当你站在加油站给你的车加满油时，看着油泵上的那些数字翻转过来是一种发人深省的体验。燃料价格，尤其是汽油价格，一直备受关注，很难想象汽油会成为低价值废品的时代。但煤油，主要用于照明，曾经是石油工业的王者，至少在汽车出现之前，以至于在提炼煤油时产生的汽油只是被倾倒在溪流中以摆脱它。
现代人可能一想到如此严重的环境犯罪就会不寒而栗，我们无法想象有人会认为这是解决问题的好方法。然而，我们现在面临着大致相同的问题，因为世界机动车辆车队的日益电气化压低了汽油需求。要理解为什么这是一个问题，我们将首先看看原油是如何形成的，以及对汽油的需求下降实际上如何导致我们应该在走得太远之前考虑的问题。
在你的鱼缸里放一点浮游生物
当您为 ICE 或混合动力汽车加满油箱并启动发动机时，您正在关闭数十亿年前开始的化学过程的循环。为大多数车辆提供动力的石化燃料始于大气中的二氧化碳，通过光合作用过程被数以万亿计的浮游生物、藻类和蓝细菌等微生物贪婪地吞噬，并锁定在它们的生物聚合物中——脂质、碳水化合物、蛋白质和核酸.
这些微生物在原始地球的海洋和湖泊中繁衍生息，最终死亡时变成沉积物。持续不断的死亡雨形成了厚厚的沉积物层，富含有机分子。这些沉积物中的大部分碳通过氧化反应分解，但在某些地区，由于地质过程，大量富含有机泥的层最终被无机沉积物覆盖。由于上面物质的重量，这些部分分解的沉积物被锁定在氧气的腐蚀作用之外，承受不断增加的热量和压力，逐渐转变为干酪根，一种锁定在沉积岩内的有机物质沉积物。
虽然干酪根富含大而复杂的碳氢化合物，有些甚至足够用作燃料——煤本质上是一种干酪根，其起始生物质主要是陆基植物——但大多数干酪根不能完全转化为石油。据说北美页岩油田等干酪根是“热不成熟的”——基本上，它们还没有煮熟。但其他干酪根，其上沉积有更深的沉积层，经过进一步的地球化学反应，随着时间的推移，将复杂的碳氢化合物分解成越来越简单的化合物，最终形成大量的液态原油。
热力最成熟的产品，也就是蒸煮时间最长的产品，是从单碳甲烷到四碳丁烷的短链气态烃。在热成熟度谱的另一端，长链碳氢化合物(链中可能有 40 个或更多碳原子)构成了厚而粘的沥青化合物。
在发动机燃料和润滑剂方面重要的碳氢化合物往往来自热成熟度范围的中间。柴油、煤油和喷气燃料往往来自 C9到 C16范围，较长的碳链构成用于为船用发动机提供燃料的重船用油。在较短的一端，C5到 C8范围的烃构成了汽油的主体，这是许多不同烃的复杂混合物，包括直链烷烃，如己烷和辛烷，环烷烃，以及任意数量的添加剂，如醚和醇类，包括乙醇。
粗估
重要的是要注意，任何原油矿床都将包含碳氢化合物的混合物。有些会比另一种长度的碳氢化合物链更丰富，但一般来说，每个矿床至少会含有从甲烷到沥青的每个馏分中的一些。里面有什么取决于形成原油的干酪根经历的条件，以及来自不同来源的碳氢化合物如何随着时间的推移在地下混合。
这导致了石油开采的基本问题。虽然像柴油和汽油燃料的高度工程化的化学物质，它们不会产生来自原油。相反，它们是从中提炼出来的。这可能看起来不言自明，但这是一个重要的点。一桶典型的原油含有大约 40-50% 的汽油(或更准确地说，是混合到汽油中的 C5到 C8馏分)，当你加入柴油时，每桶 84% 的原油都含有燃料级馏分、煤油和船用油。
这是汽油问题的根源。目前，电动汽车只占整个车队的一小部分——在全球范围内可能只有 3%。但在某个时候，通过更好的工程、政治压力、改进的电池技术和气候意识的结合，对电动汽车的需求将会以一种严肃的方式起飞。有人估计，2040 年道路上电动汽车的百分比为 58%，至少对于乘用车而言是这样。大量车辆不会每隔几天就在当地加油站停下来加满油，这意味着对汽油的需求必然会暴跌。
但是，正如我们所见，每桶原油中约有一半是汽油。如果我们突然不需要那么多汽油，我们应对需求下降的唯一方法就是首先不从原油中提炼出来。如果我们仍然需要任何其他分数，我们可能会这样做，这就会带来问题。以柴油为例。2019 年的一份报告估计，到 2025 年，中重型卡车车队将仅使用 4% 左右的电力，其中大部分将是在本地和区域交付路线上运行的卡车，主要是因为电池寿命有限。然而，长途卡车可能在很长一段时间内都不会电气化，这意味着仍然需要蒸馏原油来生产柴油来运行它们。
同样的问题也适用于飞机——除非电池技术得到显着改善，否则我们仍然需要获取原油中的煤油。加上筑路所需的沥青、保持货船运行所需的重船用燃料、几乎所有机械运转所需的润滑油，以及用于化肥、药品和塑料的石油馏出物，你就得到了一桶石油中的所有东西都既有用又需要——除了汽油，汽油恰好是其中的大部分。
下一步
这就是问题所在：我们从地下抽出的每桶原油中，大约有一半是由注定没用的东西制成的，至少在电动汽车主导的世界里是这样。如果每个桶的另外 50% 不包含非常有用的东西，那也不会那么糟糕;否则，我们可以将油留在地下并称问题已解决。这可能是最终的解决方案，一旦当前燃烧燃料的所有东西都转换为其他能源，但与此同时，我们要么必须弄清楚如何处理废汽油，要么找到一种方法来获取碳氢化合物我们需要一些其他的方式。
继续阅读本系列的第二部分，在那里我们将深入研究合成燃料、合成油，以及我们如何设计解决汽油问题的方法。
