跨越能源的鴻溝

羅伯特·U·艾爾斯 愛德華·H·艾爾斯

《跨越能源的鴻溝》的兩位作者提出了兩個(gè)挑戰(zhàn)現(xiàn)有范式的觀點(diǎn)。

首先，物理能源對(duì)于經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的作用，比大多數(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)家所建議的，以及企業(yè)和政府所認(rèn)識(shí)到的更加重要，特別是在這樣一個(gè)期待經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇和向未來(lái)清潔能源經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的時(shí)期，對(duì)每一個(gè)人都意義重大。能源服務(wù)不僅是經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要組成部分，它還是經(jīng)濟(jì)的主要驅(qū)動(dòng)力。如果是這樣，經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇和能源轉(zhuǎn)型所需要的時(shí)間將比奧巴馬政府預(yù)計(jì)的要長(zhǎng)——除非能夠針對(duì)降低能源服務(wù)價(jià)格的特定技術(shù)和行業(yè)進(jìn)行投資。亂槍打鳥式的投資是不會(huì)奏效的。

其次，工業(yè)化社會(huì)的能源經(jīng)濟(jì)對(duì)化石燃料的依賴根深蒂固，即使風(fēng)能、太陽(yáng)能和其他可再生能源以最快的速度增長(zhǎng)，至少在未來(lái)幾十年里也不可能完全替代石油、煤炭和天然氣。本質(zhì)上，美國(guó)全部的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施都依賴化石燃料，包括道路和高速公路、發(fā)電廠、輸電線路、航空、運(yùn)輸、鋼鐵、化工、建筑、住宅供暖和制冷。即使電動(dòng)汽車和太陽(yáng)能電池板的增長(zhǎng)速度像互聯(lián)網(wǎng)一樣快，在未來(lái)20年里它們的貢獻(xiàn)與我們將要消耗的能源相比也只是九牛一毛。

綠色能源革命還需漫漫長(zhǎng)路

替代能源已經(jīng)開始嶄露頭角，但是距離“綠色能源革命”所倡導(dǎo)的水平還有很長(zhǎng)的路要走。到2007年，氣候?qū)W家對(duì)減排二氧化碳提出越來(lái)越緊迫的警告已經(jīng)有20年之久，而且最近十多年來(lái)，朝著一個(gè)更加綠色環(huán)保的未來(lái)努力似乎也有了加速的行動(dòng)，這時(shí)候可再生能源（除了水電，因其已經(jīng)不可能再增長(zhǎng)）在美國(guó)電力總量中所占的百分比為生物燃料1.4、風(fēng)能0.5、地?zé)崮?.4、太陽(yáng)能（光伏）0.1。

最近這些行業(yè)得到了飛速發(fā)展。但是，即使有一項(xiàng)可以媲美二戰(zhàn)總動(dòng)員或者將人類送上月球的阿波羅計(jì)劃的緊急行動(dòng)，這些新能源產(chǎn)業(yè)也要花上幾十年才能達(dá)到所需要的規(guī)模。

在那之前會(huì)發(fā)生什么事？答案很殘酷：美國(guó)不可能簡(jiǎn)單地將大部分能源和對(duì)氣候變化的關(guān)注轉(zhuǎn)向我們現(xiàn)在憧憬的長(zhǎng)期可持續(xù)的未來(lái)，現(xiàn)存的能源經(jīng)濟(jì)將在那個(gè)未來(lái)成為現(xiàn)實(shí)之前崩潰，就像一個(gè)需要進(jìn)行心臟移植的患者如果不能及時(shí)得到新的心臟就一定會(huì)死去一樣。

這種觀點(diǎn)與艾爾 · 戈?duì)柕热藦V泛公開宣傳的美國(guó)能夠在十年之內(nèi)利用可再生能源實(shí)現(xiàn)完全的能源獨(dú)立的觀點(diǎn)有很大分歧。雖然我們認(rèn)同戈?duì)栮P(guān)于竭盡人類所能盡快替代化石燃料的緊迫感，但理性的科學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)研究表明，美國(guó)需要半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間才能完全實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

不過，這個(gè)難題有一個(gè)合乎邏輯的解決方案，而且實(shí)現(xiàn)這一解決方案的方法仍然在我們的掌握之中，這對(duì)美國(guó)和全世界來(lái)說(shuō)都是莫大的幸運(yùn)。這種解決方案與我們最激進(jìn)的領(lǐng)導(dǎo)人積極鼓吹的可再生能源的理想化訴求完全不同，但是對(duì)于實(shí)現(xiàn)他們預(yù)想的未來(lái)卻至關(guān)重要。

滿足人類能源需求的解決方案

這種解決方案就是對(duì)現(xiàn)有的以化石燃料為基礎(chǔ)的系統(tǒng)進(jìn)行徹底的變革，從而使我們從每一桶石油（或者從煤炭和天然氣中獲得的油當(dāng)量）中獲得的能源服務(wù)翻倍，直到無(wú)碳的可再生能源能夠真正取代化石燃料。也不是在效仿約翰 · F · 肯尼迪誓將人類送上月球的豪情壯志，也不是那種只有通過技術(shù)研發(fā)的大規(guī)模動(dòng)員才能實(shí)現(xiàn)的史詩(shī)性目標(biāo)，更不是作家托馬斯 · 弗里德曼所呼吁的“由10000家公司、10000個(gè)車庫(kù)和10000間實(shí)驗(yàn)室里的10000個(gè)發(fā)明家共同驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)型突破”的自由市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)意識(shí)形態(tài)下最美妙的白日夢(mèng)，即使在最理想的情況下也需要一代人的努力才有可能成為現(xiàn)實(shí)。要安全地跨越我們現(xiàn)在面臨的經(jīng)濟(jì)鴻溝，我們需要一種能夠更快奏效的解決方案。巧合的是，令美國(guó)的能源服務(wù)（燃燒的每一單位化石燃料的有用功）迅速翻倍的方法已經(jīng)存在。一些方法隱藏在公眾的視線之外，沒有被主流媒體談到，但已經(jīng)被成百上千的公司和機(jī)構(gòu)成功地運(yùn)用。還有更多的組織可以加入這個(gè)行列。

奧巴馬大選期間，我們欣喜地看到許多立場(chǎng)鮮明的人物高調(diào)匯聚，為多年來(lái)感到失望的人們帶來(lái)了新的希望和可能。艾爾 · 戈?duì)枎е怃J的氣候變化紀(jì)錄片《難以忽視的真相》鳳凰涅槃，湯姆 · 弗里德曼為了更加強(qiáng)有力的“綠色革命”大聲疾呼。還有一個(gè)值得注意的事實(shí)，即2008年的兩位總統(tǒng)候選人都認(rèn)識(shí)到了全球變暖的威脅以及投資于替代能源的需要——這一切催生了跨向未來(lái)的清潔能源經(jīng)濟(jì)的渴望。在過去近20年里，美國(guó)的進(jìn)步人士處處碰壁：1995年參議院以95票對(duì)0票拒絕簽署《京都議定書》；第二屆布什政府拒絕承認(rèn)全球變暖的真實(shí)性（后來(lái)又拒絕承認(rèn)全球變暖是人類活動(dòng)造成的）；副總統(tǒng)迪克 · 切尼對(duì)能源效率不屑一顧，說(shuō)它只是看上去很美，對(duì)國(guó)家“真正的”能源需求沒有任何用處；而伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)被普遍懷疑本質(zhì)上是一場(chǎng)石油戰(zhàn)爭(zhēng)。一個(gè)反對(duì)那場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)、堅(jiān)決主張投資風(fēng)能和太陽(yáng)能的候選人當(dāng)選，那些半生抑郁不得志的美國(guó)人終于可以慶祝了。

隨著2009年經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的持續(xù)惡化，這波樂觀主義的浪潮很快就退去了。不過人們?nèi)匀幌嘈糯罅客顿Y于可再生能源能有助于刺激經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇是毋庸置疑的。新政府和國(guó)會(huì)急于制止經(jīng)濟(jì)失血，根本沒有考慮過需要一種不同的氣候和能源管理的可能性，這種管理不僅是為了在當(dāng)今世界與未來(lái)清潔能源經(jīng)濟(jì)之間的鴻溝上架設(shè)起橋梁，還關(guān)系到恢復(fù)足夠的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)水平，以保證美國(guó)能夠到達(dá)鴻溝的另一邊。由于技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施的局限性，美國(guó)還沒有準(zhǔn)備好追隨風(fēng)能、太陽(yáng)能和生物燃料的潮流。有些關(guān)鍵問題必須首先解決。

對(duì)于那些似乎看到了通往可再生能源未來(lái)光明大道而感到寬慰和安心的人們，這里有一個(gè)從醒悟開始、以爆發(fā)結(jié)束的例子，顯示了安全通過這條道路的基本要素。幾年前，在印第安納州鐵銹地帶一家大型工廠的大門后，全世界最大的鋼鐵公司米塔爾鋼鐵公司（現(xiàn)在的阿塞洛米塔爾公司）在運(yùn)營(yíng)一處設(shè)施，從它自己的化石燃料燃燒過程中捕捉廢熱，再將這些廢熱轉(zhuǎn)化為零排放的電力。沿路再走幾英里，它的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手美國(guó)鋼鐵公司采取類似的戰(zhàn)略，利用高爐煤氣生產(chǎn)零排放電力。2005年，鐵銹地帶的這兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手總共從它們的廢棄物中生產(chǎn)了190兆瓦的無(wú)碳能源——比當(dāng)年整個(gè)美國(guó)的太陽(yáng)能光伏發(fā)電量還要大。這還只是一個(gè)州的一個(gè)角落里，兩家燃燒化石燃料的工廠產(chǎn)生的廢熱。

自那以后光伏發(fā)電量持續(xù)快速增長(zhǎng)。2009年1月，加州的桑普拉能源公司開始在內(nèi)華達(dá)州運(yùn)行裝機(jī)容量10兆瓦的太陽(yáng)能發(fā)電廠，以極具競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格生產(chǎn)電力。加州另外一家公司BSE能源公司2009年宣布，將在莫哈韋沙漠建設(shè)100兆瓦的太陽(yáng)能熱電廠，建筑工程預(yù)計(jì)在2013年完工。太陽(yáng)能將繼續(xù)急劇增長(zhǎng)，風(fēng)能和其他無(wú)碳能源也一樣。但是可再生能源的基數(shù)非常?。?007年，太陽(yáng)能和風(fēng)能加起來(lái)還不到美國(guó)總發(fā)電量的1%），因此，即使以幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，它們也需要20年以上的時(shí)間才能取代大部分化石能源，而正是這數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的燃燒煤炭、石油和天然氣的蒸汽鍋爐、工廠和發(fā)動(dòng)機(jī)為我們的文明和經(jīng)濟(jì)提供著動(dòng)力。與此同時(shí)，通過已經(jīng)證明有效的方法在短期內(nèi)增加清潔能源供應(yīng)還有很大潛力，比如米塔爾公司和美國(guó)鋼鐵公司開發(fā)的技術(shù)。美國(guó)大約有1 000家工廠正在采取這種廢棄能量循環(huán)利用技術(shù)，但是還有十倍以上的工廠尚未開始。這可能使環(huán)保人士感到失望和迷惑，因?yàn)闉榱藴p少碳排放和化石燃料而使用的最快速、最經(jīng)濟(jì)的辦法不是關(guān)閉那些骯臟的工廠，而是向它們最容易忽視的角落發(fā)起進(jìn)攻，凈化它們，直到更理想的選擇達(dá)到一定的規(guī)模。

能源管理戰(zhàn)略

我們說(shuō)“凈化它們”，并不特指所謂的“清潔煤”技術(shù)或者精心設(shè)計(jì)的碳捕獲方案，或者將二氧化碳泵入地底和海洋進(jìn)行封存。這類未來(lái)的凈化技術(shù)價(jià)格高得離譜，成熟程度甚至還不如利用太陽(yáng)能的技術(shù)。即使碳捕獲和封存技術(shù)最終實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)性，設(shè)施建設(shè)也需要很多年——在國(guó)家經(jīng)濟(jì)已經(jīng)進(jìn)入“生存模式”的時(shí)期，這不是一個(gè)現(xiàn)實(shí)的選擇。我所描述的戰(zhàn)略并不依賴于那些有待開發(fā)的、人們認(rèn)為有效的技術(shù)。相反，這是一種能源管理戰(zhàn)略，要求對(duì)意識(shí)形態(tài)的盲點(diǎn)、結(jié)構(gòu)性障礙、壞習(xí)慣和過時(shí)的法律重新進(jìn)行全面的評(píng)估，正是這些現(xiàn)實(shí)使得美國(guó)能源經(jīng)濟(jì)的整體效率在13%的低水平上徘徊，不需要任何新技術(shù)或新的化石燃料供給就能使其翻倍。（日本實(shí)現(xiàn)了20%的效率，我們有辦法超越這個(gè)水平。）結(jié)果將使美國(guó)從燃燒的每一單位能源中獲得的能源服務(wù)加倍。大幅度削減化石燃料供給的需要能夠加速實(shí)現(xiàn)理想中的能源獨(dú)立，并且極大地增強(qiáng)能源安全，這與能源獨(dú)立并不總是一回事。通過用更少的能源做更多的事情，這種戰(zhàn)略還能顯著減少二氧化碳排放。

要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，我們需要跨越的經(jīng)濟(jì)鴻溝有兩個(gè)主要的維度。首先是純粹的寬度——風(fēng)能、太陽(yáng)能和其他可再生清潔能源代替大部分我們現(xiàn)在依賴的化石燃料需要多少年？其次是深度——要恢復(fù)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，必須克服的經(jīng)濟(jì)衰退究竟有多深？有沒有一種戰(zhàn)略能夠縮短向可再生能源過渡的時(shí)間并且刺激經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)？我們建議的能源過渡戰(zhàn)略能夠幫助實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)目標(biāo)：在架設(shè)起橋梁的同時(shí)縮小差距。

正如米塔爾公司能源循環(huán)利用的案例所示，對(duì)現(xiàn)有的化石燃料供給進(jìn)行更加明智的管理，能夠比使用可再生能源更快地提高能源部門的生產(chǎn)率。這是如何實(shí)現(xiàn)的？增加每一單位一次能源輸入的能源服務(wù)將會(huì)成比例地降低該服務(wù)的成本，而這種成本的降低會(huì)驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。

經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的真正動(dòng)力

主流經(jīng)濟(jì)理論認(rèn)為，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)是由資本和勞動(dòng)的投入加上一個(gè)非常巨大的、無(wú)法量化的“技術(shù)進(jìn)步”要素所驅(qū)動(dòng)的，后者始終是“外生的”（在預(yù)測(cè)計(jì)算之外），因?yàn)榻?jīng)濟(jì)學(xué)家們不能完全定義或解釋它。結(jié)果，眾所周知標(biāo)準(zhǔn)模型對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的預(yù)測(cè)能力非常有限。但是最新的研究顯示，增長(zhǎng)最大的驅(qū)動(dòng)力根本沒有這么神秘。研究表明，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的真正動(dòng)力在于幾十年來(lái)能源服務(wù)使用的增加（得益于成本的下降）。有物理學(xué)背景的經(jīng)濟(jì)學(xué)家把“能源服務(wù)”稱為“有用功”。證據(jù)就是，將以有用功表示的能源要素納入經(jīng)濟(jì)模型，能夠顯著地增強(qiáng)模型的長(zhǎng)期解釋力和預(yù)測(cè)能力。

這一發(fā)現(xiàn)最令人興奮的含義不是標(biāo)準(zhǔn)模型需要修正（它們的確需要），而是一種更加實(shí)際的前景，即在未來(lái)若干年里，削減能源服務(wù)成本的戰(zhàn)略（通過提高每單位燃料的產(chǎn)出和利潤(rùn)）同樣能夠幫助驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和復(fù)蘇。我們的研究顯示，可以通過八種經(jīng)過證實(shí)的技術(shù)（盡管有些案例并不為人們所熟知）來(lái)搭建起實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的橋梁，前面提到的廢熱循環(huán)利用技術(shù)只是其中之一。

接下來(lái)還有兩層可能改變世界的重要含義。首先，人們毫不懷疑2008—2009年間支付的數(shù)萬(wàn)億美元的緊急援助資金能夠被償還，假設(shè)經(jīng)濟(jì)將很快恢復(fù)往日的強(qiáng)勁增長(zhǎng)，因?yàn)樾沦Y本和消費(fèi)力的注入會(huì)驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)，但是這種假設(shè)可能是錯(cuò)誤的。其次，如果驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)需要低成本的能源服務(wù)，那么經(jīng)濟(jì)前景可能比大多數(shù)專家設(shè)想的更加黯淡。隨著全球石油產(chǎn)量達(dá)到頂峰并開始下降，中國(guó)和其他快速發(fā)展國(guó)家的能源需求持續(xù)增加，同時(shí)氣候變化對(duì)化石燃料的約束持續(xù)收緊，化石能源的價(jià)格將達(dá)到前所未有的高點(diǎn)。結(jié)果，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)將停滯，甚至陷入負(fù)增長(zhǎng)——除非我們找到使能源服務(wù)更便宜的方法。如果未來(lái)美國(guó)的能源管理能使現(xiàn)有供給的生產(chǎn)率加倍，從每桶石油中獲得雙倍的能源服務(wù)或有用功（熱能、光、推進(jìn)力等），該服務(wù)的成本將下降，增長(zhǎng)將得以持續(xù)。

為了更具體地解釋這一切如何在要求的過渡期之內(nèi)實(shí)現(xiàn)，我們將更進(jìn)一步論述。除了挑戰(zhàn)現(xiàn)行的主流經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)理論——這對(duì)能源經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇至關(guān)重要，我們的分析還顯示，雖然氣候不穩(wěn)定加劇了曠日持久的經(jīng)濟(jì)斗爭(zhēng)，但是陰云背后閃現(xiàn)著曙光。意識(shí)形態(tài)上的左派和右派專家對(duì)于氣候變化成本的預(yù)期大相徑庭，但他們大多數(shù)人都同意這個(gè)成本將十分巨大并削弱經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。不過，我們認(rèn)為，過渡戰(zhàn)略的相當(dāng)大部分可以以負(fù)成本實(shí)現(xiàn)，同時(shí)減少能源成本、燃料使用和溫室氣體排放。將政府支持從現(xiàn)在那些不具有生產(chǎn)性的項(xiàng)目轉(zhuǎn)向確實(shí)具有生產(chǎn)性的項(xiàng)目，將帶來(lái)國(guó)家投資凈成本的降低，從而實(shí)現(xiàn)過渡戰(zhàn)略的其他部分。

正是在這一點(diǎn)上，采用已經(jīng)證明有效的要素構(gòu)建通往未來(lái)的橋梁顯得加倍重要：這能避免巨額資本成本（如建設(shè)新的核電站、燃煤中心發(fā)電廠或石油鉆井平臺(tái)的成本），美國(guó)負(fù)擔(dān)不起這樣的成本，也沒有時(shí)間可以等待；這能通過迅速提高每桶油或油當(dāng)量的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出來(lái)降低能源成本，驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。我們注意到2008年，石油大亨T · 布恩 · 皮肯斯在爭(zhēng)取提高天然氣補(bǔ)貼的高調(diào)戰(zhàn)役中廣泛宣傳了搭建能源過渡橋梁的需要，實(shí)際上為國(guó)家做出了貢獻(xiàn)，但是他所要求的方案（投入更多資金尋找天然氣）并不能提供這樣一座橋梁。

建造這座過渡橋梁到底需要什么？這不需要什么天才發(fā)明的新技術(shù)，不過當(dāng)然，在橋梁另一端的安全地帶有必要繼續(xù)開發(fā)這些技術(shù)。未來(lái)幾年里，最重要的是讓那些已經(jīng)對(duì)未來(lái)有清醒認(rèn)識(shí)的人們看到我們腳下正在變得越來(lái)越不穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和面前的經(jīng)濟(jì)鴻溝，并且清楚地看到為了到達(dá)彼岸的安全地帶，我們需要建造的橋梁的輪廓。（小標(biāo)題為編者所加）