美國加州著名能源學者、世界“石油峰值”專家、后碳研究所(Post Carbon Institute)常駐研究員理查德·海因伯格( Richard Heinberg),最近出版了他的新著:《Power:人類生存的極限和前景》。Power的原義非常豐富,沒有看到、甚至看到他的新作后,選用哪個中文“詞”也頗費思索……也許他自己也有話要說,所以新書出版前在幾個網站發表了一系列相關的文章(原來是三篇,后來又說是五篇)。“人類歷史上最大的計劃失敗”(The Most Colossal Planning Failure in Human History)算是其中之一?
2021年1月12日(星期二),太陽在美國加州亨廷頓海灘 (Huntington Beach)海岸外的集裝箱船和石油平臺上落下。
我們已建立了規模巨大的文明,可以暫時得到有限和污染能源的支持,而我們只是假設,這種規模的活動可以繼續得到其他尚未開發或大規模部署能源的支持。
幾天前,碰巧在書架上翻到一本積滿灰塵的舊書:帕爾默·帕特南(Palmer Putnam)1953年出版的《未來的能源》。這是個將近“一代”能源問題的“時間膠囊”(time capsule),而且它讓我按照霍華德·貝克在水門事件聽證會上著名的質疑線索來思考:“我們知道什么,我們什么時候知道的?” 也就是說,當時我們對威脅當今文明的氣候和能源難題知道多少?
化石燃料時代始于1953年之前的一個多世紀,那時人們就知道煤炭、石油和天然氣代表數百萬年儲存的古代“陽光”。一開始,這些燃料表面上看來似乎能夠無窮無盡地向社會提供有用的能源。由于我們所做的一切都依賴于能源,擁有更多的能源意味著我們可以做比以前更多的農業、采礦、漁業、制造和運輸。這個結果是個經濟奇跡。從1820年到今天,人口增長了8倍,而人均能源的用量也增長了8倍。僅僅在幾代人之后,我們就從馬車變成了噴氣式飛機。
良好的計劃需要創建一個試點項目,其中,一個中型工業城市過渡到從可再生能源中獲得所有的能源(用于食品、制造、供暖、制冷以及交通)。這樣的項目本身就需要補貼和規劃,但它會產出寶貴的實際數據。
但也有幾個障礙。一是,化石燃料雖然最初很豐富,但卻不可再生,因此會枯竭。第二,提取和燃燒這些燃料會污染空氣和水,微妙但肯定地改變了地球大氣和海洋的化學性質。對于大多數首先從煤炭、石油和天然氣中受益的人來說,這兩個問題似乎都是令人信服的。
所以,回到帕特南的書。這本厚厚的大部頭并不是暢銷書,但認為它是有權威的,并在嚴肅的政策制定者的辦公桌上占據了“一席之地”。值得注意的是,它探索了化石燃料的兩個核心“缺點”;然而,這些缺點幾乎至今還未引起某些人的注意。
帕特南明白,化石燃料的使用年限會相對較短。關于煤炭,他寫道:“……開采成本繼續上升,而一噸煤的‘平均熱值’已經開始下降,至少在美國是這樣。”該作者指出,雖然加拿大的焦油砂和頁巖油(普特南使用了這些具體術語)以及勘探和生產技術的改進都考慮在內,類似的枯竭現象不可避免地將會“席卷”石油和天然氣行業。
在此書的最后,題為“化石燃料的燃燒,氣候與海平面”一節,帕特南寫道,“也許這樣的二氧化碳循環擾亂會導致大氣中二氧化碳含量增高,足以影響氣候,導致海平面進一步上升。我們并不知道這一點。但我們應該知道。”現在我們知道了,事實證明而且原來不僅僅是海平面在上升。但我們仍然沒有做太多的事情,以改變令人擔憂的溫室氣體排放量飆升的趨勢。
雖然《未來的能源》的撰寫和出版由美國原子能委員會支付,但帕特南并不是“專一”的核能取代化石燃料的支持者。在他的書中,這個主題確實占了大量的篇幅,但他在核能的限制條件和缺點方面花費的“筆墨”和滿足能源需求的核資源潛力方面一樣多。帕特南的結論是:“根據目前的知識,鈾或釷的裂變似乎不太可能支持美國目前的模式,即在能源系統中的占比超過10-20%。世界能源系統的數字也不會更高。” 如今,美國核能約占能源總量的8%,而全球的數字接近4%。
帕特南探索了一系列的替代能源,包括薪材、農場廢物、風能、太陽能集熱器、太陽能光伏、潮汐能和熱泵,但他認為這些都不足以推動現代社會經濟持續增長。帕特南1984年去世,他本人也是風能發展的“先驅”。
在久負盛名的雜志《科學》上,《未來的能源》獲得好評,但它對公共政策的影響微乎其微。70年后的今天,全球使用化石燃料的速度大約是1953年消耗和燃燒化石燃料的三倍,仍占全球能源供應的85%。
這是我們計劃失敗的“真髓”:我們已經建起一定規模的文明,可以暫時靠有限和污染環境的能源支持。我們只是假設,這個規模的活動可以靠其他能源繼續支持,而其他能源資源還沒有開發完畢或大量部署。此外,我們已經把無限增長納入文明的成功和維持的要求之中,盡管增長有巨大的可能性,但這種增長只能在歷史上短暫的一段時間內發生。
沒有計劃往往等同于計劃失敗。規劃是語言和理性的一種功能,我們人類當然有能力實現這些功能。我們計劃了各種各樣的事情,從婚禮到建造巨大的水電大壩。然而,我們也受認知功能障礙的影響,涉及人口和消費問題以及對未來的影響時,“否認和錯覺”似乎在折磨我們的思維。實際上,我們集體地把我們的命運押在了模糊的希望上:“總會有人想出辦法”來的。
我們的失敗仍在繼續,現在是向可再生能源過渡,主要是太陽能光伏和風能。帕特南自己在調查了化石燃料和核能的限制后,似乎決定把太陽能作為人類的長期希望;然而,他承認,這一希望的實現取決于技術的發展,“以比現在更有用的形式和更低的成本”利用太陽能發電。他的措辭表明,他是在抓“救命稻草”。
風能和太陽能光伏技術確實有顯著的技術改進,還大幅降低了成本。然而,各種限制仍然存在。陽光和風本身都是可再生的,但我們制造的、用來捕捉環境能源并將其轉化為電力的機器,都是由不可再生的礦物和金屬制成。制造這些收集器,需要能源提取原材料、加工、制造、運輸和安裝。可再生能源需要的土地面積,比化石燃料基礎設施所需要多得多。此外,太陽能和風能本身是間歇性的,因為在地球上,太陽并不總是燦爛發光,風也不總是吹;因此,需要儲能、資源“冗余”,電網也需要重大升級。這些問題都有變通的解決辦法,但是隨著可再生能源生產規模的擴大,部署所需變通解決辦法的難度急劇增加。
如果沒有計劃,最有可能發生的事情就是:無法生產出足夠的可再生能源,給想要的運營水平的社會提供動力。所以,我們會繼續從化石燃料獲得大部分能源,直到因為耗盡而無法繼續……然后,隨著經濟的崩潰和全球升溫,我們計劃失敗的全部影響終將顯現出來。
現在要避免這種情況可能“為時已晚”。但假設確實有足夠的時間,我們突然開始認真對待“計劃”,那應該怎么做?
應該從“保守地”估計太陽能和風能可以提供多少能源開始。沒人能說出一個明確的數字,但對于像美國這樣的工業國家,明智假設的能源目前由化石燃料提供:例如,一半是高度雄心勃勃的目標(第一個項目的計劃過程就是想出一個更精確的估計)。然后,規劃者將探索如何將能源使用減少到這個水平,而且對人們的生活造成最小的干擾。規劃者也要尋求確定大約的人口規模,可以長期支持這些資源而環境沒有退化(帕特南1953年就討論了人口和能源之間的關系),然后創建和實施各項政策開始匹配人口達到這些水平,減少、而不是惡化現有的社會不平等。
一項全面計劃要詳細說明所需投資的數額和時間,還要具體說明資金的來源。
最后,我曾在其他地方建議,良好的計劃需要創建一個“試點項目”。其中的主要目標是,一個中型工業城市從可再生能源獲得所有能源(用于食品、制造、供暖和制冷以及交通)。這樣的項目需要補貼和規劃,但它將產生寶貴的實際數據。
想起來令人吃驚的是,這樣的計劃過程實際上早在70年前就開始了,但現在一切還剛剛起步。相反,今天的決策人員大多還在推斷太陽能光伏價格趨勢,希望技術能有進一步改進,還假設使用可再生能源而不是化石能源的巨大系統,能在短短幾十年以某種方式自我組裝……
沒有計劃,想象的事情就不會發生。
結語
化石燃料燃燒污染環境,導致全球氣候變化,普通社會大眾最初并不以為然。最顯著的例子是高度工業化的美國,前任總統特朗普任職期間經常說“昏話”(他“以為”大氣溫升就是空氣溫度“熱”了點兒……)。在這一點上,拜登政府下決心彌補前任的“過失”,把今年11月在英國格拉斯哥的《聯合國氣候變化框架公約》第二十六次締約方會議看作機會,希望中美合作,共同推動,使大會取得成功。盡管中國警告“中美氣候合作離不開中美關系的大環境”,但美方堅稱“氣候變化危機”不是意識形態問題,顯現出氣度和風范。其實,這屆美國政府有意就全球氣候問題達成諒解,四年后的美國政局將有很大不同,特朗普的共和黨“草根”更缺乏理性,海因伯格也不看好美國兩黨政治的未來。
責任編輯: 李穎