本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
世界在交通运输需求方面对石油的依赖程度令人担忧，原因有很多，其中包括能源供应的可靠性。即使近期燃料进口有所减少，美国交通运输部门目前使用的一半石油仍产自其他国家。 这就引出了关于我们能源供应可靠性的问题，以及如果现有的供应系统失效，我们该怎么办。
可靠的能源供应是指在我们想要时可以获得的能源供应——它不易发生故障、停电和中断。 理想情况下，这个系统也应该具有弹性，这意味着如果确实发生中断，系统可以快速恢复。 可靠的能源供应不一定是国内的，但它必须有很高的可能性成为一种可预测且稳定的资源。
如果不包括非常规资源，世界排名前17位的国家（按石油储量计算）估计地下有1.2万亿桶石油 [1]，或者足够以目前的消费率使用100多年 [2]。 大部分原油都位于中东，尽管考虑到该地区在维持其公认的储量优势方面的强烈意愿，这些数据的有效性存在一些不确定性。
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图：按地区划分的世界石油储量 [3]
可以肯定的是，石油是一种不可再生资源（至少在我们生活的时间尺度上是这样）。 同样真实的是，世界各地正在生产的石油越来越难以从地下开采出来。 一个世纪前，公司可以从地表渗漏处撇取石油。 现在，他们从海洋中的浮动平台钻入地下数英里。 而且，随着难度的不断增加，他们生产的石油也变得更加昂贵。
即使世界石油储量中有足够的可用且经济的石油，可以在近期继续向全球市场稳定供应石油，仍然存在可靠性问题。 这些担忧源于原油在很大程度上不是在消费地生产的，这创造了一个容易受到各种中断影响的世界市场。 今天，原油在全球各地都有生产，其中俄罗斯、沙特阿拉伯和美国位居榜首。
图：世界主要石油生产国（千桶/天）[4]
这些石油在世界各地被消费，主要是在美国、中国和日本。 值得注意的是，世界主要石油生产国和石油消费国之间存在不匹配。 而且，虽然美国在这两个榜单上都名列前三，但它的石油产量仅约为满足其需求所需量的一半。 中国的需求也是如此，尽管中国的消费量不到美国的一半，但其石油需求仍有50%以上由其他国家供应。
图：世界主要石油消费国（千桶/天）[5]
石油供需之间的这种不匹配导致了对供应可靠性的担忧，因为它剥夺了石油使用国对石油供应的直接控制权。 这种缺乏控制权的情况引发了对供应稳定性的质疑，特别是当许多世界石油出口国的政府结构不可预测且不稳定时。
在美国，该国需求的石油约有一半是从其他国家进口的 [6]。 在这些进口石油中，约有一半（49%）来自西半球。 剩余的石油来自非洲（23%）、波斯湾（18%）和其他一些国家（10%）。
图：美国约有一半的石油是进口的，而这些进口石油中约有一半来自西半球
在美国，我们试图通过两种主要方式来对冲供应中断的风险：减少对进口燃料的需求和维持紧急燃料储备。
减少美国对进口燃料的需求
美国对石油进口的需求在2005年达到顶峰，部分原因是汽油消费量减少（转而使用国内生产的生物燃料），以及更广泛的交通运输燃料消费量减少。 三年后，随着2008年经济衰退，石油需求持续下降。 后者的减少部分是由于效率的提高，包括联邦政府强制的燃油经济性标准以及消费者行为的改变。 经济增长模式的转变也发挥了作用，因为国家对失业率上升和停滞的国民经济做出了反应。 这种总体减少也与国内石油产量的增加同时发生，导致石油进口量大幅下降。
图：自2005年以来，美国石油净进口量有所下降
美国目前的国内炼油能力为每天1770万桶，是自1982年以来的最高水平。 自2001年以来，美国增加了100多万桶的炼油能力。 几乎一半（49%）的炼油厂位于墨西哥湾沿岸，考虑到美国石油储备的地理位置，这是一个便利的事实，我们稍后将讨论这一点。
图：2001年和2011年美国各地区炼油厂的原油炼油能力
这些炼油设施将原油转化为多种最终产品，包括汽油、柴油和航空燃料，这些燃料被该国的交通运输车队使用。 虽然一部分原油来自国内资源，但进口石油仍然占美国原油供应的大部分。 因此，该国通过维持紧急情况下的石油储备来应对这种脆弱性，以缓冲国家免受供应中断的影响。
美国紧急燃料储备
对国家石油供应中断的担忧是非常真实的，这使得美国不得不采取措施保护自己。 美国战略石油储备（SPR）是由能源部维护的原油储存系统，目的是为了避免在威胁国家石油供应的紧急情况下发生经济停摆 [7]。 美国战略石油储备由沿着墨西哥湾沿岸（从德克萨斯州到路易斯安那州）的62个地下洞穴（位于盐矿层内）组成，目前拥有超过7亿桶石油 [8]。 按照美国目前每天约2000万桶的消费率计算，战略石油储备及其7亿多桶石油可以在不采取节约措施或限制的情况下，满足该国一个多月的燃料需求 [9]。
照片：美国战略石油储备基地位于墨西哥湾沿岸，从德克萨斯州到路易斯安那州 [9]
这些储备并没有消除与严重依赖进口能源资源相关的潜在可靠性问题。 但是，它为国家提供了一小部分备用资源，以缓冲世界石油供应中断的影响。
即使该国近期石油进口有所减少，并且拥有现有的原油储备能力，美国的交通运输燃料供应仍然容易受到中断的影响。 今天，美国控制其石油供应链的能力有限，使其依赖于许多其他国家。 在我们弄清楚如何为美国交通运输车队建立可靠的燃料供应之前，我们将面临一个棘手的问题：“如果我们现有的供应系统失效，我们该怎么办？”——而这个问题的答案并不容易。
参考文献
[1] 美国能源部，能源信息署（EIA） http://www.eia.gov/international/reserves.html
[2] 国际能源署（IEA）年度统计补充 http://omrpublic.iea.org/omrarchive/sup2010.pdf
[3] 美国能源部，能源信息署（EIA），《石油与天然气杂志》（2007年）
[4] Sheril Kirshenbaum制作的世界主要石油生产国图表，发表于她的博客Culture of Science，日期为2011年8月17日。 经她许可使用。
[5] Sheril Kirshenbaum制作的世界主要石油消费国图表，发表于她的博客Culture of Science，日期为2011年8月17日。 经她许可使用。
[6] 美国能源部，能源信息署（EIA） http://www.eia.gov/energy_in_brief/foreign_oil_dependence.cfm
[7] 《能源政策和节约法案》第3节和第161节，由能源部美国石油储备网站总结。 http://www.fe.doe.gov/programs/reserves/spr/spr-epca.html
[8] 美国能源部 - 战略石油储备网站，目录 http://www.spr.doe.gov/dir/dir.html
[9] 美国能源部，能源信息署（EIA） http://www.eia.gov/energyexplained/index.cfm?page=oil_home#tab2
[10] 美国能源部 - 战略石油储备网站 http://www.spr.doe.gov/
图片来源
1. 油桶图形 © 作者：Amiralis，并根据此知识共享许可协议使用。
