本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
今年早些时候,我有机会在奥斯汀举行的2014年能源思想峰会上参加了苹果公司联合创始人史蒂夫·沃兹尼亚克的主题演讲。沃兹尼亚克主要谈到了他开发早期个人电脑的经验,以及这些经验对能源行业的启示。当被问及他对能源创新者有何建议时,他强调了要质疑绿色能源是否真的如其名般“绿色”。
我认为我们在污染等方面经常被所谓的“绿色”设备所愚弄……我完全支持风能和太阳能,但他们说土地空间不足,它们只占我们能源需求的极小一部分,而且成本更高。成本更高是一个困难的因素,因为某物的成本……等于其中包含的所有部件加上将它们组合在一起的能量……如果你无法控制能源类型,那就等同于污染。成本等于污染……所以我们自欺欺人……我喜欢风能,如果它能在其使用的土地空间上产生更多能量就好了。太阳能热能真的很好,但如果它的成本是燃烧煤炭的两倍,那么制造成本都是用肮脏的能源来生产清洁能源……如果你有一个太阳能电池,制造它需要两焦耳的肮脏能源,而在其寿命周期内只返回一焦耳的清洁能源——那是一种损失……我们自欺欺人。
沃兹尼亚克使用一个类比,假设能源技术的环境影响与其成本成正比,他计算出某些可再生能源技术可能产生比化石燃料更多的总体排放,因为它们的成本太高了。他敦促能源创新者注意他的警告。
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沃兹尼亚克的假设乍一看似乎合理。事实上,它们让人想起一种名为经济投入产出生命周期评估的环境核算方法。然而,当你将他的结论与现实进行比较时,你会发现它们远非事实。幸运的是,沃兹尼亚克并不是第一个质疑清洁能源是否真的清洁的人。
如何量化能源技术的总体环境影响实际上一直是学术文献的主题。工程师使用一种称为生命周期评估的过程来计算完整能源系统与环境之间的所有相互作用。例如,电力生产的生命周期评估通常会考虑发电厂原材料提取、工厂建设、燃料提取、燃料加工、燃料输送、燃料燃烧、电力传输以及其他上游和下游过程,以便全面了解生产和输送单位电力所需的能源和排放。
经过多年的研究,关于可再生能源与不可再生能源技术的相对环境足迹的数据已经出炉。政府间气候变化专门委员会(IPCC)最近发布的一份报告回顾了一百多项现有的生命周期评估研究,分析了电力生产技术的温室气体(GHG)排放量。通过比较一项研究与另一项研究,IPCC制定了每种最常见的发电技术生命周期温室气体排放量的概率分布,其中包括不同假设和情景(例如,不同类型的煤炭、不同的天然气发电机配置、不同的太阳能电池板技术等)的影响。
IPCC的结果是明确的:天然气、石油和煤炭发电产生的总温室气体排放量远远高于任何可再生能源技术。
即使建造太阳能发电场比建造天然气发电厂需要更多的能源和排放,但事实上太阳能发电场在运行过程中产生零排放,这使其总体上更清洁。这同样适用于所有其他形式的可再生能源——以及核能。
鉴于这些事实,我问自己,沃兹尼亚克关于能源的错误观念从何而来。他绝不是第一个在可再生能源和化石燃料之间进行错误比较的人。也许我们被这样一种想法所吸引,即能源系统在其所有复杂性中可能导致可再生能源比直觉认为的更脏。更可能的是,这种观念起源于那些更感兴趣于掩盖真相而不是揭示真相的人的头脑中。
无论如何,像沃兹尼亚克这样的公众人物应该避免暗示可再生能源的排放量与化石燃料的排放量相当——事实摆在那里,它们清楚地表明天然气、石油和煤炭发电的排放量远远超过可再生能源和核能。
图片来源
史蒂夫·沃兹尼亚克 - The Demo Conference, Flickr。
生命周期温室气体排放量图 - IPCC。