本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
世界在交通運輸需求方面對石油的依賴程度令人擔憂，原因有很多，其中包括能源供應的可靠性。即使近期燃料進口有所減少，美國交通運輸部門目前使用的一半石油仍產自其他國家。 這就引出了關於我們能源供應可靠性的問題，以及如果現有的供應系統失效，我們該怎麼辦。
可靠的能源供應是指在我們想要時可以獲得的能源供應——它不易發生故障、停電和中斷。 理想情況下，這個系統也應該具有彈性，這意味著如果確實發生中斷，系統可以快速恢復。 可靠的能源供應不一定是國內的，但它必須有很高的可能性成為一種可預測且穩定的資源。
如果不包括非常規資源，世界排名前17位的國家（按石油儲量計算）估計地下有1.2萬億桶石油 [1]，或者足夠以目前的消費率使用100多年 [2]。 大部分原油都位於中東，儘管考慮到該地區在維持其公認的儲量優勢方面的強烈意願，這些資料的有效性存在一些不確定性。
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圖：按地區劃分的世界石油儲量 [3]
可以肯定的是，石油是一種不可再生資源（至少在我們生活的時間尺度上是這樣）。 同樣真實的是，世界各地正在生產的石油越來越難以從地下開採出來。 一個世紀前，公司可以從地表滲漏處撇取石油。 現在，他們從海洋中的浮動平臺鑽入地下數英里。 而且，隨著難度的不斷增加，他們生產的石油也變得更加昂貴。
即使世界石油儲量中有足夠的可用且經濟的石油，可以在近期繼續向全球市場穩定供應石油，仍然存在可靠性問題。 這些擔憂源於原油在很大程度上不是在消費地生產的，這創造了一個容易受到各種中斷影響的世界市場。 今天，原油在全球各地都有生產，其中俄羅斯、沙烏地阿拉伯和美國位居榜首。
圖：世界主要石油生產國（千桶/天）[4]
這些石油在世界各地被消費，主要是在美國、中國和日本。 值得注意的是，世界主要石油生產國和石油消費國之間存在不匹配。 而且，雖然美國在這兩個榜單上都名列前三，但它的石油產量僅約為滿足其需求所需量的一半。 中國的需求也是如此，儘管中國的消費量不到美國的一半，但其石油需求仍有50%以上由其他國家供應。
圖：世界主要石油消費國（千桶/天）[5]
石油供需之間的這種不匹配導致了對供應可靠性的擔憂，因為它剝奪了石油使用國對石油供應的直接控制權。 這種缺乏控制權的情況引發了對供應穩定性的質疑，特別是當許多世界石油出口國的政府結構不可預測且不穩定時。
在美國，該國需求的石油約有一半是從其他國家進口的 [6]。 在這些進口石油中，約有一半（49%）來自西半球。 剩餘的石油來自非洲（23%）、波斯灣（18%）和其他一些國家（10%）。
圖：美國約有一半的石油是進口的，而這些進口石油中約有一半來自西半球
在美國，我們試圖透過兩種主要方式來對沖供應中斷的風險：減少對進口燃料的需求和維持緊急燃料儲備。
減少美國對進口燃料的需求
美國對石油進口的需求在2005年達到頂峰，部分原因是汽油消費量減少（轉而使用國內生產的生物燃料），以及更廣泛的交通運輸燃料消費量減少。 三年後，隨著2008年經濟衰退，石油需求持續下降。 後者的減少部分是由於效率的提高，包括聯邦政府強制的燃油經濟性標準以及消費者行為的改變。 經濟增長模式的轉變也發揮了作用，因為國家對失業率上升和停滯的國民經濟做出了反應。 這種總體減少也與國內石油產量的增加同時發生，導致石油進口量大幅下降。
圖：自2005年以來，美國石油淨進口量有所下降
美國目前的國內煉油能力為每天1770萬桶，是自1982年以來的最高水平。 自2001年以來，美國增加了100多萬桶的煉油能力。 幾乎一半（49%）的煉油廠位於墨西哥灣沿岸，考慮到美國石油儲備的地理位置，這是一個便利的事實，我們稍後將討論這一點。
圖：2001年和2011年美國各地區煉油廠的原油煉油能力
這些煉油設施將原油轉化為多種最終產品，包括汽油、柴油和航空燃料，這些燃料被該國的交通運輸車隊使用。 雖然一部分原油來自國內資源，但進口石油仍然佔美國原油供應的大部分。 因此，該國透過維持緊急情況下的石油儲備來應對這種脆弱性，以緩衝國家免受供應中斷的影響。
美國緊急燃料儲備
對國家石油供應中斷的擔憂是非常真實的，這使得美國不得不採取措施保護自己。 美國戰略石油儲備（SPR）是由能源部維護的原油儲存系統，目的是為了避免在威脅國家石油供應的緊急情況下發生經濟停擺 [7]。 美國戰略石油儲備由沿著墨西哥灣沿岸（從德克薩斯州到路易斯安那州）的62個地下洞穴（位於鹽礦層內）組成，目前擁有超過7億桶石油 [8]。 按照美國目前每天約2000萬桶的消費率計算，戰略石油儲備及其7億多桶石油可以在不採取節約措施或限制的情況下，滿足該國一個多月的燃料需求 [9]。
照片：美國戰略石油儲備基地位於墨西哥灣沿岸，從德克薩斯州到路易斯安那州 [9]
這些儲備並沒有消除與嚴重依賴進口能源資源相關的潛在可靠性問題。 但是，它為國家提供了一小部分備用資源，以緩衝世界石油供應中斷的影響。
即使該國近期石油進口有所減少，並且擁有現有的原油儲備能力，美國的交通運輸燃料供應仍然容易受到中斷的影響。 今天，美國控制其石油供應鏈的能力有限，使其依賴於許多其他國家。 在我們弄清楚如何為美國交通運輸車隊建立可靠的燃料供應之前，我們將面臨一個棘手的問題：“如果我們現有的供應系統失效，我們該怎麼辦？”——而這個問題的答案並不容易。
參考文獻
[1] 美國能源部，能源資訊署（EIA） http://www.eia.gov/international/reserves.html
[2] 國際能源署（IEA）年度統計補充 http://omrpublic.iea.org/omrarchive/sup2010.pdf
[3] 美國能源部，能源資訊署（EIA），《石油與天然氣雜誌》（2007年）
[4] Sheril Kirshenbaum製作的世界主要石油生產國圖表，發表於她的部落格Culture of Science，日期為2011年8月17日。 經她許可使用。
[5] Sheril Kirshenbaum製作的世界主要石油消費國圖表，發表於她的部落格Culture of Science，日期為2011年8月17日。 經她許可使用。
[6] 美國能源部，能源資訊署（EIA） http://www.eia.gov/energy_in_brief/foreign_oil_dependence.cfm
[7] 《能源政策和節約法案》第3節和第161節，由能源部美國石油儲備網站總結。 http://www.fe.doe.gov/programs/reserves/spr/spr-epca.html
[8] 美國能源部 - 戰略石油儲備網站，目錄 http://www.spr.doe.gov/dir/dir.html
[9] 美國能源部，能源資訊署（EIA） http://www.eia.gov/energyexplained/index.cfm?page=oil_home#tab2
[10] 美國能源部 - 戰略石油儲備網站 http://www.spr.doe.gov/
圖片來源
1. 油桶圖形 © 作者：Amiralis，並根據此知識共享許可協議使用。
