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Wrighton:全球的能源前景与应对措施

http://www.sina.com.cn  2010年05月29日 12:50  新浪财经
Wrighton:全球的能源前景与应对措施
  2010年5月29日,由复旦大学主办的上海论坛开幕。新浪财经全程直播本次活动。图为圣路易斯华盛顿大学校长Mark Stephen Wrighton演讲。(来源:新浪财经 张豫摄)

  2010年5月29日,由复旦大学主办的上海论坛开幕。新浪财经全程直播本次活动。以下为圣路易斯华盛顿大学校长Mark Stephen Wrighton演讲。

  Mark Stephen Wrighton:大家上午好!有幸参加上海论坛我感觉到非常荣幸,特别是参加这么有意思的论坛,今天上午我要跟大家来讨论一下能源和环境的问题。我是化学家,不是经济学家,有可能让我来谈全球经济没人会信我,但是我相信每个人都会同意我的说法,我们需要为全球提供成本低廉的能源,与此同时不给全球的环境造成负面的影响,这是我们现在全球面对的一个最大的挑战。

  在这个领域实际上没有简单的解决方案,对我们而言有许多的解决方案,大家都已经熟知了。我们需要对每一种新能源适度开发,只要他们不对环境造成影响。即便这样的话,我们也要摆脱化石能源依赖的话还是来日方长,因为它遭到了二氧化碳的影响。我作为美国能源会的副主席,这是建立自布什政府的时代,那时候就有学者意识到了美国所面临的挑战。我们知道美国是全球最大的能源消耗国,我必须向大家坦白的是美国就能源使用效率而言是非常效率低下的。对我们而言,非常重要的一点是要提升我们能源使用的效率,并开始开发替代的可再生能源。

  首先,我给大家介绍一下美国能源的现状,再来谈一下全球的环境。美国85%的能源需求是靠化石能源来满足的,而化石能源的燃烧不可避免地造成了二氧化碳的排放,美国每年二氧化碳的排放量超过了60亿吨。尽管我们人均能源消耗得到了提升,但是和欧盟或者日本比较起来,我们能源效率还是非常低下,可以提升的空间非常之大,这对美国来说是一个真正的机会。

  在美国,我们的人口和经济持续地增长,这就要求我们消耗更多的能源。美国的人口增长是达到了世界平均的水平,因此我们需要更多的能源,所以美国需要进口更多的能源,今天我们已经面临了高尔夫湾的灾难,主要是墨西哥海湾石油钻探,美国政府刚刚批准,也造成了很多的生态危机,因为我们需要更多的石油。我们在交通方面几乎全部依靠石油,我们知道美国人喜欢开车,我们也消耗了大量的汽油,这对于我们能源安全也是带来了巨大的挑战。就美国发电而言,我们主要来宾靠化石能源,美国50%的电是由煤炭的燃烧来产生的,我们知道煤主要是碳,所以在燃烧的过程当中有大量的二氧化碳排放。美国天然气占到了电力发电的20%,那么我们知道天然气的配方里面只有一个碳原子,所以相对煤而言,它是一个比较干净的能源。而核能,它对于发电的贡献率和天然气相当,也是20%左右。

  在环境保护方面,实际上美国的基础设施也是对环境造成了极大的挑战,因为美国有很多落后的基础设施,在美国的输配电系统当中需要进行的投资金额要达到5000亿之多,如果我们需要更多的可再生能源,像太阳能、风能上网的话,我们需要电网方面的大量投资,在美国能源未来委员会也注意到,我们在能源的生产消耗方面需要进行彻底的改变。

  我们要关注到全球经济发生了很大的变化,特别是中国和印度的崛起,他们也需要更多的化石能源,这也是对美国的能源进口造成了竞争。最近我们也可以看到能源的价格也是高涨,我们研究了两年的时间,原油价格最高达到了150美金/桶,最低是降到了32美元/桶,所以对能源的生产和消耗模式需要改变,不然的话我们二氧化碳的浓度还会不断上升。我们全球一定要建立一个统一的平台,需要携手合作。

  来看一下全球能源的未来,我们如何来进行转型,我们需要达到怎么样的结果呢?我们需要寻求一种可持续的、可以给长期的经济带来繁荣,我们需要能够确保任何一个国家的能源安全。那么最重要的一点,当然是我们需要减少能源的生产和使用过程当中对环境造成的负面影响,这是我们未来能源之路。

  我们再来看一下美国,可以看到这个分配基本上相当。我们看化石的需求,不管美国还是全球是85%左右,而可再生能源水利在全球的能源占到6%,而在美国只占到了3%。美国的水电当然是可再生的能源,它成本也很低,特别是美国的西北部,它的能源成本很低。而目前像美国的中部圣路易斯州能源价格也很低。为什么呢?因为他们主要是使用低成本的煤,但是我们知道煤是一种污染很高的能源,因为它产生的二氧化碳浓度是最高的。我理解在中国电的生产70%是燃煤,核能的比例越来越高,但是随着经济高速的成长,那么对能源的需求也是高涨,所以在中国对煤炭的消耗也会增加,还会保持在整个用能70%左右,全球能源的消费预期还不断地增加,主要是经济的成长和人口的成长造成的。

  我们可以看到煤的消耗中国已经远远超过了美国,煤炭在全球的分布非常广泛,如果我们能够找到一种捕捉存储二氧化碳的方法,煤炭还是可以成为一种非常有价值的能源的,我们可以非常洁净地来使用煤,这张图表明的是全球在2005~2050年人口增长的分布,可以看到全球的人口增长是不均衡的,这是大国(像美国)总人口会增加非常之多。

  在这个图表上我们可以看到国与国之间非常有意思的差异,印度今天是全球非常大的一个国家,在未来的40年当中,人口将增长非常多,将成为全球人口最多的国家,总人口将超过17亿,而中国的人口到2025年会达到峰值,到2050年会增加到15亿。美国现在是3.3亿,到2050年会增加到5亿,有意思的一点是日本、俄罗斯预期在未来的40年当中估计人口会减少。人口增加也造成了对能源的更多需求,但是在全球的分布是不均衡的。我们可以看到亚洲将会成为全球能源挑战的主要地区,美国、中国、印度、俄罗斯是煤炭消耗最大的国家,印度的人口增加也会加剧这一问题。

  我们重点来看一下二氧化碳的问题,这里列出了美国和中国的二氧化碳排放。美国可以看出二氧化碳排放已经是持平了,通过能效的提升,相对较缓的经济增长以及人口比较平缓的增长,已经控制了二氧化碳的排放。那么,中国在二氧化碳排放上面已经超过了美国,而且它会持续地增加,这是一个重大的问题,能够捕捉和存储二氧化碳对地球而言是一个巨大的挑战,但是这个挑战是我们必须面对的。在美国,我们知道美国未来能源委员会也表明我们应该进行一个大规模的二氧化碳捕捉、存储的实验项目,而且应该是在电厂来进行实验,我们到目前为止还没有这个技术的实验,在这方面中国已经领先了,中国现在已经开始在大规模地在一个电厂检验捕捉、存储二氧化碳技术了。这个技术的展示(实验)是非常重要的,如果我们做不到这一点的话,我们的选择就非常少了。美国50%的电力是烧煤的,中国70%的电力是烧煤的。如果我们不能再使用煤了,我们还能做什么呢?所以我觉得这不仅仅是一个工程的问题,我们必须要有可负担的成本,因为从科学的理论上来说,完全可以存储和捕捉二氧化碳,但是我们能否在电厂大规模地部署,这个挑战是非常严峻的。美国每年派发60亿吨的二氧化碳,这个挑战是非常之严峻的。是不是可以用一种生化的光生物学,用一些绿藻来吸收二氧化碳。那么光、生物学通过蓝藻在电厂,如果真的要吸收二氧化碳,它需要六千公顷,这是很难实现的,因为我们知道绿藻确实可以通过光合作用来吸收二氧化碳,这是一个非常简单的物理现象。但是我们能不能通过合成的方法来加速这一进程呢?

  另外一个替代的方法是核能。至少我相信对美国以及对中国而言,这在短期之内是一个可行的方法,那么中国现在开始建设二十个新的核电站。如果我们能够通过核能、通过光伏电池,可以有效减少二氧化碳排放,全球总的能源消耗大概是15.6兆兆瓦,我们可以看到这些能源的来源——石油、煤炭、天然气、生化、生物、核能、水利和其它的可再生能源,像地热、光合、风能。我们可以看到可再生能源占的比例非常之小,当然我们还要进行大量的科学研究来增加类似于风能、太阳能的使用,而美国和中国政府已经在这方面进行了大量的投资。

  那么如果说当五十年后,2050年,世界不仅需要15TW,而是30TW,所以当我们展望未来,我们需要存储更为高效的能源。提高能效我们也要不断地扩大现在的体系,比如说是不是采用光合作用、核电厂或者是其它的方法来减少碳排放,当然我们需要这样的系统方法来减少二氧化碳的排放量。所以,有一点就是关于所谓能源支付的价格会不断上涨,尤其是在美国。

  让我们来了解一下核能使用的潜力。我谈到的是我们可能会从15TW~30TW,就这个理论本身来看,对于世界上所需要的其它来源,如果来自于核电,那么这就意味着我们要兴建1.5万个,15GW的核电厂,这就意味着接下来的40年每天我们要兴建一个1GW的核电厂。比如说中国这样的国家,已经启动了20个核电厂,我也在前一段时间遇到了美国能源部部长斯蒂夫先生,他谈到了会起到6个新的核电工厂。核电厂在美国的确是一个很大的挑战,很多的核电厂并没有在过去的10年被启动,但是现有的核电厂已经非常好地以低成本的价格来生产稳定的电力。人们对核电厂是采用不同的角度,这样的话解决60亿吨二氧化碳排放量更容易。所以,这对于美国来说是一个很大的挑战,如果看一下开发核电厂的价格,如何来满足整个世界在2050年的需求,那么兴建这个核电厂需要10亿美元,这意味着整个价格将在今后的40年会达到150亿美元,所以可以看到是一个很大的投入。我们需要考虑这个投资,也要考虑在未来还可以采用其它的能源方法。我个人认为能源是短期和中期可行的方案,在美国他们目前面临的主要挑战是没有办法来获得资金以建设新的核能厂。

  接下来了解一下太阳能的潜力,从理论上来讲,现在已经有了10,000TW的太阳能源,比如说可以通过光合作用产生90TW,问题是我们能否把太阳能有效地转换并且控制在一个合理的价值上,这个挑战还没有被克服,需要各个领域通力合作。当然还有其它的一些关于太阳能利用的挑战,太阳能有一个白天和晚上的问题,有时候如果天气不晴朗的情况下,如果说要大规模地使用光合作用的方法,那么就需要有很好的存储方法,这就会提高成本。另一方面,它也需要有新的存储技术的推出,同时也需要更多的资金。我们目前所面临的能源挑战,当然能够非常好地补充化石燃料,介绍在接下来的25年,美国仍然将会非常高度地依赖于石油和其它的化石燃料。就像每一个人所意识到的,我们面临着严重的环境挑战,并且要开始实施其它的能源方案,比如说可再生的能源方案。所以,希望能够在未来采用太阳能这个具有可持续性的提供能源的方法。非常感谢!

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