呼吸系统疾病，对生态环境和人类健康造成双重伤害。

第二个问题，是石油泄漏风险。石油泄漏事故发生频率不高，但是一旦发生，尤其是海上泄漏，会造成毁灭性的生态灾难。大量石油漂浮在海面，隔绝氧气，海洋生物大量死亡，生态系统遭到严重破坏，想要恢复原状，需要几十年甚至上百年的时间。

第三个问题，是地缘政治冲突。石油是引发现代战争和地区冲突的重要根源之一。过去 100 年，两次世界大战、中东地区长期战乱，背后都有石油争夺的因素。如果未来在南北极发现大规模油田，势必会引发新的国际争端和矛盾。

因此，比起寻找新的油田，人类尽快研发石油替代品，显得更加重要。但是想要找到一种物质，完全替代石油，几乎是不可能完成的任务。

石油的功能太过全面，既能作为燃料提供能量，又能作为原材料生产塑料、纤维、药品、化妆品等无数产品，这样全能的物质，很难找到单一替代品。

因此，替代石油必须走分项替代路线。用新能源替代石油的燃料功能，用生物材料替代石油的工业原料功能。

目前作为燃料的石油，已经开始被逐步替代，路上越来越多的新能源汽车，就是最直观的体现。但是飞机燃料目前依旧难以替代，合成航空燃料的成本居高不下，短期内无法普及。

在塑料领域，PLA 材料是目前最有潜力的替代品，这种材料以玉米淀粉为原料，质感接近塑料，属于可降解环保材料。但是它成本高、质地脆、不耐高温，综合性能远不如传统塑料，目前还无法完全替代。

至于药品、化妆品等领域，石油目前依旧处于不可替代的地位。不过相关领域的研究，始终在持续推进，相信未来某一天，人类能够研发出更加清洁、可持续的材料，全面替代石油，让世界环境更干净，让国际社会更和平。