软能量之旅
W在1973年石油危机威胁到国家安全和繁荣时,美国最初的政策反应是混乱和无效的。
强化照旧 - 钻探石油和天然气井,建设煤炭巨头和核电厂,可能发展煤制油合成燃料 - 大力提议,但很快就开始寻找成本太高,脏,缓慢而艰难。巨大的资金需求会扼杀其他必要的投资,并最终使能源价格飙升,使摇摇欲坠的需求无法支付昂贵的新设备。然而,到1976年秋,没有连贯的另一种愿景已经阐述。政策想象力被卡住。
在那个可教的时刻,我的《外交事务》文章“能源战略:未选择的路?”重新定义了能源问题,增加了美国能源战略的另一种设想。
“艰难的道路”也差不多;“软路径”将能源效率与向可再生能源供应的转变结合起来。这篇文章很快成为了这家备受尊敬的杂志转载次数最多的文章,并在前互联网技术允许的范围内像病毒一样传播开来。四十年后,回顾它最初的受欢迎程度和持续的影响,可以看出我们吸取了什么教训,还没有吸取什么教训。
回顾1976年
这个28岁的作家,感觉就像丢弃晶种的过饱和溶液,突然结晶液体进入了一个全新的形式。
一年后,吉米·卡特总统邀请我到椭圆形办公室讨论这篇文章。他现在说,他发现这对他制定能源政策非常有帮助——除了能源部长施莱辛格在合成燃料方面的努力之外,这是之前或之后最连贯的高效和可再生能源政策。
现有的能源行业对这篇文章持怀疑、蔑视甚至愤怒的态度。一份4英寸厚的参议院听证会记录汇集了36对批评和回应。如今,这本书读起来很有趣,它提醒我们,40年前,能源效率是新奇而有争议的,而可再生能源则是奇怪、威胁或荒谬的。有些人仍然坚持那些观点。
当喧闹声平息后,ARCO首席经济学家戴维•斯特恩莱特(David Sternlight)很好地抓住了冷静观察人士的结论:就他个人而言,他不在乎我是否只对了一半——那将比他看到的其他投资者的表现更好。
在接下来的十年里,这篇文章的论点获得了足够的信任,以至于许多最严厉的批评者雇佣了成立于1982年的RMI来帮助他们采用它。到目前为止,电力行业的两家领先期刊慷慨地承认了我们的方法的先见之明,这篇文章的论文在能源市场上广泛流行。
这篇文章是如此有影响力,因为,而不是仅仅提出能源投资的又一个投资组合,它重新定义他们的目的和逻辑。此前,该问题是在哪里得到更多的能量 - 更多,任何种类的,从任何来源,不惜任何代价。规划人员推断能源需求增长的历史和内置电源,以满足它。
通过询问我们希望能在另一端开始的文章 - 什么是“最终用途”我们的追捧,如热水淋浴,冰镇啤酒,流动性,舒适性,冶炼氧化铝,烤面包 - 以及如何提供那些服务中的通过提供的数量,种类,规模和能量的来源最适合的任务。
这种最终用途的概念很快与罗杰•桑特的“最低成本”语言融合在一起,与新兴的里根经济学对自由市场的强调产生了共鸣。由此产生的“最终用途/最低成本”的方法揭示了通过竞争或计划来选择的最具成本效益的解决方案,以解决冬季是否使用天然气或电加热,或使用绝缘和防风雨条来保暖的问题。
不同的问题会产生不同的答案,因此本文对比了美国能源体系的两种发展方式(图1A和图1B)。
节省:准确的设想
后来的一篇学术评论发现,在20世纪70年代中期的数十篇研究中,只有这篇文章对2000年美国的一次能源使用总量做出了准确的预测(这种预测显然不是预测,因为它经常被错误地描述)。图1B所示的软路径分别比2000年实际能源使用低0.8%或4.0%,与实际GDP增长正常化或不正常化。但是,最好的同期计量经济学预测大约高了60%到70%。然后在2000-15年间,能源强度非但没有上升,反而进一步下降了24%。
图2比较了文章在1976年提出的可行的能源强度轨迹(50年下降72%)和实际的40年下降56%。《世纪之交》所设想的“接近减半”发生在2008年。
为了创造1美元的实际GDP,美国在2015年使用的一次能源总量比1975年减少了56%,煤炭减少了59%,石油和直接使用的天然气减少了65%。2015年煤炭在主要供应中的份额(16.0%)低于二战后的最低水平(1972年16.6%)。相反,美国10%的一次能源使用和14%的电力使用来自可再生能源,占新增发电能力的68%。
电是最昂贵的能源形式,然而美国人节省电的速度只有直接燃料的一半。部分原因是直到2001年,48个州的公用事业公司仍然因为销售更多的能源而获得奖励;即使是现在,36个州的电力(8个州的改革悬而未决)和28个州的天然气(4个州的改革悬而未决)都是这样做的。但随着这些反常政策开始消退,用电量已从2007年的峰值回落。从长远来看,尽管经济稳步增长,而且全电动汽车也在发展,但汽车销量可能会以每年1%的速度下降。
供应转变:由相反的政策延迟
需求方对软路径的预见在供应方面并不匹配(图3)。尽管一些州,如加州成功地推行了他们自己的软路径,但强大的游说集团和国家政策强烈支持在能源供应方面走硬路径。
图3A和3B之间的差异具有影响供给的每个元素三个主要原因:
- 那么天然气被认为是石油日益减少的稀缺副产品,所以联邦政策禁止其发电厂利用1978年至1987年,并有力地推动燃煤发电来代替。这丰富的煤炭运输车队,从尼克松时代的环保法律豁免久,现在才衰落而复活的气体存在。
- 1975年,福特总统通过了汽车能效标准(1978年生效),此后美国的石油强度平均每年下降5.2%。但随之而来的1985年至1986年的油价崩盘助长了自满情绪。这帮助说客们说服国会无视提高能效标准与技术同步的法律要求——对汽车实行25年,对轻型卡车实行17年左右。
- 轻型车辆效率下降在2087至04年,以22年只是为了恢复其1987年的水平:节油的速度下降了三分之二,约99发动机效率的主要收益的百分比提高加速度,而不是节省燃油。立法阻止,直到G.W.总裁布什2007年的更新,那么新规则,一年后悬挂际底特律的困扰。这种停滞浪费了汽车数量的两次失误,延长了四分之一世纪的高油价的需求,同时石油利益试图抑制竞争的生物燃料。
- 图1B和图3B所示的“软技术”(多样化、规模合适、质量合适、可再生能源广泛使用)的快速增长,基于“积极的支持”,而在过去40年中有32年受到了联邦政府的大量敌对政策。即使是投资于可再生能源的化石燃料公司,在它们即将成功的时候也不耐烦地放弃了它们。
我做对了
对气候的理解并不新鲜。1976年《外交事务》的一篇文章提到了这条艰难的道路:
“对长期煤炭经济的承诺是现在规模的许多倍,这使得下个世纪初大气二氧化碳浓度翻倍几乎不可避免,届时或不久之后,全球气候将出现实质性的、或许是不可逆转的变化。”只有这些变化的确切日期是有疑问的。”
我们到了吗?想想《清洁能源计划》和《巴黎协定》吧。
预计RMI 2002年的著作“小是有利可图的”和今天的市场走势,文章称避免电网的成本和规模不经济可能降低用电成本,而“一个富裕的工业经济也有利地根本没有中央发电站操作!”
它还指出,“能源储存通常被认为是能源收入技术的一个主要问题。”But partly since thermal storage is easier and cheaper than electrical storage to do the same tasks, "on the whole … energy storage is much less of a problem in a soft energy economy than in a hard one." So says the market today.
可再生能源降低成本,风险和麻烦;有利于市场主导了政策驱动的通过;并加强个人和社区的选择都已经非常普遍。
这条艰难道路的政治风险听起来也很熟悉:
“与软路径依赖于消费者在部署大量小型设备和改进方面的多元化选择不同,硬路径依赖于需要集中管理下的重大社会承诺的困难、大规模项目。”艰难的道路,有时被描绘成自由企业和自由市场的堡垒,将会变成一个充满补贴、1000亿美元救助、寡头垄断、监管、国有化、征用权和企业国家主义的世界。”
过度集中的系统的严重弱点,后来在“脆弱的权力”(1981/82)中被放大,也可见。
Other gratifying content from the article includes the utility death spiral, backcasting, integrative design (demonstrated in my house seven years later), institutional barriers and solutions, cogeneration, reliance on market principles and mechanisms, and utilities’ financing customers’ solar systems (athough "solar" in 1976 meant solar-thermal, as photovoltaics were still "exotic").
事情我会改变
文章的主要误差约为天然气。Had the scientific community known in 1976 that U.S. gas is often unassociated with oil, quite abundant, and profitably recoverable from deep and tight formations, I’d have treated it separately from oil, and emphasized natural gas rather than advanced coal as a transitional technique used "briefly and sparingly to build a bridge to the energy-income economy of 2025." These insights weren’t obvious until the past decade.
不幸的是,这篇文章最具争议的观点之一——软能源路径和硬能源路径是相互排斥的——得到了证实。
1975采煤的“暂时的和温和的(小于两倍于峰)”扩张结束了在2.16倍由于天然气和煤炭功率的膨胀不自然策略驱动的抑制。(现代联合循环燃气发电厂在上世纪80年代只出现了。)至少挤压效率和可再生能源的石油和天然气楔形的油部分终于得到正在进行的气候保护视力,而煤炭是现在效率,可再生能源和气体之间的挤压。
这篇文章最重要的失败是没有说服决策者利用美国的例子来减缓或阻止核武器的扩散。四年后,当我在《外交事务》(Foreign Affairs)上进一步阐述这一论点时,它又一次消失得无影无踪,因为核能倡导者主导了大多数国家的能源政策,现在许多国家仍是如此,包括美国在内。三十年后,外交政策方面更为有力的证据仍然收效甚微。因此,我们今天担心来自朝鲜、巴基斯坦和伊朗的自我造成的风险。
更深层次的课程
这篇文章最具争议的观点之一——软能源道路和硬能源道路是相互排斥的,因为每一条都需要投资、基础设施、制度和态度,而这些都阻碍或排除了另一条——不幸的是得到了证实。随着硬技术和软技术争夺市场份额和政治影响力,这种情况每天都在发生。
这篇文章在1976年警告说,向后化石燃料和气候安全的能源系统过渡的危险延迟,“如果我们继续投入如此多的金钱、时间、技能、燃料和政治意愿在如此苛刻的技术上,这正是我们所能期待的。”
慢慢地,但与采集速度快,市场已开始战胜现任强制执行其保护旧能源系统的自然欲望的政治手段,而不是启用新的。然而,将加快转变遗体,而气候,公共卫生,安全,发展和民主的迫切需要提高其紧迫性的挑战。
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