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打压石油可以助攻新能源?恐怕按下葫芦浮不起瓢

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    开心
    2023-2-1 09:26
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    [LV.6]常住居民II

    发表于 2021-3-3 13:03:29 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    目前,美国是世界第二能源生产国、消费国,世界第一油气生产国。美国油气生产,对全球油气生产的直接影响非常大。所以,石油人关注美国油气产业,就像电影人关注好莱坞。


    话说拜登履职后,迅速签发了两项直接影响石油产业的政令:


    一是取消美加石油管道建设。


    二是暂停所有联邦土地、矿产和水域内的石油和天然气租赁和钻探许可。


    这两项政令的目的,是为了落实《巴黎气候变化协定》。《协定》的主要目的是控制气候变暖幅度。怎么控制呢?那要看气候变暖的原因。


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    从地质尺度看,地球气候经历过多次变暖、变冷的循环。冷暖变化的原因,主要是太阳辐射强度的变化、大气厚度及成分等因素(地球大气极简史)。


    本文主要聊“碳循环导致的大气成分变化”这一重要因素。决定碳循环的,主要是地质运动、生物活动:


    植物光合作用固碳——碳减。比如志留、泥盆纪植物登陆,逐渐繁荣昌盛,但由于那时没有木腐真菌,木质素中的碳不能及时被分解出来,植物死了也要占据碳资源,于是造成了持续碳减。


    岩浆暴露挥发温室气体——碳增。比如二叠后期的西伯利亚超级火山大喷发、盘古大陆分裂暴露岩浆活动、侏罗纪太平洋板块俯冲挤出大量岩浆等。


    造山运动固碳——碳减。剧烈的造山运动会暴露大量新鲜岩石,风化作用吸收大量二氧化碳。比如石炭纪盘古大陆拼合造山、五千万年前喜马拉雅崛起等等。


    3


    以上都是大手笔,影响上千万年、上亿年时间尺度的温度。在大尺度变化中,还有百万年、十万年、几千年、几百年、几十年等各级小尺度的变化。


    粗略看,在十万年量级的尺度上,气温呈周期性变化。


    我们目前所处的全新世,处于两个大冰期之间的相对温暖时期——间冰期,始于大概11~12万年前。


    什么意思呢?就是说,我们现在正处于间冰期的早期高温阶段,按照以往的规律,未来八九万年一定会变冷。


    当然,由于地质运动、水循环、大气变化、生物活动,都是十分庞大的复杂系统,而气候变化是这些复杂系统互扰互动的结果,所以气温升降的原因极其微妙复杂,以至于从千年、万年的较大尺度上看,我们当前的气温在总体上升,还是在总体下降,也存在争议。


    十万年气温变化.jpeg


    上图是气温变化研究认识对比,蓝线是以往研究,认为目前处于总体下降阶段,红线是最近研究,认为目前处于总体上升阶段。


    不过,近几十年气温上升,是多数专家的共识。


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    地球气候变冷、变暖,会造成物种大灭绝、大爆发。总体来看,相对而言,变冷(冰期)时物种趋向灭绝,变暖时趋向爆发。


    但这并不表示暖就是好的,冷就是坏的。凡事都有个适度的范围,超出这个范围,往哪边发展都是不好的。


    比如二叠末的大升温、大酸化,也造成了物种灭绝事件。以现在的温度,继续变暖的话,对我们就是有害的。


    但由目前温度转而变冷也不是什么好事,就在不算久远的三四百年前,明清小冰期,比现在年平均气温低1~2℃,造成粮食总体减产,加速了明朝的灭亡。


    所以,以为过去好,过去环境宜居,那是地质史观、生物史观、人类史观“三观不正”。


    5


    不同物种,宜居温度不同。比如在侏罗纪、白垩纪,年平均气温比现在高很多,可能高出10℃之多,但很适合恐龙时代的动植物生存。但对于人类,目前的气温更适合生存,上下浮动2℃都影响巨大。

    所以,我们企图保持的地球最佳气温,是以人类宜居为标尺的。


    与地球上的自然运动相比,人类活动对气候的影响不是决定因素。再好的气候、环境,只需一个超级火山大爆发,就可以毁于一旦。比如美国黄石公园超级火山,如果突然来个大爆发,虽然直接覆盖的是美国土地,但它排出的温室气体、灰尘等,所造成的大气变化,足以干掉地球上大多数生物,整个人类也无法阻挡,极可能被团灭。


    不过,在正常情况下,人类作为生物界的王者,活动影响力在生物圈是巨大的,碳排放引起1~2℃的气温变化,是可能的。所以,控制自身活动,微调气候变化,这件事我们可以做一做。


    况且,温区控制范围,是以人类宜居为准则的,所以这个责任的锅,我们应该主动背起来。


    怎么做呢?




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    2023-2-1 09:26
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    [LV.6]常住居民II

     楼主| 发表于 2021-3-3 13:06:17 | 显示全部楼层



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    人类活动对气候的影响,主要是碳排放。所以,减少碳排放,就成了我们控制气温上升的主要手段。


    那么,人类活动的碳排放,都包括什么呢?


    农业温室气体.jpg
    △ 来自联合国环境规划署(UNEP)《2020年排放差距报告》

    如图,温室气体排放构成很清晰:农牧业活动等占大概1/3,化石燃料产生的二氧化碳占大概2/3。


    农牧业活动产生温室气体,除了动物们的呼吸,主要是土地变化、肥料、动物吃喝拉撒产生的二氧化碳、甲烷、氨等。对于近几十年才解决温饱问题的人类来讲,农牧业减排的操作空间不大。


    所以,减少化石能源使用,向可再生能源、新能源转化,就成了减排的首选项。


    问题是,怎么操作。


    我们探讨一下,拜登的操作,可以助力新能源发展吗?


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    掐掉美加输油管道,无论这条管道是输出还是输入,都是不利于减排的。


    油气运输,采用管道就近互通有无,是最优选择:一是管道运输比车船运输更节能,更环保;二是运输距离越短,排放和泄漏越少,越节能。这些我们聊油气输运时讨论过,这里不多赘述。


    建设管道,投入都不小,只有目的地确实长期大量需要,产出地可以稳定供应,并且从距离、价格、双方关系等各方面衡量,确属高效低耗、有利可图的情况下,才会投资建设。


    掐掉这样的项目,就意味着买方需要从更远的地方进货,卖方需要往更远的地方销售,而且使用车船运输,从多方面增加了能源损耗和排放,也增加了泄露和运输事故的风险。


    那么,掐管道,是不是拜登以此发出信号,要压制化石能源开发使用,倒逼能源开发转向,助推清洁能源发展呢?


    从拜登的第二个操作“暂停美国境内石油和天然气租赁和钻探许可”的政策层面上看,拜登确实有这个意图。


    那么,这个政策意图能不能达到现实目的呢?这是个复杂的问题,我们主要分三个方面的问题来探讨。


    8


    第一、美国本土油气产量减少,是否会减少美国本土油气需求、减少全球石油产量和消耗?


    我们先不预测未来,而是看历史。美国油气产量,是近十年来随着页岩油气革命而大幅提升,近几年才达到自给自足的。此前,对外依赖是长期的、严重的。


    1973年,第四次中东战争爆发,OPEC搞石油禁运,结果导致美国进入长达10年的经济滞胀期(赚钱减少,花钱增多),为啥呢?


    因为,能源和粮食一样,同是刚需,同是物价的基础。石油更是工业的血液,断不得。那时美国油气产量远远不够用,进口吧OPEC不卖,那就只能想办法花高价从别处买,结果就是又贵又不够用。贵呢,就快速拉高整个社会运转成本,不够用呢,就耽误生产。


    所以一个石油禁运,就立竿见影地导致美国经济滞胀。禁运第二年,美国GDP就从5.6%增长跌到负增长,通胀率从4%升到11%,甚至后来达到15%。


    经此一役,可以说,没有谁比美国人更想开发新能源、替代石油,减少油气依赖了。


    这就引出了第二个方面的问题——


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    第二、美国油气产量减少,是否会加速清洁能源开发。美国油气产量不减少,是否会阻碍清洁能源开发?


    毫无疑问,在化石能源上遭暴击,美国人肯定是希望搞到替代能源的。


    但希望归希望,现实是,需求不仅没减少,后来还随着禁运的解除、经济的发展,需求不断攀升。


    所以,减少美国油气产量,并不能减少油气需求,更不能减少世界油气产量。因为正常情况下,只要有需求,就会有供应。


    不仅如此,从国外进口,还增加了运输成本、能源消耗与排放,以及能源安全风险。


    经济被按在地上摩擦十多年,美国人都没搞出替代能源,是美国人技术不行吗?当然不是。在石油禁运之前的十几年,正是美国科技高速发展的时期,六十年代一系列登月、航天飞机建设,就是典型例证。


    是造大风车、水电站、太阳能板、核电站难,还是登月、航天飞机、探测火星木星冥王星难?一目了然。


    10


    是不是石油禁运时间太短,清洁能源发展10多年时间不够用,之后美国人就好了伤疤忘了痛?


    当然不是,首先,美国人忧患意识很强。其次,能源短缺折磨美国人可远远不止那一次。比如2008年金融危机,表面上看是次贷危机引爆的,但背后是美伊闹别扭,导致油价狂飙,2008年7月还创下了147.94美元高价的纪录,这么高的油价,不引发经济危机倒怪了。


    现在,油价从拜登胜选时的40美元,涨到了60美元上方,大宗商品的价格已经应声而起了,比如铜价涨了三成,苯乙烯之类的石油化工副产品,也涨了五成。如果打掉页岩油气,可以参考2008了。


    原材料价格暴涨.jpg


    二战以来,美国一直是世界技术进步的引擎,同时,多次遭到能源危机硬刚,阻碍国家发展,但清洁能源却并没有因此得到有效发展。


    所以,拜登主动抑制美国本土油气开发,对清洁能源开发的助力,能有多大实际作用呢?


    我们来看第三个方面的问题——



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    开心
    2023-2-1 09:26
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    [LV.6]常住居民II

     楼主| 发表于 2021-3-3 13:10:04 | 显示全部楼层



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    第三、以目前科技水平,清洁能源能在多大程度上替代化石能源。


    清洁能源是未来,谁率先搞出来,谁就能坐吃它的巨大红利若干年,还落个环保好名声,名利双收。所以不管从哪方面讲,各国、各企业都知道,清洁能源它是真香。因此,大家在清洁能源开发上的热情一直很高,不必依靠打压石油来提高。


    除了美日欧、中国这些清洁能源开发大户,其他如印度、智利各国也在大力开发光伏发电等清洁能源技术,连沙特、墨西哥等产油国也非常积极。


    沙特、智利和墨西哥等国2018年已有光伏发电项目成本分别低至24美元/兆瓦时以下。


    除了专业的核能、风电、水电、光伏、生物能源等清洁能源开发公司之外,传统的石油公司也在积极头清洁能源开发。


    欧美公司如:道达尔可再生能源资产在2016-2018年间增长了近10倍,壳牌参与了储能、光伏、海陆风电、生物质能等各种可再生能源投资,埃克森美孚、道达尔、雪佛龙、BP、埃尼和挪威国家石油公司等,也参与了可再生能源发展。


    亚洲公司如:马来西亚国家石油公司、日本国际石油开发株式会社、印度石油天然气总公司都在积极投入可再生能源技术。中国石油公司当然也不甘落后,比如中国石化专门成立了新公司,从事清洁能源业务。


    这么大热情,这么多投入,当然会取得成绩。比如2019年,在能源需求增长整体放缓的情况下,可再生能源逆势强劲增长,贡献了有史以来最大的能源增长,占全球一次能源增长的40%以上,超过任何其他燃料的增幅。


    注意,这个增幅,是在打压石油产业之前发生的。


    12


    清洁能源的发展成绩,和自身相比,是显著的。但从整个能源结构上看,效果却不尽人意:


    化石能源占比.jpeg
    △ BP世界能源统计年鉴2020

    这是为啥呢?


    也许,美国的两次大停电,可以给我们一些启示。


    大家对最近的德州大停电比较熟悉,我们上期也聊过,主因是天然气管道遭遇百年一遇的极端低温,造成冰堵,导致天然气供应不足,还有个次要因素,德州的风电占供应量的20%,这次也给冻上了。


    目前,世界上多数天然气发电、风电,都是为了环保,取代煤炭发电上马的。煤炭发电厂可以应对极端天气,因为煤炭便于储存,发电厂都会趁燃煤便宜时多买多囤,足以应对短期极端天气。


    不过公平来讲,天然气正常情况下也很稳定,就算应对极端情况,我们也可以努努力,升级保温防冻清堵系统就OK了,总之问题能用钱解决。


    但风电、光伏就不一定了,刮不刮风,刮多大风,有没有太阳,光照强度等,都处于混沌状态,老天爷说了算。


    所以,2020年8月份加州发生一系列停电事件,影响81万人生活,就很说明问题了。


    加州事故当然不是单一因素导致的,但根本原因是加州试图搞100%可再生能源,计划路径太激进,导致没有充足的灵活装机容量应对小概率事件。这场事故引发了可再生能源转型的争议,当然双方各说各理,相关论文不少,有兴趣的可以查阅。


    13


    清洁能源发展缓慢的主要原因,是目前无法突破物理限制:


    核裂变发电,核电站泄漏风险,尤其是核废料的处理是世界难题。


    核聚变发电,论投入和重视程度,都不能算低,但目前技术无法实现商业化,可能要仰仗基础科学、基础技术的突破了。


    水电、风电,受地理环境、天然资源限制,最简单的——要有落差足够、并且蓄水不会引发太大地质和生态灾害的河流,要有流量比较持续稳定的风,等等。


    光伏发电,主流材料硅晶的转换率,理论上限都不超过30%,实验室达到20%就不错了,实际使用受光照角度、天气影响,转换率更是低得可怜。


    其他材料还不如硅晶呢。


    光伏效率.jpg


    风电、光伏都属于“靠天吃饭”,受天气、季节影响极大。而且,适合大规模搞风电、光伏的地方,往往要远离城市这种用电量最大的地方,这又涉及到长途输电损耗问题。


    所以,即使在风力、太阳能发电厂推广比较积极的地区,平均一年用于发电的时间不到全年的30%。因为太不稳定。


    水电、火电可以根据需要来调控发电量。但风电、光伏就很难调控,可能你需要时没风、没阳光。而风大、阳光充足时,发出来的电如果用不掉,还涉及到储存问题——这也是世界难题,目前和化石能源相比,电池体积和质量大,能量密度又小,而且成本高。一桶石油当量的化石能源存储两个月的总成本不到1美元,储存相同桶当量的电池则需要大约200美元。这就是为什么人们不远万里运输的是油气,而不是来自沙漠光伏电厂的太阳能电池。


    总的来讲,能够以风电、光伏、水电等清洁能源满足需求的地方,并不是没有,但不是太多。


    14


    所以从全球范围综合来看,清洁能源目前只能充当补充能源的角色。这和它目前在能源结构中的占比很相配——我们不是搞不起大风车、太阳能,而是它还无力担起能源供给的主要责任。


    综上所述,按下油气产业的葫芦,无助于浮起清洁能源的瓢。抑制油气产业,对于清洁能源发展,象征意义远大于实际意义。


    当然,某年某月的某一天,某项清洁能源技术突然取得突破,你也完全可以说成是拜登新政的结果。


    煤炭取代木柴,油气逼退煤炭,靠的不是打压,而是实用。不抑制油气产业,也无碍清洁能源发展。


    远的不讲,就说中国,在大力发展油气产业的同时,清洁能源发展一点也没耽误,据联合国再生能源咨询机构报告:中国连续七年成为全球可再生能源的最大投资国,2018年中国对可再生能源的投资几乎占世界的1/3,达912亿美元。


    目前中国已经是“可再生能源第一大国”,风电、太阳能等装机容量均为世界第一。




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    开心
    2023-2-1 09:26
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     楼主| 发表于 2021-3-3 13:10:43 | 显示全部楼层



    15


    另外,油气保持合理价位,有利于经济发展,由此产生的巨大收益,可以让我们有钱任性,尽情投入到清洁能源开发中去。


    相反,如果人为打压油气生产,致使油价抬升到不太理性的高度,会阻碍经济上行,甚至引发经济危机。没钱,还哪管什么清洁能源,先填饱肚子再说吧。这种结果,当然是我们都不愿意看到的。


    油价提升,对于我们石油行业来讲,是大好事。这几年,美国页岩油气产量的飙升,让全球石油行业压力山大,害我们少赚不少钱。所以,美国抑制页岩油气发展,对全世界其他国家的油气产业有利无害,大家真的很期待。


    PS:问题很复杂,可讨论的内容非常多,篇幅关系,只能扼要浅谈,有兴趣可以留言探讨。


    -END-


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