來源:果殼 | 0評論 | 7229查看 | 2012-11-21 12:56:00
目前新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,不僅本身困難重重,更在全球范圍內(nèi)嚴(yán)重失衡。新能源系統(tǒng)的建設(shè)將會是一個緩慢而艱難的進(jìn)程,不可操之過急。
2004年6月,一家能源期刊的編輯打來電話,說最近發(fā)布了一份建造世界上最大的太陽能發(fā)電站的計劃,想聽聽我的看法?!皽?zhǔn)備建在哪兒?” 我問道,“亞利桑那、西班牙、還是北非?”其實(shí)都不對,它將位于紐倫堡的東南方,橫跨巴伐利亞鄉(xiāng)間的三個地區(qū)。
我說,這肯定是搞錯了。我的故鄉(xiāng)就在國境對面的捷克,離那兒不遠(yuǎn)。直到今天,我都還清楚地記得,那里的夏季陰雨綿綿,我們每天都只能在屋里度過。巴伐利亞的天氣,就像是美國的西雅圖,或者中國的四川。那里根本不適合修建太陽能發(fā)電站,可德國人卻偏偏反其道而行之。這座輸出峰值為10兆瓦的發(fā)電站已于2005年6月投入使用。
促使這一切發(fā)生的,是政治背后的最大推手:金錢。在新的可再生能源的地盤上,政府補(bǔ)貼是王道,而消費(fèi)者卻要為此買單。
除去水力和地?zé)岚l(fā)電之外,其它可再生能源還無法在不依靠政府補(bǔ)貼的情況下與傳統(tǒng)能源競爭。原因是多方面的,其中之一是較低的容量系數(shù)(即發(fā)電站的最大發(fā)電量和裝機(jī)容量的比值)。一般情況下,核電站的容量系數(shù)為90%以上,火電站的容量系數(shù)在65%到70%之間;然而,即使在晴朗的西班牙,太陽能發(fā)電站的容量系數(shù)也達(dá)不到20%;安裝在干燥陸地上的風(fēng)力發(fā)電機(jī),有25%到30%的容量系數(shù),而安裝在近??梢赃_(dá)到40%。如果要利用太陽能或風(fēng)力發(fā)電,就需要在相應(yīng)資源充沛的地區(qū)鋪設(shè)整套電力線;同時,由于太陽能和風(fēng)力的不穩(wěn)定性,我們還得應(yīng)對變化多端的電網(wǎng)負(fù)載。
雖然這些缺點(diǎn)人所周知,卻被新能源的擁躉和各種媒體輕易地拋諸腦后。最糟糕的是,這些鼓吹者并沒有意識到,即使新能源的優(yōu)勢再顯著,推廣它們也是需要時間的。
比如,美國前副總統(tǒng)阿爾·戈爾在2008年提出了一項計劃,要在十年內(nèi),用新能源取代美國所有使用化石燃料的發(fā)電站。Google也有自己的計劃,那就是在2030年以前,削減掉美國的全部火電站;這項計劃提出于2008年,而在2011年宣布放棄。另一項更具野心的計劃,來自一篇2009年發(fā)布于《科學(xué)美國人》的文章,作者馬克·雅各布森(Mark Jacobson)和馬克·德魯奇(Mark Delucchi)分別是斯坦福大學(xué)的土木工程學(xué)教授和加州大學(xué)戴維斯分校研究運(yùn)輸系統(tǒng)的學(xué)者。兩人提出,要在2030年以前,將世界上的全部能源替換為新能源。
歷史和技術(shù)的角度來看,他們大大低估了新能源帶來的諸多問題。
發(fā)展新能源,全靠政府補(bǔ)貼?
德國政府在2004年提出,要在未來20年內(nèi),向太陽能發(fā)電的投資者提供每千瓦時0.57歐元的補(bǔ)貼(即“上網(wǎng)電價補(bǔ)貼”)。真不知道他們到底是怎么想的——當(dāng)時使用其他能源的電力價格是每千瓦時0.20歐元;而美國2004年的平均電價是7.6美分,也就是每千瓦時0.06歐元。可以想象,在補(bǔ)貼的刺激下,巴伐利亞的太陽能發(fā)電站只是個開始。到2011年底時,德國的太陽能發(fā)電站的總裝機(jī)容量達(dá)到了25兆瓦,比全球總量的三分之一還多。當(dāng)一種能源剛開始得到巨額補(bǔ)貼時,一切都會顯得無比順利,不過它最終還是要面對現(xiàn)實(shí)。今年三月,當(dāng)?shù)聡鴩鴷弥緡娰M(fèi)在歐洲排名第二時,他們通過投票,削減了各種太陽能發(fā)電補(bǔ)貼,最高幅度達(dá)29%。
針對新能源的大手筆補(bǔ)貼,并非只在德國才有,這是全世界的常態(tài)。西班牙也曾經(jīng)對風(fēng)能和太陽能發(fā)電站進(jìn)行過補(bǔ)貼,到2010年才把對大型發(fā)電站的補(bǔ)貼額減少了一半。2010年12月,美國因中國向風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造商提供的高額補(bǔ)貼,向世界貿(mào)易組織提起了訴訟。而在美國,得到最高政府補(bǔ)貼的能源產(chǎn)業(yè)既不是風(fēng)電,也不是太陽能,而是生物燃料;具體地說,是用玉米提煉的乙醇。
根據(jù)美國審計總署的數(shù)據(jù),2011年美國對乙醇制造業(yè)的稅務(wù)補(bǔ)貼,一共花去了納稅人61億美元。除此之外,乙醇制造業(yè)還帶來了三項隱性支出:第一,水土流失;第二,化肥中多余的硝酸鹽會隨河流進(jìn)入墨西哥灣,在沿岸形成“死亡區(qū)”;第三,作為世界上最大的糧食出口國,美國把40%的玉米收成用于乙醇生產(chǎn)。而最大的浪費(fèi)在于,用其制造出的乙醇燃料,大多數(shù)都用于低效能的乙醇動力汽車。
也許你會說,政府補(bǔ)貼的出發(fā)點(diǎn)是好的;的確,用補(bǔ)貼刺激新能源發(fā)展的做法早已有之。為鼓勵勘探,政府已向石油和天然氣產(chǎn)業(yè)提供了數(shù)十年的減稅。核電的發(fā)展完全依賴于政府提供的巨額研發(fā)經(jīng)費(fèi)。從1948年到2007年,核電的研發(fā)補(bǔ)貼幾乎占到了美國聯(lián)邦科研總支出的54%。在法國,核電獲得了國家電力公司的全力資助。沒有這些經(jīng)費(fèi)支持,核電在法國絕不可能發(fā)展到今天75%的占有率。但我們必須思索,對新能源的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼,是否能起到其支持者承諾的效果?
不要被這些新能源的支持者夸下的海口沖昏頭腦。他們說,只需短短幾十年的時間,這些新能源就能徹底取代化石燃料,創(chuàng)造出一個可靠并綠色的無碳能源系統(tǒng),而且價格不會高于目前最廉價的火電系統(tǒng)。這樣,我們就能及時阻止大氣中二氧化碳濃度從394ppm上升到450ppm。據(jù)氣象學(xué)家預(yù)測,當(dāng)二氧化碳濃度達(dá)到450ppm時,全球平均氣溫將會升高 2℃。我當(dāng)然希望他們的承諾都能兌現(xiàn),但我更愿意相信清晰準(zhǔn)確的科學(xué)分析。
被大力推動的核電。核電是第一種高度依賴政府投資和補(bǔ)貼發(fā)展的主要能源形式,它在美國、日本和法國不同的發(fā)展軌跡證明了這一點(diǎn)。
新能源產(chǎn)業(yè)的困境
成本與規(guī)模
多年以來,種類繁多的補(bǔ)貼和投機(jī)取巧的商業(yè)運(yùn)作推動了新能源的發(fā)展。也正因?yàn)槿绱?,很難判斷新能源的價格到底是否已經(jīng)降至合理范圍。歐洲風(fēng)能協(xié)會和美國風(fēng)能協(xié)會都聲稱,風(fēng)電的價格已經(jīng)低于火電;而太陽能的支持者根據(jù)光伏電池成本迅速降低的走勢預(yù)測,未來太陽能電力的價格會非常低廉。
不過,另外一些分析并不支持廉價風(fēng)電的說法;同時,一些研究者考慮到,要建造太陽能發(fā)電站,不僅需要光伏電池,還需要支架、換流器、電池,以及人力。這些相關(guān)物資的費(fèi)用并沒有大幅降低;因此,從2000年至今,美國的太陽能電力價格并未發(fā)生顯著改變:2000年時,太陽能電力的平均價格為每千瓦時40美分;太陽能研究機(jī)構(gòu)Solarbuzz的數(shù)據(jù)顯示,2012年,太陽能電力均價為:晴朗天氣每千瓦時28.91美分,多云天氣每千瓦時63.60美分。相比之下,2011年美國化石燃料發(fā)電的均價是每千瓦時11到12美分——太陽能發(fā)電還是貴得多。大規(guī)模、廣泛普及的太陽能發(fā)電時代,離我們還是有一段距離的。
再看看發(fā)電規(guī)模。從商業(yè)應(yīng)用上看,風(fēng)力發(fā)電比太陽能發(fā)電更成熟,可是,截至2011年底,美國的風(fēng)電裝機(jī)容量為47兆瓦,只占到夏季裝機(jī)總?cè)萘康?%。由于美國風(fēng)力發(fā)電的容量系數(shù)很小,2011年美國總發(fā)電量中,風(fēng)電的比例只有3%。
從上世紀(jì)80年代的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)至今,風(fēng)電花了30年時間才取得了如此微小的占有率。與此相比,核電自從1957年投入使用以來,在30年內(nèi)占據(jù)了美國總發(fā)電量的20%;燃?xì)獍l(fā)電機(jī)出現(xiàn)于上世紀(jì)60年代初期,30年后,它也擁有了10%的份額。
人們對風(fēng)電的發(fā)展速度抱有一種錯誤的樂觀心態(tài)——這是因?yàn)?,現(xiàn)有的增長率是從一個極小的基數(shù)算起的。從2001年到2011年,全球風(fēng)力發(fā)電的總裝機(jī)量翻了6番,可是這說明不了太多問題。這種高增長率是系統(tǒng)早期發(fā)展時的典型狀態(tài),尤其對于風(fēng)電這種主要靠補(bǔ)貼來刺激發(fā)展的系統(tǒng)來說,情況更是如此。風(fēng)力和太陽能發(fā)電的前景,還面臨著另一個變數(shù):利用新的水力壓裂法,我們能夠從頁巖中開采出大量天然氣。目前,在美國和加拿大之外,這種采鉆技術(shù)還尚未被廣泛使用。不過,在歐洲、亞洲和拉丁美洲的許多國家,頁巖天然氣儲量都非常豐富,水力壓裂法的潛力可觀。法、德等國家禁止用這種方式開采天然氣,因?yàn)樗赡軙茐沫h(huán)境。然而,任何新能源都會引發(fā)這種擔(dān)憂,甚至那些標(biāo)榜著“綠色”的能源也是如此。此外,天然氣發(fā)電非常的高效。以燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電站為例,它利用燃?xì)鈾C(jī)散發(fā)的熱能來產(chǎn)生蒸汽,并用它來驅(qū)動一臺蒸汽發(fā)電機(jī)。而且,60兆瓦容量以內(nèi)的燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組,僅用一個月的時間就能完成安裝并投入使用;同時