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勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室首席能源專家 朱利奧•弗里德曼 , 凈化空氣任務(wù)組織常務(wù)董事阿蒙德•科恩 為英國(guó)《金融時(shí)報(bào)》撰稿
如果你相信宣傳的話，頁巖氣將會(huì)解決美國(guó)的許多問題，從油價(jià)高企到中東戰(zhàn)事。它無疑會(huì)為美國(guó)帶來巨大的益處。然而，頁巖氣在應(yīng)對(duì)氣候變化中的角色遭到誤解，必須盡快加以澄清。
至少?gòu)拿绹?guó)的角度看，持有樂觀看法有一定理由的。國(guó)際能源署(IEA)最近預(yù)測(cè)，美國(guó)到2015年將超過俄羅斯，成為全球最大的天然氣生產(chǎn)國(guó)。美國(guó)還在應(yīng)對(duì)氣候變化領(lǐng)域走在了歐洲的前面。如果美國(guó)早先批準(zhǔn)了1997年《京都議定書》(Kyoto protocol)的話，那么它現(xiàn)在已經(jīng)履行了相應(yīng)的義務(wù)。
現(xiàn)在來看看壞消息。氣候變化依然是個(gè)大問題，盡管美國(guó)的能源結(jié)構(gòu)開始有所改善。
要解決上述矛盾，主要辦法在于使用“水力壓裂法”(hydraulic fracturing)（或“fracking”），將賓夕法尼亞州馬塞盧斯以及其他地區(qū)的頁巖層中儲(chǔ)量豐富的天然氣開采出來。美國(guó)突如其來的非傳統(tǒng)天然氣繁榮意味著，它將使用更多的天然氣，并減少煤炭的使用量。天然氣發(fā)電的二氧化碳排放量?jī)H為煤炭發(fā)電的一半。公用事業(yè)企業(yè)最近宣布，美國(guó)煤炭發(fā)電產(chǎn)能下降了大約8%。在美國(guó)減少的二氧化碳排放量中，約一半可歸功于天然氣對(duì)煤炭的替代，其余部分則主要?dú)w因于經(jīng)濟(jì)衰退。
然而，溫室氣體的累積排放量依然在上升。由于多個(gè)世紀(jì)以來，二氧化碳一直滯留在大氣層里，即便每年的排放量在減少，二氧化碳的總含量仍在大幅上升。
全球能源需求將在未來二十年增長(zhǎng)一倍，這讓問題變得更加嚴(yán)重。即便中國(guó)和東歐開始大規(guī)模地使用“水力壓裂法”開采頁巖氣，全球二氧化碳實(shí)際排放量也不會(huì)下降——降下來的僅僅是排放量的增速。這只會(huì)讓最糟糕的氣候場(chǎng)景推后十年出現(xiàn)。沒錯(cuò)，對(duì)風(fēng)能和太陽能的利用正在增長(zhǎng)，但現(xiàn)在它們?cè)谌蚰茉垂?yīng)量中的占比不到3%；即便到了2035年，其比重仍可能遠(yuǎn)低于20%。煤炭依然是全球消耗量增長(zhǎng)最快的燃料。在2011年，煤炭發(fā)電增速是風(fēng)能和太陽能的7倍，是天然氣的3倍。所幸的是，現(xiàn)在可以使用技術(shù)大幅削減所有化石燃料（煤炭和天然氣之類）發(fā)電廠的溫室氣體排放量。
碳捕集與封存技術(shù)(CCS)是指將大型工廠排放的二氧化碳捕集和集中起來，然后深埋于地下。這種技術(shù)永久性地防止了二氧化碳進(jìn)入大氣層。
美國(guó)率先開展了CCS技術(shù)的研發(fā)。美國(guó)能源部持續(xù)對(duì)該技術(shù)進(jìn)行投資，并創(chuàng)建了一個(gè)全球CCS知識(shí)庫(kù)。挪威、英國(guó)、法國(guó)、中國(guó)、加拿大、澳大利亞和日本支持并推出了大型示范項(xiàng)目，通用電氣(General Electric)、西門子(Siemens)和斯倫貝謝(Schlumberger)等公司擁有必要的商業(yè)設(shè)備和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
許多人認(rèn)為CCS技術(shù)只適用于煤炭發(fā)電，但情況并非如此。事實(shí)證明，以天然氣為燃料的發(fā)電廠可能最容易運(yùn)用這種技術(shù)。這是因?yàn)樘烊粴獍l(fā)電廠的碳排放量較少，一開始捕集和地下處理的二氧化碳也較少，從而不會(huì)產(chǎn)生可能影響設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的雜質(zhì)。天然氣發(fā)電廠將天然氣轉(zhuǎn)化為電力的效率高于煤炭發(fā)電廠。
出于上述原因，新建一座零排放的天然氣發(fā)電廠的費(fèi)用低于新建一座零排放的燃煤發(fā)電廠。
那么是什么阻止CCS商業(yè)示范和推廣項(xiàng)目取得進(jìn)展呢？
首先是成本。使用CCS技術(shù)的確會(huì)增加煤炭或天然氣發(fā)電成本，盡管這種成本將隨著技術(shù)創(chuàng)新而下降。解決辦法在于加快實(shí)施示范項(xiàng)目，政府為較早采用CCS技術(shù)的企業(yè)加以獎(jiǎng)勵(lì)。電廠排放的二氧化碳也可以用于從廢棄油田中開采更多的石油，這相應(yīng)會(huì)增加收入從而抵消采用CCS技術(shù)的成本。
第二個(gè)障礙是一個(gè)不同尋常的不作為聯(lián)盟。許多環(huán)保主義者反對(duì)采用CCS技術(shù)，是因?yàn)檫@會(huì)促使人們使用煤炭，但他們忽視了這個(gè)世界仍將在很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)依賴煤炭和天然氣的事實(shí)，同時(shí)也忽視了我們不得不處理它們制造出的二氧化碳。其他環(huán)保主義者、部分化石燃料領(lǐng)域人士以及政客們，通常只是對(duì)天然氣發(fā)電導(dǎo)致短期內(nèi)污染下降而沾沾自喜，卻忽視了長(zhǎng)期排放的影響。
低成本的天然氣，可能標(biāo)志著一個(gè)天然氣發(fā)電持續(xù)發(fā)展并產(chǎn)生商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的新時(shí)代的開始。如果美國(guó)在天然氣CCS技術(shù)方面領(lǐng)先，就會(huì)向全世界表明，美國(guó)可以擁有廉價(jià)、清潔的電力，但對(duì)氣候的影響微乎其微。
本文作者是美國(guó)勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Lawrence Livermore National Laboratory)首席能源專家朱利奧•弗里德曼(Julio Friedmann)和凈化空氣任務(wù)組織(Clean Air Task Force)常務(wù)董事阿蒙德•科恩(Armond Cohen)。
如果你相信宣傳的話，頁巖氣將會(huì)解決美國(guó)的許多問題，從油價(jià)高企到中東戰(zhàn)事。它無疑會(huì)為美國(guó)帶來巨大的益處。然而，頁巖氣在應(yīng)對(duì)氣候變化中的角色遭到誤解，必須盡快加以澄清。
至少?gòu)拿绹?guó)的角度看，持有樂觀看法有一定理由的。國(guó)際能源署(IEA)最近預(yù)測(cè)，美國(guó)到2015年將超過俄羅斯，成為全球最大的天然氣生產(chǎn)國(guó)。美國(guó)還在應(yīng)對(duì)氣候變化領(lǐng)域走在了歐洲的前面。如果美國(guó)早先批準(zhǔn)了1997年《京都議定書》(Kyoto protocol)的話，那么它現(xiàn)在已經(jīng)履行了相應(yīng)的義務(wù)。
現(xiàn)在來看看壞消息。氣候變化依然是個(gè)大問題，盡管美國(guó)的能源結(jié)構(gòu)開始有所改善。
要解決上述矛盾，主要辦法在于使用“水力壓裂法”(hydraulic fracturing)（或“fracking”），將賓夕法尼亞州馬塞盧斯以及其他地區(qū)的頁巖層中儲(chǔ)量豐富的天然氣開采出來。美國(guó)突如其來的非傳統(tǒng)天然氣繁榮意味著，它將使用更多的天然氣，并減少煤炭的使用量。天然氣發(fā)電的二氧化碳排放量?jī)H為煤炭發(fā)電的一半。公用事業(yè)企業(yè)最近宣布，美國(guó)煤炭發(fā)電產(chǎn)能下降了大約8%。在美國(guó)減少的二氧化碳排放量中，約一半可歸功于天然氣對(duì)煤炭的替代，其余部分則主要?dú)w因于經(jīng)濟(jì)衰退。
然而，溫室氣體的累積排放量依然在上升。由于多個(gè)世紀(jì)以來，二氧化碳一直滯留在大氣層里，即便每年的排放量在減少，二氧化碳的總含量仍在大幅上升。
全球能源需求將在未來二十年增長(zhǎng)一倍，這讓問題變得更加嚴(yán)重。即便中國(guó)和東歐開始大規(guī)模地使用“水力壓裂法”開采頁巖氣，全球二氧化碳實(shí)際排放量也不會(huì)下降——降下來的僅僅是排放量的增速。這只會(huì)讓最糟糕的氣候場(chǎng)景推后十年出現(xiàn)。沒錯(cuò)，對(duì)風(fēng)能和太陽能的利用正在增長(zhǎng)，但現(xiàn)在它們?cè)谌蚰茉垂?yīng)量中的占比不到3%；即便到了2035年，其比重仍可能遠(yuǎn)低于20%。煤炭依然是全球消耗量增長(zhǎng)最快的燃料。在2011年，煤炭發(fā)電增速是風(fēng)能和太陽能的7倍，是天然氣的3倍。所幸的是，現(xiàn)在可以使用技術(shù)大幅削減所有化石燃料（煤炭和天然氣之類）發(fā)電廠的溫室氣體排放量。
碳捕集與封存技術(shù)(CCS)是指將大型工廠排放的二氧化碳捕集和集中起來，然后深埋于地下。這種技術(shù)永久性地防止了二氧化碳進(jìn)入大氣層。
美國(guó)率先開展了CCS技術(shù)的研發(fā)。美國(guó)能源部持續(xù)對(duì)該技術(shù)進(jìn)行投資，并創(chuàng)建了一個(gè)全球CCS知識(shí)庫(kù)。挪威、英國(guó)、法國(guó)、中國(guó)、加拿大、澳大利亞和日本支持并推出了大型示范項(xiàng)目，通用電氣(General Electric)、西門子(Siemens)和斯倫貝謝(Schlumberger)等公司擁有必要的商業(yè)設(shè)備和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
許多人認(rèn)為CCS技術(shù)只適用于煤炭發(fā)電，但情況并非如此。事實(shí)證明，以天然氣為燃料的發(fā)電廠可能最容易運(yùn)用這種技術(shù)。這是因?yàn)樘烊粴獍l(fā)電廠的碳排放量較少，一開始捕集和地下處理的二氧化碳也較少，從而不會(huì)產(chǎn)生可能影響設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的雜質(zhì)。天然氣發(fā)電廠將天然氣轉(zhuǎn)化為電力的效率高于煤炭發(fā)電廠。
出于上述原因，新建一座零排放的天然氣發(fā)電廠的費(fèi)用低于新建一座零排放的燃煤發(fā)電廠。
那么是什么阻止CCS商業(yè)示范和推廣項(xiàng)目取得進(jìn)展呢？
首先是成本。使用CCS技術(shù)的確會(huì)增加煤炭或天然氣發(fā)電成本，盡管這種成本將隨著技術(shù)創(chuàng)新而下降。解決辦法在于加快實(shí)施示范項(xiàng)目，政府為較早采用CCS技術(shù)的企業(yè)加以獎(jiǎng)勵(lì)。電廠排放的二氧化碳也可以用于從廢棄油田中開采更多的石油，這相應(yīng)會(huì)增加收入從而抵消采用CCS技術(shù)的成本。
第二個(gè)障礙是一個(gè)不同尋常的不作為聯(lián)盟。許多環(huán)保主義者反對(duì)采用CCS技術(shù)，是因?yàn)檫@會(huì)促使人們使用煤炭，但他們忽視了這個(gè)世界仍將在很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)依賴煤炭和天然氣的事實(shí)，同時(shí)也忽視了我們不得不處理它們制造出的二氧化碳。其他環(huán)保主義者、部分化石燃料領(lǐng)域人士以及政客們，通常只是對(duì)天然氣發(fā)電導(dǎo)致短期內(nèi)污染下降而沾沾自喜，卻忽視了長(zhǎng)期排放的影響。
低成本的天然氣，可能標(biāo)志著一個(gè)天然氣發(fā)電持續(xù)發(fā)展并產(chǎn)生商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的新時(shí)代的開始。如果美國(guó)在天然氣CCS技術(shù)方面領(lǐng)先，就會(huì)向全世界表明，美國(guó)可以擁有廉價(jià)、清潔的電力，但對(duì)氣候的影響微乎其微。
本文作者是美國(guó)勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Lawrence Livermore National Laboratory)首席能源專家朱利奧•弗里德曼(Julio Friedmann)和凈化空氣任務(wù)組織(Clean Air Task Force)常務(wù)董事阿蒙德•科恩(Armond Cohen)。
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