本站小編為你精心準備了探究能源獨立的若干實踐參考范文,愿這些范文能點燃您思維的火花,激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。
摘要:得益于技術進步和替代燃料的發展,2008年以來,美國石油對外依存度逐漸降低。國際能源署報告指出,美國現已成為天然氣凈出口國,并將于2020年前后成為石油凈出口國。中國是目前世界上最大的能源消費國,隨著經濟、社會的發展,石油、天然氣的缺口將繼續增大。梳理美國在能源獨立方面的相關舉措,對研究中國能源安全問題具有積極意義。
關鍵詞:能源獨立;替代能源;能源安全
1903年,美國人HenryFord創立了福特汽車公司。1908年,福特公司生產出世界上第一輛屬于普通百姓的“福特T型車(FordModelT)”,從此,汽車開始走進千家萬戶,美國成為了“車輪上的國度”。如今,100年過去了,美國經歷了上世紀前半葉本國石油工業的繁榮、1973年和1978年兩次石油危機的沖擊以及新世紀頁巖氣革命的鳳凰涅槃,正在逐步實現能源獨立。
1美國近40年石油進口簡況
自1976年以來,能源安全或者說能源獨立已成為歷屆美國總統競選時的焦點話題之一,RonaldBailey(美國《Reason(理性)》雜志科技專欄記者)就曾在其撰寫的《EnergyIndependence:TheEver-RecedingMirage30yearsofpresidentialfutilityandfailure》一文中記述過這個現象[1]。能源安全被提上公共議程要追溯到1973年爆發的第一次石油危機。當時,因美國在贖罪日戰爭(即第四次中東戰爭)中支持以色列,部分歐佩克(OPEC)國家對其實施了石油禁運,導致美國國內油價短時間內暴漲,隨后發生燃料短缺,在加油站等待加油的汽車一度排成蜿蜒數英里的長龍。為渡過危機,時任美國總統的尼克松設立了專業委員會,提出“ProjectIndependence(獨立計劃)”,欲在1980年之前將石油凈進口量減少至零。這是美國能源獨立的初次探索,不過未能實現。1973年,美國原油和成品油的凈進口量大約是600萬桶/天。到1977年,這一數字上升到850萬桶/天。1978年后,受第二次石油危機影響,進口量開始下降,截止1985年,下降到400萬桶/天。但隨后20年進口量逐漸恢復并持續上升,2005年達到1250萬桶/天。美國石油對外依存度發生質變是在2008年金融危機以后。起初,分析人士認為進口量下降是經濟衰退所致,但隨著2009、2010年全球經濟復蘇,美國原油和成品油進口仍然呈下降趨勢。究其原因,主要是油氣田開發技術進步所帶來的美國本土石油產量飛速增長,例如致密油氣藏的商業化生產、水平鉆井和水力壓裂技術在頁巖氣開發中的應用。到2014年,凈進口量回落至500萬桶/天,并在后來幾年中保持下降趨勢[2]。
2美國對石油替代能源的探索
用其他能源替代石油主要有兩方面的原因:一是石油資源不可再生,最終會被耗盡;二是使用石油會產生許多外部成本,例如環境污染、全球暖化等。需要指出的是,目前尚無任何指標表明石油將要耗盡,且使用石油產生的外部性問題也已經被部分內化了,但考慮到社會、經濟永續發展,尋求石油的替代燃料仍是必然的。美國自上世紀70年代以來,主要從以下幾個方面采取了若干措施。
2.1提高能源使用效率就石油而言,提高能源使用效率意味著在相同數量和類型的運輸中使用更少的燃料。這是美國自20世紀70年代以來一直采用的主要方法。最典型的案例是1975年美國實施的“CorporateAverageFuelEconomy(企業平均燃油經濟性)”計劃,英文縮寫為“CAFE”[3]。該計劃使美國乘用車的平均燃油經濟性從1974年的每加侖14英里增加到1985年的每加侖27英里,10年間翻了一番。2010年,政府出臺了新的標準,并將卡車、公共汽車和其他重型設備也納入到管理范圍,截至2016年,美國機動車燃油經濟性提高到每加侖34英里。
2.2汽車發動機改造天然氣已經在南美洲和亞洲的汽車中廣泛使用,其優點是不需要對目前的燃油發動機進行太大的技術改造。2008年,美國石油投資人T.BoonePickens提出一項名為“PickensPlan(皮肯斯計劃)”的計劃,核心內容是對美國的大部分車輛進行改造,改用天然氣驅動,同時發展風力發電(目的是將用于發電的天然氣轉為車用燃料)。美國天然氣資源豐富,價格便宜,車輛改裝在技術上可行,世界上許多地方也有成功經驗,但皮肯斯計劃在美國推廣時也遇到一些障礙,例如:天然氣汽車需要安裝體積較大的儲罐以保證續航;很多地區尚無大型的加氣基礎設施;不少民眾認為燃氣汽車的性能低于同等級的燃油汽車;車輛的改造費用較高(每輛車1500-2500美元)等。2011年,美國政府通過一項名為“TheNewAlternativeTransportationtoGiveAmericansSolutionsAct(NATGASAct)”的法案。這項法案很大程度上遵循了皮肯斯計劃的建議,其目標是在道路上投放25萬輛燃氣商用車,法案內包含各種旨在發展小型燃氣車隊的財稅優惠政策。目前,天然氣在出租車、校車、城市垃圾車、長途運輸車隊等行業廣泛使用。
2.3電動汽車電力取代燃油主要有兩種方式:電動汽車和電氣化鐵路。如果電動交通工具普及,石油進口將大幅減少,但目前看來電動汽車取代燃油汽車還需要時間。一方面,很多電動汽車的最大里程不足100英里,并需要數小時才能完成充電,不適合長途旅行。雖然美國90%的普通民眾出行往返距離不超過40英里,電動汽車可以勝任,但當一天的駕駛距離超過100英里時,人們就需要另外的車輛。另一方面,目前電動汽車的價格通常比同級別的燃油汽車多出10000美元,再加上鋰電池的性能和壽命等技術問題尚未完全攻克,電動汽車的投資回收期甚至超出了其本身的使用年限。盡管如此,電動汽車這一細分市場當前正處于繁榮時期,這種繁榮是否會持續下去還有待觀察。
2.4生物質燃料和沼氣玉米乙醇(由玉米、甘蔗等高糖作物發酵產生)和生物柴油(由大豆制成)是目前美國使用最多的兩種生物質燃料。美國加油站提供的E15汽油和B20柴油就是常規化石汽、柴油與玉米乙醇或生物柴油的混合物。生物質燃料可以實現100%的國產化,但此類燃料開發過程中的一些問題會阻礙其推廣。一方面,翻耕、播種、施肥、收割、運輸、加工、發酵和蒸餾乙醇的過程是非常耗能,從某種程度上講,生產乙醇所需的能量比從乙醇中獲取的能力還要多。另一方面,將大量的玉米、大豆用于生產生物質燃料,會影響糧食的價格和供給能力[4]。沼氣的特性與天然氣相似,主要成分是甲烷,來源于有機物的厭氧分解。垃圾填埋場、污水處理廠和動物養殖場都有機會捕獲和利用這種可燃氣體。沼氣在美國主要用于發電,但越來越多的企業將其應用到運輸領域。一些大型的垃圾拖運公司,例如WasteManagement,就在使用填埋場收集的沼氣作為垃圾車的燃料。利用沼氣有諸多好處,同時也存在著車輛改造、運輸距離等方面的局限,這一點同天然氣類似。
3小結
根據國際能源署(IEA)2017年的報告,美國現已成為天然氣凈出口國,并將于2020年前后成為石油凈出口國,這都得益于能源效率提升和替代燃料的發展。中國是目前世界上最大的能源消費國,隨著經濟、社會的發展,石油、天然氣的缺口將繼續增大。梳理美國在能源獨立方面的相關舉措,對研究中國能源安全問題具有積極意義。
作者:陳濤 單位:銀川能源學院商學院