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
今年早些時候,我有機會在奧斯汀舉行的2014年能源思想峰會上參加了蘋果公司聯合創始人史蒂夫·沃茲尼亞克的主題演講。沃茲尼亞克主要談到了他開發早期個人電腦的經驗,以及這些經驗對能源行業的啟示。當被問及他對能源創新者有何建議時,他強調了要質疑綠色能源是否真的如其名般“綠色”。
我認為我們在汙染等方面經常被所謂的“綠色”裝置所愚弄……我完全支援風能和太陽能,但他們說土地空間不足,它們只佔我們能源需求的極小一部分,而且成本更高。成本更高是一個困難的因素,因為某物的成本……等於其中包含的所有部件加上將它們組合在一起的能量……如果你無法控制能源型別,那就等同於汙染。成本等於汙染……所以我們自欺欺人……我喜歡風能,如果它能在其使用的土地空間上產生更多能量就好了。太陽能熱能真的很好,但如果它的成本是燃燒煤炭的兩倍,那麼製造成本都是用骯髒的能源來生產清潔能源……如果你有一個太陽能電池,製造它需要兩焦耳的骯髒能源,而在其壽命週期內只返回一焦耳的清潔能源——那是一種損失……我們自欺欺人。
沃茲尼亞克使用一個類比,假設能源技術的環境影響與其成本成正比,他計算出某些可再生能源技術可能產生比化石燃料更多的總體排放,因為它們的成本太高了。他敦促能源創新者注意他的警告。
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沃茲尼亞克的假設乍一看似乎合理。事實上,它們讓人想起一種名為經濟投入產出生命週期評估的環境核算方法。然而,當你將他的結論與現實進行比較時,你會發現它們遠非事實。幸運的是,沃茲尼亞克並不是第一個質疑清潔能源是否真的清潔的人。
如何量化能源技術的總體環境影響實際上一直是學術文獻的主題。工程師使用一種稱為生命週期評估的過程來計算完整能源系統與環境之間的所有相互作用。例如,電力生產的生命週期評估通常會考慮發電廠原材料提取、工廠建設、燃料提取、燃料加工、燃料輸送、燃料燃燒、電力傳輸以及其他上游和下游過程,以便全面瞭解生產和輸送單位電力所需的能源和排放。
經過多年的研究,關於可再生能源與不可再生能源技術的相對環境足跡的資料已經出爐。政府間氣候變化專門委員會(IPCC)最近釋出的一份報告回顧了一百多項現有的生命週期評估研究,分析了電力生產技術的溫室氣體(GHG)排放量。透過比較一項研究與另一項研究,IPCC制定了每種最常見的發電技術生命週期溫室氣體排放量的機率分佈,其中包括不同假設和情景(例如,不同型別的煤炭、不同的天然氣發電機配置、不同的太陽能電池板技術等)的影響。
IPCC的結果是明確的:天然氣、石油和煤炭發電產生的總溫室氣體排放量遠遠高於任何可再生能源技術。
即使建造太陽能發電場比建造天然氣發電廠需要更多的能源和排放,但事實上太陽能發電場在執行過程中產生零排放,這使其總體上更清潔。這同樣適用於所有其他形式的可再生能源——以及核能。
鑑於這些事實,我問自己,沃茲尼亞克關於能源的錯誤觀念從何而來。他絕不是第一個在可再生能源和化石燃料之間進行錯誤比較的人。也許我們被這樣一種想法所吸引,即能源系統在其所有複雜性中可能導致可再生能源比直覺認為的更髒。更可能的是,這種觀念起源於那些更感興趣於掩蓋真相而不是揭示真相的人的頭腦中。
無論如何,像沃茲尼亞克這樣的公眾人物應該避免暗示可再生能源的排放量與化石燃料的排放量相當——事實擺在那裡,它們清楚地表明天然氣、石油和煤炭發電的排放量遠遠超過可再生能源和核能。
圖片來源
史蒂夫·沃茲尼亞克 - The Demo Conference, Flickr。
生命週期溫室氣體排放量圖 - IPCC。