据有关统计数字和科学家推算，世界上的油气总资源仅仅能维持40-50年，我国的油气总资源也只够100年的消耗。所以，一些世界组织曾经发出警告：人类在迈向21世纪的时候，不得不面对能源短缺带来的严重后果。的确，我们不得不思考：将来用什么替代日渐枯竭的现有能源？
一、天然气：
专家认为，天然气因其清洁、高效的特点，将成为21世纪全球能源可持续发展的一个主要选择。
“人类的能源使用模式经历了从木材到煤炭，再到石油的发展过程。而天然气将因为其较低的污染物排放量，易获得性，便于使用性成为未来石油的主要替代能源，”国际天然气协会主席乔治？韦尔贝格尔说。
根据石油输出国组织提供的数据，在目前的世界能源消费构成中，天然气占大约21%。到2025年，这一比例将上升到近30%。
“可持续发展是未来城市发展的目标，这样一个目标要求建立环保、安全和高效的能源供应系统。在可预见的未来，天然气是满足这一需求的最佳选择，”“液化天然气将由于其便于输送的特性，极大地推动天然气在世界的推广和使用，”韦尔贝格尔说。
2002年全球液化天然气的需求量是1.1亿吨。根据国际天然气协会的预测，到2010年，这一需求量将达到2.3亿吨。届时，我国作为新增消费国，其液化天然气消费量将达到2000万吨。
天然气可以用于发电、工业、居住以及交通等各方面。据国际能源机构预测，到2030年，发电、工业和家庭使用将分别达到天然气消费的前三位。
我国拥有丰富的天然气能源。据统计，我国天然气总资源量为53万亿立方米，预测可采资源量为12万亿立方米左右。现已累计探明天然气可采储量2.6万亿立方米。目前，天然气剩余可采储量2万亿立方米，居世界第15位。到2020年，中国天然气的储量仍将保持青年期的特点。
可燃冰：
所谓“可燃冰”，实际上是一种被称为天然气水合物的新型矿物，它是在低温、高压条件下，由碳氢化合物气体与水分子组成的一种类冰结晶化合物的固体物质。其分子结构就像一个一个的“笼子”，由若干水分子组成的每个“笼子”里面“关”着一个天然气分子。关进“笼子”的分子除了甲烷外，还可以是二氧化碳、氮气、硫化氢等小分子的气体，它们被统称为气水化合物。作为一种新型的能源矿产，“可燃冰”具有如下方面的特点：
其一，“可燃冰”能量密度高。每1立方米的固体水合物，可释放164立方米的甲烷气体，其能量密度是普通天然气的2-5倍。
其二，“可燃冰”杂质少，无污染。燃烧后几乎不会产生有害污染物质，尤其是生成的致癌物质二氧化硫，要比燃烧原油或煤低两个数量级，是一新型的清洁能源。
其三，“可燃冰”分布广、资源丰富。科学家的评价结果表明，“可燃冰”在世界各大洋中均有分布，仅海底区域分布面积就达4000万平方公里，占海洋总面积的1／4，是迄今为止海底最具价值的矿产资源。“可燃冰”的总资源量为1.8-2.1×106立方米，相当于世界上油气和煤炭资源总量的2倍。
其五，“可燃冰”矿层厚、规模大。目前，世界上已发现的“可燃冰”分布区多达60处，矿层最厚可达数百米。单个矿田面积可达数千至数万平方公里，储量可达数万亿至数百万亿立方米。其矿层之厚，规模之大，是常规天然气田无可比拟的。
科学家指出，凡是以往用天然气生产的化肥、化纤等物品，都完全可以使用“可燃冰”制造。由此可见，在石油之后，可燃冰有望成为人类的又一支柱能源。
生物质能源：
我国生物资源丰富，每年可利用生物能约合2.6亿吨标准煤。因此，发展生物燃料、生物原料是适合我国国情的重要的替代石油途径。
目前，有两种比较成熟的生物质能替代技术，一种是沼气，另一种是酒精。
沼气发酵是利用有机废物、有机废水转化为甲烷气体燃料。沼气和天然气成分相同，是未来替代天然气的最好燃料。沼气技术已经成熟，在我国农村和城镇都有所应用，在处理高含水有机废弃物方面非常有效。
酒精是替代石油的最理想燃料，在国外早已广泛应用。巴西已普遍使用60％酒精＋33％甲醇＋7％汽油的车用燃料。新西兰利用甜菜、松树生产酒精，基本满足全国运输需要。瑞典利用树汁生产酒精，相当于年石油消耗量的50％。美国用90％的汽油添加10％酒精，取名“汽油醇”，用量占全国汽油总量的70％。汽油中添加酒精，不仅可以替代一部分汽油，而且可以增加辛烷值，提高燃油抗爆性。另外酒精还是净化剂，可减少汽车排放的污染物，清洁发动机。
用生物原料替代石油化工原料前景也十分乐观。酒精脱水就是乙烯，有了乙烯，合成树脂、合成橡胶、合成纤维等石油化工产品就有了保证，利用植物生产可降解塑料也将成为现实。
转基因石油植物：
割开一截“神奇树”，就会流出一种近似石油的树汁，经提炼可替代汽油。这不是神话，这是我国正在研发的提炼转基因“石油植物”的新进展。
中科院上海生命科学科学院张红霞研究员说，已知“石油植物”品种并不少，比如豆科的水黄皮、大戟科的乌桕、小桐子等。巴西有种香胶树，树汁不需任何加工，即可当柴油用，简单加工就成了汽油，年产树汁达20－30公斤。澳大利亚、菲律宾、马来西亚也有优质的“石油植物”。
目前，困扰“石油植物”的主要问题是，其含油量尚达不到大规模生产的成本要求。中科院昆明植物研究所邱明华研究员说，需要通过转基因和人工育种，进一步改善植物品质。
据预计，到2020年，生物能源有望占到中国全部能源消费的12.5％。
101.煤变油可行吗？
数据表明，中国煤炭资源十分丰富，是世界上最大的煤炭生产国和消费国。据国土资源部矿产资源储量司2004年6月发布的统计报告显示，截至2002年年底，中国探明可直接利用的煤炭储量为1886亿吨，已探明的煤炭储量人均145吨，按全国年产19亿吨煤炭计算，中国的煤炭资源可以保证开采上百年。我国煤炭保有储量高达1万亿多吨，出口量居世界前列，但我国每年要拿出250亿美元进口石油。
针对我国石油资源短缺、煤炭相对过剩的现状，人们在思考能否通过“煤变油”的途径，改变我国能源结构困境，实现油品基本自给。
“煤变油”是以煤炭为原料，通过化学加工过程生产油品和石油化工产品。根据化学加工过程的不同路线，煤炭液化可分为直接液化和间接液化两大类。直接液化是把煤炭先磨成煤粉与溶剂（石油馏分）配成油煤浆，然后在高温、高压和催化剂的作用下直接与氢气发生加氢裂化反应，使煤炭直接转化成液体油品。间接液化是煤炭在高温下与氧气和水蒸气反应分解，使煤炭全部气化成合成气（CO+H2的混合物），再在催化剂的作用下进一步合成为液体油品或石化产品。
实施“煤变油”工程是国外石油资源贫乏国家缓解石油紧张状况的重要途径。此技术在南非已有50年的生产经验，也是目前德、美、日等国家的储备技术。
丰富而便宜的煤价成为中国可以率先利用此技术的重要前提。据技术分析，中国采用煤液化技术每吨石油的成本约1500元，而目前中国每进口1吨石油，海关报价高达1900元。我国丰富、优质的煤炭资源，将为“煤变油”项目的实施提供资源保证。
此外，我国（尤其东部）脆弱的生态环境已不堪煤炭的高排放、高污染。专家对煤炭和天然气在相同能耗下排放污染物量做过对比，两者排放灰粉比例为700∶1，排放氮氧化合物比为29∶1。清洁能源的推广和应用迫在眉睫。而煤液化油后，可以极大地降低粉尘排放，减少污染。因此，煤变油项目的实施，前景广阔，也势在必行。
早在20世纪80年代，中国科学家就积极开展了煤炭直接液化技术研究，先后从德、美、日引进了3套装置在云南、陕西、黑龙江进行项目试验。据鉴定，3个实验项目全部打通了从煤到油的流程，证实了技术的成熟性和可靠性。
2001年，为了满足国家能源战略对间接液化技术的迫切需要，国家863计划和中国科学院联合启动了“煤变油”重大科技项目。中科院山西煤化所承担了这一项目的研究。经过一年多的攻关，千吨级中试平台在2002年9月实现了第一次试运转，并合成出第一批粗油品，到2003年底时已运行4次，累计获得了数十吨合成粗油品。
科学家们通过继续攻关，终于在2003年年底从粗油品中生产出了无色透明的高品质柴油。这种柴油产品中的硫氮等污染物含量极低，十六烷值高达75，是目前世界上纯度最高、最优质的清洁柴油，具有高动力、无污染等特点。这种目前世界上最优质的清洁柴油的问世，标志着我国具备了开发和提供先进成套产业化自主技术的能力，并成为世界上少数几个拥有可以将煤变为高品质柴油全套技术的国家之一。
据专家测算，采用煤液化技术，一吨汽柴油的所有成本约1500元左右，而国内近几年一吨汽柴油的平均批发价格在3000元左右。建一个煤直接液化厂，按年产100万吨计算，每年可生产汽柴油80万吨，副产品20万吨。权威机构认为，如果石油的价格高于每桶22美元，煤液化技术将具有竞争力。
2004年8月底，我国第一套“煤变油”直接液化工业化装置在内蒙古自治区鄂尔多斯市开工，标志着中国“煤变油”工程取得实质性进展。这种把煤直接液化的“煤变油”工业化装置在世界范围内是首次建造。
优化能源结构，积极寻求能源替代，“煤变油”工业化项目的实施，必将为我国经济的发展产生不可估量的影响。中国石油资源贫乏，天然气也不多，而煤炭资源丰富，无论是保护环境还是调整能源结构、优化利用资源，在煤炭转化的环保利用上，中国应当扮演一个领导者。
102.乙醇燃料能代替汽油吗？
目前，机动车消耗的石油，占世界石油消耗总量的1/2，汽车尾气是大城市空气中最大的污染源，而全球汽车数量仍在日益增加。据估计，50年后石油资源也将告罄。发展高效率、可再生、无污染的新能源，逐步替代石油，已迫在眉睫。加之近年来国际原油价格的快速持续上涨，以及我国燃油排放标准的升级和对清洁能源的需求，都在客观上推动了乙醇汽油的推广使用进程。
车用乙醇汽油是把燃料变性乙醇和汽油组分油以适当比例调配而成的一种新型清洁车用燃料。专业定义为：在不添加含氧化合物的液体烃类中加入一定量的变性燃料乙醇后作点燃式内燃机的燃料。变性燃料乙醇的加入量为10％。我国车用乙醇汽油是指在汽油组分油中按体积混合比（1比9）加入变性燃料乙醇后作为汽车燃料用的汽油。
乙醇可单独作为汽车燃料，也可与汽油混合作为混合燃料。其特点：
（1）乙醇的热值比汽油低，约为汽油的61.5％，但含氧量高，存在自供氧效应，减少CO生存的条件，使CO较多转变成CO2，CO和HC排放量明显小于汽油，但NOx排放与汽油相当。理论混合气热值与汽油相当，汽车使用乙醇燃料不会影响动力性能。
（2）乙醇辛烷值远高于汽油，当汽油中加入一定量的乙醇后可提高混合燃料的辛烷值。
