淺談美國(guó)能源獨(dú)立的若干實(shí)踐

陳濤

摘 要：得益于技術(shù)進(jìn)步和替代燃料的發(fā)展，2008年以來(lái)，美國(guó)石油對(duì)外依存度逐漸降低。國(guó)際能源署報(bào)告指出，美國(guó)現(xiàn)已成為天然氣凈出口國(guó)，并將于2020年前后成為石油凈出口國(guó)。中國(guó)是目前世界上最大的能源消費(fèi)國(guó)，隨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展，石油、天然氣的缺口將繼續(xù)增大。梳理美國(guó)在能源獨(dú)立方面的相關(guān)舉措，對(duì)研究中國(guó)能源安全問(wèn)題具有積極意義。

關(guān)鍵詞：能源獨(dú)立；替代能源；能源安全

1903年，美國(guó)人Henry Ford創(chuàng)立了福特汽車公司。1908年，福特公司生產(chǎn)出世界上第一輛屬于普通百姓的“福特T型車（Ford Model T）”，從此，汽車開始走進(jìn)千家萬(wàn)戶，美國(guó)成為了“車輪上的國(guó)度”。如今，100年過(guò)去了，美國(guó)經(jīng)歷了上世紀(jì)前半葉本國(guó)石油工業(yè)的繁榮、1973年和1978年兩次石油危機(jī)的沖擊以及新世紀(jì)頁(yè)巖氣革命的鳳凰涅槃，正在逐步實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立。

1 美國(guó)近40年石油進(jìn)口簡(jiǎn)況

自1976年以來(lái)，能源安全或者說(shuō)能源獨(dú)立已成為歷屆美國(guó)總統(tǒng)競(jìng)選時(shí)的焦點(diǎn)話題之一，Ronald Bailey（美國(guó)《Reason（理性）》雜志科技專欄記者）就曾在其撰寫的《Energy Independence： The Ever-Receding Mirage 30 years of presidential futility and failure》一文中記述過(guò)這個(gè)現(xiàn)象[1]。

能源安全被提上公共議程要追溯到1973年爆發(fā)的第一次石油危機(jī)。當(dāng)時(shí)，因美國(guó)在贖罪日戰(zhàn)爭(zhēng)（即第四次中東戰(zhàn)爭(zhēng)）中支持以色列，部分歐佩克（OPEC）國(guó)家對(duì)其實(shí)施了石油禁運(yùn)，導(dǎo)致美國(guó)國(guó)內(nèi)油價(jià)短時(shí)間內(nèi)暴漲，隨后發(fā)生燃料短缺，在加油站等待加油的汽車一度排成蜿蜒數(shù)英里的長(zhǎng)龍。為渡過(guò)危機(jī)，時(shí)任美國(guó)總統(tǒng)的尼克松設(shè)立了專業(yè)委員會(huì)，提出“Project Independence（獨(dú)立計(jì)劃）”，欲在1980年之前將石油凈進(jìn)口量減少至零。這是美國(guó)能源獨(dú)立的初次探索，不過(guò)未能實(shí)現(xiàn)。

1973年，美國(guó)原油和成品油的凈進(jìn)口量大約是600萬(wàn)桶/天。到1977年，這一數(shù)字上升到850萬(wàn)桶/天。1978年后，受第二次石油危機(jī)影響，進(jìn)口量開始下降，截止1985年，下降到400萬(wàn)桶/天。但隨后20年進(jìn)口量逐漸恢復(fù)并持續(xù)上升，2005年達(dá)到1250萬(wàn)桶/天。

美國(guó)石油對(duì)外依存度發(fā)生質(zhì)變是在2008年金融危機(jī)以后。起初，分析人士認(rèn)為進(jìn)口量下降是經(jīng)濟(jì)衰退所致，但隨著2009、2010年全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，美國(guó)原油和成品油進(jìn)口仍然呈下降趨勢(shì)。究其原因，主要是油氣田開發(fā)技術(shù)進(jìn)步所帶來(lái)的美國(guó)本土石油產(chǎn)量飛速增長(zhǎng)，例如致密油氣藏的商業(yè)化生產(chǎn)、水平鉆井和水力壓裂技術(shù)在頁(yè)巖氣開發(fā)中的應(yīng)用。到2014年，凈進(jìn)口量回落至500萬(wàn)桶/天，并在后來(lái)幾年中保持下降趨

勢(shì)[2]。

2 美國(guó)對(duì)石油替代能源的探索

用其他能源替代石油主要有兩方面的原因：一是石油資源不可再生，最終會(huì)被耗盡；二是使用石油會(huì)產(chǎn)生許多外部成本，例如環(huán)境污染、全球暖化等。需要指出的是，目前尚無(wú)任何指標(biāo)表明石油將要耗盡，且使用石油產(chǎn)生的外部性問(wèn)題也已經(jīng)被部分內(nèi)化了，但考慮到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)永續(xù)發(fā)展，尋求石油的替代燃料仍是必然的。美國(guó)自上世紀(jì)70年代以來(lái)，主要從以下幾個(gè)方面采取了若干措施。

2.1 提高能源使用效率

就石油而言，提高能源使用效率意味著在相同數(shù)量和類型的運(yùn)輸中使用更少的燃料。這是美國(guó)自20世紀(jì)70年代以來(lái)一直采用的主要方法。最典型的案例是1975年美國(guó)實(shí)施的“Corporate Average Fuel Economy（企業(yè)平均燃油經(jīng)濟(jì)性）”計(jì)劃，英文縮寫為“CAFE”[3]。該計(jì)劃使美國(guó)乘用車的平均燃油經(jīng)濟(jì)性從1974年的每加侖14英里增加到1985年的每加侖27英里，10年間翻了一番。2010年，政府出臺(tái)了新的標(biāo)準(zhǔn)，并將卡車、公共汽車和其他重型設(shè)備也納入到管理范圍，截至2016年，美國(guó)機(jī)動(dòng)車燃油經(jīng)濟(jì)性提高到每加侖34

英里。

2.2 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)改造

天然氣已經(jīng)在南美洲和亞洲的汽車中廣泛使用，其優(yōu)點(diǎn)是不需要對(duì)目前的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行太大的技術(shù)改造。2008年，美國(guó)石油投資人T. Boone Pickens提出一項(xiàng)名為“Pickens Plan（皮肯斯計(jì)劃）”的計(jì)劃，核心內(nèi)容是對(duì)美國(guó)的大部分車輛進(jìn)行改造，改用天然氣驅(qū)動(dòng)，同時(shí)發(fā)展風(fēng)力發(fā)電（目的是將用于發(fā)電的天然氣轉(zhuǎn)為車用燃料）。美國(guó)天然氣資源豐富，價(jià)格便宜，車輛改裝在技術(shù)上可行，世界上許多地方也有成功經(jīng)驗(yàn)，但皮肯斯計(jì)劃在美國(guó)推廣時(shí)也遇到一些障礙，例如：天然氣汽車需要安裝體積較大的儲(chǔ)罐以保證續(xù)航；很多地區(qū)尚無(wú)大型的加氣基礎(chǔ)設(shè)施；不少民眾認(rèn)為燃?xì)馄嚨男阅艿陀谕燃?jí)的燃油汽車；車輛的改造費(fèi)用較高（每輛車1500-2500美元）等。

2011年，美國(guó)政府通過(guò)一項(xiàng)名為“The New Alternative Transportation to Give Americans Solutions Act（NAT GAS Act）”的法案。這項(xiàng)法案很大程度上遵循了皮肯斯計(jì)劃的建議，其目標(biāo)是在道路上投放25萬(wàn)輛燃?xì)馍逃密?，法案?nèi)包含各種旨在發(fā)展小型燃?xì)廛囮?duì)的財(cái)稅優(yōu)惠政策。目前，天然氣在出租車、校車、城市垃圾車、長(zhǎng)途運(yùn)輸車隊(duì)等行業(yè)廣泛使用。

2.3 電動(dòng)汽車

電力取代燃油主要有兩種方式：電動(dòng)汽車和電氣化鐵路。如果電動(dòng)交通工具普及，石油進(jìn)口將大幅減少，但目前看來(lái)電動(dòng)汽車取代燃油汽車還需要時(shí)間。一方面，很多電動(dòng)汽車的最大里程不足100英里，并需要數(shù)小時(shí)才能完成充電，不適合長(zhǎng)途旅行。雖然美國(guó)90%的普通民眾出行往返距離不超過(guò)40英里，電動(dòng)汽車可以勝任，但當(dāng)一天的駕駛距離超過(guò)100英里時(shí)，人們就需要另外的車輛。另一方面，目前電動(dòng)汽車的價(jià)格通常比同級(jí)別的燃油汽車多出10000美元，再加上鋰電池的性能和壽命等技術(shù)問(wèn)題尚未完全攻克，電動(dòng)汽車的投資回收期甚至超出了其本身的使用年限。盡管如此，電動(dòng)汽車這一細(xì)分市場(chǎng)當(dāng)前正處于繁榮時(shí)期，這種繁榮是否會(huì)持續(xù)下去還有待

觀察。

2.4 生物質(zhì)燃料和沼氣

玉米乙醇（由玉米、甘蔗等高糖作物發(fā)酵產(chǎn)生）和生物柴油（由大豆制成）是目前美國(guó)使用最多的兩種生物質(zhì)燃料。美國(guó)加油站提供的E15汽油和B20柴油就是常規(guī)化石汽、柴油與玉米乙醇或生物柴油的混合物。生物質(zhì)燃料可以實(shí)現(xiàn)100%的國(guó)產(chǎn)化，但此類燃料開發(fā)過(guò)程中的一些問(wèn)題會(huì)阻礙其推廣。一方面，翻耕、播種、施肥、收割、運(yùn)輸、加工、發(fā)酵和蒸餾乙醇的過(guò)程是非常耗能，從某種程度上講，生產(chǎn)乙醇所需的能量比從乙醇中獲取的能力還要多。另一方面，將大量的玉米、大豆用于生產(chǎn)生物質(zhì)燃料，會(huì)影響糧食的價(jià)格和供給能力[4]。

沼氣的特性與天然氣相似，主要成分是甲烷，來(lái)源于有機(jī)物的厭氧分解。垃圾填埋場(chǎng)、污水處理廠和動(dòng)物養(yǎng)殖場(chǎng)都有機(jī)會(huì)捕獲和利用這種可燃?xì)怏w。沼氣在美國(guó)主要用于發(fā)電，但越來(lái)越多的企業(yè)將其應(yīng)用到運(yùn)輸領(lǐng)域。一些大型的垃圾拖運(yùn)公司，例如Waste Management，就在使用填埋場(chǎng)收集的沼氣作為垃圾車的燃料。利用沼氣有諸多好處，同時(shí)也存在著車輛改造、運(yùn)輸距離等方面的局限，這一點(diǎn)同天然氣

類似。

3 小結(jié)

根據(jù)國(guó)際能源署（IEA）2017年的報(bào)告，美國(guó)現(xiàn)已成為天然氣凈出口國(guó)，并將于2020年前后成為石油凈出口國(guó)，這都得益于能源效率提升和替代燃料的發(fā)展。中國(guó)是目前世界上最大的能源消費(fèi)國(guó)，隨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展，石油、天然氣的缺口將繼續(xù)增大。梳理美國(guó)在能源獨(dú)立方面的相關(guān)舉措，對(duì)研究中國(guó)能源安全問(wèn)題具有積極意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]Ronald Bailey.Energy Independence： The Ever-Receding Mirage 30 years of presidential futility and failure[J].Reason Magazine， 2004，（7）.

[2]Energy Information Administration （EIA）.U.S. Net Imports of Crude Oil and Petroleum Products[EB/OL].2018-7-26.

[3]https：//www.eia.gov/dnav/pet/hist/LeafHandler.ashx？n=pet&s;=mttntus2&f;=m.

[4]National Highway Traffic Safety Administration （NHTSA）.Corporate Average Fuel Economy[EB/OL].2018-7-28.

[5]https：//www.nhtsa.gov/laws-regulations/corporate-average-fuel-economy.

[6]Ilya Gelfand， Sieglinde S. Snapp， G. Philip Robertson.Energy Efficiency of Conventional， Organic， and Alternative Cropping Systems for Food and Fuel at a Site in the U.S. Midwest[J].Environmental Science & Technology， 2010，（10）.