本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
幾天前,我讀完了查爾斯·C·曼恩在《大西洋月刊》上發表的文章題為“如果我們永遠不會耗盡石油會怎樣?”,這是一篇關於石油和天然氣等既有能源的歷史和技術,以及來自水力壓裂或甲烷水合物等相對較新的能源的深入討論。
如果您還沒有讀過,請閱讀。這篇文章很難總結(它很長,但內容很好),但以下是幾個主要的要點
在可預見的未來,化石燃料將繼續是一種重要且主要的燃料來源。
正如歷史表明,以前無法獲得的資源(頁岩層中的石油)或新的資源(如甲烷水合物)變得在開採和使用上更經濟,或者開發出允許開採的新技術(這會影響經濟性)。
非常規燃料非常重要。相對廉價的頁岩油氣的大量湧入正在影響全球能源供應的動態,我們應該預料到會出現更多非常規碳氫化合物。
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上面的第三點值得更多關注。
在閱讀對曼恩文章的批評時,我感覺到一些善意的人們正在面對一個令人不快的真相:我們是一個能源飢渴的社會,對能源的需求將越來越多,我們將找到滿足這種需求的新方法,很可能使用非常規碳氫化合物資源。技術進步和經濟因素將使以前未開發的資源變得可用,正如我們在水力壓裂中看到的那樣,並且(正如曼恩認為的那樣)我們將在甲烷水合物(冰凍甲烷)中看到。
真正使問題複雜化的是,能源並不侷限於一個國家或另一個國家。我讀到的批評似乎淡化了能源的全球系統性方面。類似於打地鼠遊戲,人們不能簡單地在一個地球區域消除一種碳密集型燃料,而它不會在地球另一半出現。
這在曼恩在廉價天然氣的背景下對煤炭的討論中很明顯
美國煤炭行業開始抱怨“煤炭戰爭”。但經濟打擊小於人們預期的;美國煤炭出口,主要出口到歐洲,從2009年到2011年幾乎翻了一番。在某種具有諷刺意味的發展中,德國,這個經常被吹捧為因其對太陽能和風能的承諾而成為環境典範的國家,已經擴大了煤炭的使用,因此正在穩步增加其二氧化碳排放量。
我在2012年11月寫過關於這方面的文章。美國沒有燃燒的煤炭並沒有留在國內。越來越多的煤炭註定要運往歐洲和亞洲,用於火力發電和冶金工藝。兩者都是碳密集型的(你仍然在燃燒煤炭)。正如對曼恩文章的一項批評所說(煤炭也是如此)“如果我們耗盡石油也沒關係,我們不會再想燃燒它了”, 這忽略了全球系統性方面:美國可能不想燃燒它,但其他人會。
為了進一步強調全球能源系統,我請您注意《外交政策》最近一篇關於俄羅斯“天然氣武器”逆轉的文章《外交政策》。
在多年欺凌和脅迫鄰國之後,俄羅斯控制的天然氣壟斷企業現在成為了“天然氣武器”的接收者。“天然氣武器”指的是俄羅斯作為“能源超級大國”透過切斷天然氣供應來迫使敵人屈服的能力。俄羅斯天然氣工業股份公司在2006年、2008年和2009年再次展示了其力量,當時它在冬季切斷了數百萬歐洲人的天然氣供應,以向烏克蘭、白俄羅斯、喬治亞和摩爾多瓦的中間商表明立場。
但是,隨著廉價的北美頁岩氣的大量湧入,俄羅斯的天然氣武器正在削弱,甚至被反過來對付俄羅斯。亞歷山德羅斯·彼得森寫道
但就在過去兩年裡,形勢開始轉變。全球能源價格走低使消費者能夠利用俄羅斯對歐洲市場的“反向依賴”來對抗俄羅斯天然氣工業股份公司。俄羅斯在歐洲以外的出口選擇越來越有限,這使得歐洲消費者能夠要求更好的條款。與此同時,中亞不再是莫斯科的附庸,而是最終成為廉價能源的競爭者,土庫曼、烏茲別克和哈薩克等生產國不僅願意為消費者(仍然主要在東亞和南亞)提供更好的交易,而且不會像對待前殖民地那樣操縱他們。
重點是:非常規能源正在影響全球能源系統。
曼恩傾向於認為甲烷水合物將在未來幾年成為一件大事,我同意。研究和開發的步伐,以及我們從水力壓裂的歷史中所瞭解到的,表明甲烷水合物和其他非常規燃料值得我們關注。在為本部落格撰寫的一篇文章中,梅麗莎·洛特寫了關於潛在的甲烷水合物儲量的文章——據一些估計約為“世界頁岩礦藏天然氣量的15倍”。再加上艾伯塔省的油砂、猶他州的頁岩油以及世界各地的其他非常規資源,擾亂全球能源系統的可能性是存在的。未來多年更多的碳排放也是一種很大的可能性。
向低碳燃料的過渡可能需要一種全球方法來解決與燃燒燃料相關的外部性。如果碳是理由,那麼對碳定價(透過收費或排放交易計劃)是解決這個問題的最直接方法。這是一種一次性考慮生產者和消費者經濟學、技術投資和全球貿易的方式。
圖片來源:IODP/JAMSTEC