石油 (1 oil barrel = 158.987295 liter): 12月 2014

2014年12月24日星期三

石油的組成(輕原油和重油)

石油的組成大部份是碳氫化合物, 主要可以分為四類:

1.飽合的直鏈碳氫化合物 (paraffins), 其約佔石油組成 15% ~ 60%, 利如烷類.

2.飽合的環狀碳氫化合物 (naphthenes), 其約佔石油組成 30% ~ 60%, 利如環烷類.

3.多環芳香烴 (aromatics), 其約佔石油組成 3% ~ 30%, 為不飽合的碳氫化合物, 利如苯類.

4.最後是煉油最後剩下似瀝青的物質 (asphaltics).

若以元素分析來看石油的組成, 其中碳元素(carbon)所佔的比例最高, 約83% ~ 87%. 其次是氫 (hydrogen) 10 ~ 14%, 再來是氮 (nitrogen) 0.1 ~ 2%, 氧 (oxygen) 0.05 ~ 1.5 %, 硫 (sulfur) 0.05% ~ 6%, 最後是金屬元素, 其總含量通常小於 0.1%, 最常見的是鐵 (iron), 鎳(nickel), 銅(copper), 和釩(vanadium).

相對於未飽合的多環芳香烴及似瀝青等物質,飽合的碳氫化合物中的氫相對於碳的比例較高. 碳鏈較短時, 氫相對於碳的比例也會較高. 由於氫原子比碳原子輕(氫的原子量只有碳的1/12). 1, 2 項含量較高的原油, 其比重會較小, 黏滯系數較低(比較不黏,流動性較好), 稱為輕原油. 至於重油, 則比重較高, 流動性較差. 由於我們日常生活中所使用的液化石油氣, 汽油大約是使用C4~C12的直鏈碳氫化合物, 因此輕原油對生產汽油等較有利, 較少裂解或氫化歩驟. 輕原油的另一個好處是其比重低且流動性好, 於生產時容易從油田中抽取.

如何歸類是否為輕原油, 各地區及不同組織有不同的定義, 大致上, API小於20為重油(heavy oil). (API的定義見文章最後). API愈小表示比重愈大, 美國西德州原油(West Texas Intermediate) API=39.6, 布蘭特原油(Brent Crude) API=38.06, 杜拜原油 (Dubai Crude) API=31.0. 水的API為10, 若原油的API小於10表示其在水中會下沈. 這一類的被稱為超重原油(super heavy oil). 位於沙烏地阿拉伯的全世界最大油田(Ghawar)所生產的原油的API介於33 ~ 40之間. 而在上一篇文章中(World Crude Oil Reserves), 提到關於委內瑞拉及加拿大大幅上修石油礦藏量, 主要是來自油砂. 油砂中所含有的原油是屬於重油或超重油, 並不適合生產汽油, 較適合提煉柴油及噴射機油.

API 全文是 American Petroleum Institute (美國石油協會), 它的定義如下:

API Gravity = 141.5/SG - 131.5

其中SG (Specific Gravity) 是比重, 攝氏四度的水為1. 由以上公式可以知道, 若比重和水相同為言1 , 則API =10, 重油是表示API小於20, 則比重大約為0.934. 西德州原油的API為39.6, 可計算出其比重大約為0.827.

參考資料:

http://en.wikipedia.org/wiki/API_gravity

http://chemistry.about.com/od/geochemistry/a/Chemical-Composition-Of-Petroleum.htm

2014年12月22日星期一

World Crude Oil Reserves

資料來源 : U.S. Energy Information Adminstration (http://www.eia.gov/)

Barrel : 等於 42 美國加侖, 約等於公制中的 159 公升

以下表格的單位皆是十億桶 (Billion Barrels)

世界的石油礦藏量主要是指開採中或探勘中所估計的礦藏量, 同一礦區剛開採時往往會對其蘊藏量估計較保守, 隨著開採規模而上修. 隨著頁岩油及油砂的開採.世界的石油礦藏量已經從1980年的6420億桶, 上升至2013年的16459億桶. 若以2013年的石油消耗量為每日9千萬桶計算, 約可以開採50年.

1980年代沙烏地阿拉伯的石油礦藏量就佔了世界總蘊藏量的四分之一, 隨著各個國家礦藏量上修, 再加上科技進步使得開採頁岩油及油砂可行, 並加入其蘊藏量. 不過石油礦藏量的預估一直存在爭議性, 尤其是否有加入頁岩油及油砂等非傳統的油礦, 會讓數值變化許多. 例如美國目前被認為是頁岩油蘊藏量最多的國家, 估計有15000億至26000億桶, 佔了全世界頁岩油存量的七成. 約當等於現今全世界的石油礦藏量. 但是開採成本, 經濟價值仍具爭議. (http://en.wikipedia.org/wiki/Shale_oil)

上圖中加拿大於2003年的石油礦藏量由約50億桶大幅增加到1800億桶主要是因為位於艾伯塔省(Alberta)的油砂被認為具有開採價值. 同樣的委內瑞拉的石油礦藏量在2010年後由原本的1000億桶上升到3000億桶, 也是其位於Orinoco的重原油被認為有開採價值.

2013年的16459億桶中若扣除加拿大及委內瑞拉的頁岩油及油砂的增加量(約3500億桶), 則16450億桶的世界礦藏量下修至12950億桶, 以目前的每日消耗量9千萬桶計算, 可開採約39年.

下表是1980年代起每年的石油礦藏量除以消耗量所預估的可開採年限, 1970年代石油危機時就曾說石油只能再開採30年. 隨著科技的進歩, 不變的是石油還有數十年的開採年限, 改變的該是開採成本以及開採及消耗的環境衝擊.

2014年12月17日星期三

石油的世界產量與消耗量 (二)

資料來源 : U.S. Energy Information Adminstration (http://www.eia.gov/)

Barrel : 等於 42 美國加侖, 約等於公制中的 159 公升

以下表格的單位皆是 (千桶/日)

黃底標示的是OPEC成員國

表中為世界前 15 大石油生產國, 在1980年代前15大生產國的總產量佔世界總產量的88.5%, 在2013年這個比例下降到77.3%, 其中前三大產油國, 俄羅斯(蘇聯), 美國及沙烏地阿拉伯這三國的總產量在1980年代幾乎佔了世界總產量的50%, 在2013年此比例下降至37%. 當全世界石油產量在這33 年間增加44%的同時, 俄羅斯(蘇聯), 美國及沙烏地阿拉伯這三大產油國產量增加很少. 也是前15大產油國的生產比例由88.5%下降至77.3%的主因.

從1980到2013年, 有些國家原來不生產石油的, 也有了相當量的產出, 如亞洲的越南, 泰國. 當中產量增加最多的為非洲的安哥拉, 中東的卡達, 巴西及挪威. 順便一提的是, 卡達人口約二百萬人, 是現今人均所得(GDP)最高的國家, 可達到十萬美元以上.

上表為從1980到2013年產量增加倒數15名(選取2013年日產量仍有十萬桶以上者), 英國算是在先進國家中產量唯一大幅下滑的. 另外印尼的下降也是值得注意, 因為在東南亞人口不斷增長的國家中, 相較於越南, 泰國等產量大幅上升, 只有印尼的產量下滑至原來的57%, 印尼原來是OPEC員國, 於2009 年退出. 這對其國內的通膨及經濟發展不是件好事. 有幾個OPEC成員國上榜, 似乎也說明OPEC的勢力慢慢減少.

世界前 15 大石油消耗國中, 在1980年代前15大消耗國的消耗量佔世界總消耗量的79%, 在2013年這個比例下降到70%, 其中於1980年的前三大消耗國,美國, 俄羅斯(蘇聯), 及日本, 除了美國有些微增加外, 日本下滑了約一成, 前蘇聯合計的成員國更只有原來的西52%. 這三國的總消耗量在1980年代幾乎佔了世界總消耗量的50%, 在2013年此比例下降至31%. 取而代之的是中國, 印度, 巴西, 沙烏地阿拉伯等國的數倍成長.

石油消耗增加前15個國家的總合是整個世界的石油消耗量的1.04倍, 其中中國的增加量便佔了整個世界增加量的將近三分之一. 石油消耗量增加反應在幾個因素: 1. 經濟成長, 製造業等需要能源. 2. 人口增加, 交通運輸等民生能源需求增加. 3. 石化產業產能上升. 泰國, 南韓, 新加坡及台灣的增量主要可以反應這幾個國家的石化產業, 需進一歩分析.

石油消耗減少前15個國家中大部份是歐洲及北歐國家如德國, 義大利, 法國, 瑞典, 瑞士, 英國, 日本等已開發國家, 從節能產業(如大眾運輸), 及產業外移各減少多少能源需求待進一歩分析, 若減少大部份來自節能成效, 或許石油的需求量, 會隨著中國, 印度等國家進步而減少.

2013年石油產出國主要來自OPEC成員國及前蘇聯成員俄羅斯及哈薩克, 另外再加上加拿大, 挪威及墨西哥. 至於有石油缺口的前15國家, 可發現二個極端, 一部份是過去15年石油需求增加最多的中國, 印度, 南韓, 新加坡, 台灣等, 另一部份卻是石油需求減少最多的德國, 法國, 義大利, 西班牙, 荷蘭等. 另外, 曾是OPEC成員國的印尼, 現今的產量卻只有所需量的六成.

問題一 : 印尼盾相較於其他亞洲貨幣於週去三十幾年相對弱勢, 石油產量大幅下滑, 供需缺口大增,問題在於?

問題二: 俄羅斯為何在石油消耗量大量的減少?