“可再生能源將以不可阻擋之勢席卷全球，”1976年，著名的新能源倡議者艾默里·洛文斯(Amory Lovins)曾這樣斷言。然而，1990～2012年，化石燃料在全球能源消耗中的占比幾乎沒有變化，僅從88%降到了87%。2011年，美國可再生能源在能源供應(yīng)中占比不到10%，而且大部分來自“傳統(tǒng)”的可再生能源，如水力發(fā)電、燃燒伐木過程產(chǎn)生的木材廢料。

雖然美國政府為新能源的研發(fā)提供了20多年的高額補貼，但目前風(fēng)能、太陽能、現(xiàn)代生物燃料(如玉米乙醇)等新型可再生能源，在美國的能源供應(yīng)中還是只占3.35%。

新能源時代的門檻

出于幾個原因，向可再生能源的過渡面臨著非常大的挑戰(zhàn)。第一是規(guī)模。2012年，全球化石燃料使用量約為450艾焦(exajoule，1艾焦=1018焦耳)，是19世紀90年代(那時煤炭剛剛?cè)〈讲?的20倍。想通過任何一種新能源來產(chǎn)生這么多能量都是十分困難的，尤其對能源消耗接近全球1/5的美國來說更是如此。

另一個因素是風(fēng)能和太陽能的不穩(wěn)定性。現(xiàn)代社會需要可靠、不間斷的電力供應(yīng)，特別在大城市，由于空調(diào)、地鐵、互聯(lián)網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施需要用電，夜間的電力需求越來越大。煤炭和核電廠提供了美國電力供應(yīng)的“基礎(chǔ)負荷”(base load)——這部分電力是全天候穩(wěn)定供應(yīng)的。水電和燃氣電廠，由于可以快速地啟動和關(guān)閉，通常用來提供額外所需的電力，以緩解某些時段出現(xiàn)的暫時性用電高峰。

風(fēng)能和太陽能也可以提供一些基礎(chǔ)負荷，但它們不能單獨供應(yīng)所有的基礎(chǔ)負荷。因為風(fēng)不能持續(xù)流動，太陽能也無法在夜間獲得，所以這類能源供應(yīng)是不可能有效預(yù)測的。

最后一個導(dǎo)致轉(zhuǎn)型需要較長時間的因素是現(xiàn)存能源基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)模和成本。即使我們可以得到完全免費的可再生能源，但對跨國公司或當(dāng)?shù)卣裕瑥U棄花費巨資建立起來的、總價值超過20萬億美元的化石燃料系統(tǒng)(包括煤礦、油井、天然氣管道、煉油廠以及數(shù)以百萬計的加油站)，在經(jīng)濟上是難以接受的。據(jù)我統(tǒng)計，僅中國在2001～2010年就花了5000億美元，增加300吉瓦(gigawatt，1吉瓦=3億瓦特)的燃煤發(fā)電裝機容量——這一容量超過了德國、法國、英國、意大利和西班牙的裝機容量總和，預(yù)計會運行至少30年。沒有國家會無視這類投資。

解決方案

如何才能高效地完成新一輪能源轉(zhuǎn)型?如果人們都知道轉(zhuǎn)型的過程會花上數(shù)十年時間，那么在制定各種政策時，思路就會更加清晰。目前，美國和其他國家出臺的一系列能源與環(huán)境保護政策，都遠不盡如人意。我們需要立足現(xiàn)實，制定長期、有效的政策，而不是不切實際地去追求一些短期效應(yīng)，草率地做出一些考慮不周的簡單承諾。

一個有效的方法是，不要過早判斷哪種新能源可以替代化石能源。任何國家都無法預(yù)見，那些看起來很有前景的新能源中，哪些最終能夠上市。因此，作為政府決策者來說，他們不應(yīng)該很早就對一種新能源下定論，然而當(dāng)另一種看起來更有前景的新能源技術(shù)出現(xiàn)后，又迅速拋棄前一種——還記得依靠氫運行的快中子增殖反應(yīng)堆(fast breeder reactors)和燃料電池車(fuel-cell cars)嗎?最好的做法應(yīng)該是廣撒網(wǎng)，把資金投入到各種研究中——1980年時，誰能想到，30年后，美國政府在能源創(chuàng)新領(lǐng)域中，投資回報率最高的項目不是核反應(yīng)堆或光伏電池，而是水平鉆井(horizontal drilling)和頁巖氣水力壓裂(hydraulic fracturing)?

政府也不應(yīng)該向一些跟風(fēng)的新能源廠商提供大量補貼或貸款擔(dān)保，一個典型的例子是，太陽能光伏系統(tǒng)制造商Solyndra公司，在突然宣布破產(chǎn)前曾獲得美國政府5.35億美元的貸款擔(dān)保。雖然政府補貼可以加快能源轉(zhuǎn)型，但前提是，這些補貼政策必須基于對現(xiàn)實情況的評估。另外，提供補貼的同時，也需要廠商做出一些可靠的承諾，而不是被各種夸大的“解決方案”所迷惑。

同時，各種能源的價格應(yīng)該盡可能地反映實際成本，包括制造這種能源當(dāng)前與長期的環(huán)境影響，以及對人們身體的健康損害等。比如，化石能源燃燒會釋放溫室氣體、炭黑;種植玉米提取乙醇，會引起土地侵蝕、氮素流失和水資源枯竭;建設(shè)風(fēng)能和太陽能發(fā)電廠，還需要建設(shè)配套的高壓超級電網(wǎng)。只有全面進行評估，才能揭示各種能源的長期發(fā)展優(yōu)勢。

加快能源轉(zhuǎn)型最重要的途徑就是降低能源消費總量。能源需求增長越快，增加替代能源的比重就越困難。最新的研究表明，不論是在發(fā)達國家還是發(fā)展中國家，通過技術(shù)手段提高能源利用效率，將能源消耗總量減少1/3，是完全可以做到的。能源需求減少了，我們就可以逐步擺脫化石能源。發(fā)達國家必須接受這樣一個事實，半個世紀以來，能源的價格雖然有所升高，但從歷史的角度來看，它們還是最大的受益者。因此，發(fā)達國家也應(yīng)該擔(dān)負更大的責(zé)任和義務(wù)、付出更多的代價來承擔(dān)能源對環(huán)境和健康造成的負面影響。

不論對一個國家還是在全球范圍內(nèi)，能源轉(zhuǎn)型都是一個充滿艱辛、曠日持久的過程，從化石燃料到可再生能源這一次轉(zhuǎn)型也不例外，將需要幾代人堅持不懈的努力。

本文作者瓦茨拉夫·斯米爾(Vaclav Smil)是加拿大曼尼托巴大學(xué)名譽教授， 在能源與環(huán)境的許多方面有超過30本的著作。 譯者王蘭體是中國科學(xué)院廣州能源研究所碩士研究生。審校蔡國田是中國科學(xué)院廣州能源研究所的副研究員，主要從事能源戰(zhàn)略研究。