欢迎您,请 登录 或 立即注册

储能科学与技术

全球气候变化运动的复杂图景:一个可再生能源专业的视角

2019-10-28 10:58| 发布者: admin| 查看: 7737| 评论: 0

摘要: 前言 自2019年夏季以来,以北欧国家为首发起的应对气候变化运动的浪潮席卷了全球,在全球媒体及社交网络平台掀起了一石激起千层浪般的热议,而环境与气候问题亦借此再度重回公众瞩目的焦点。关于应对气候变化 ...

前言

自2019年夏季以来,以北欧国家为首发起的应对气候变化运动的浪潮席卷了全球,在全球媒体及社交网络平台掀起了一石激起千层浪般的热议,而环境与气候问题亦借此再度重回公众瞩目的焦点。关于应对气候变化运动和以瑞典气候活动家格蕾塔·通贝里(Greta Thunberg)为首的环保领域活跃人士,国内外各方舆论均呈现褒贬不一的评价。支持者认为气候变化运动与年轻的活动家展现了年轻一代敢于站出来发声的勇气,折射了人们应有的社会责任感。而反对者则质疑气候运动及活动家背后的动机、是否掺杂了政治影响。两方阵营争执不下,显然谁都未能真正说服对方。

9月27日是全球气候变化游行日,世界各地均爆发了大规模的游行活动,成为多国媒体的头条新闻,而各国民众对此更是讨论得如火如荼。我翻阅着网上的评论,忽然心生一丝感慨,想浅谈一下自己作为一名可再生能源专业的学生的看法。我曾在本轮全球气候变化运动发起国瑞典学习生活过两年,目前长居另一个同样以以环保及可再生能源见长的国家冰岛,过去也曾在被气候活动家所重点抨击的美国学习工作生活过七年,故对这几个国家有一点浅显的了解,意欲尝试浅析本轮气候变化运动背后的动机及各国网友所持不同观点的分歧成因。

此次舆论对立有诸多成因,但显而易见的是大家对气候变化运动的第一反应代表着截然不同的立场与切入点,本质并无对错之分。我既能理解支持气候变化运动和气候活动家的一方,也能理解反对的一方。支持方是社会性的出发点,重视社会平等与正义(social equality & social justice),认为解决问题应以社会需求出发,先有社会倡议与社会意识(social advocacy & social awareness),激发社会各方群体的参与式行动(participatory action)与社会层面的反思(social reflection),后带动可行的解决方案。而反对方则为奉行务实主义的出发点,认为应先提出能够切实解决问题的方法或技术,并付诸于行动。在解决问题后,社会意识的形成便会自行水到渠成。从我曾经的社科背景(社会发展学)角度来说我是支持前者的,我相信应该也没有社科学者会对社会公平与社会正义的重要性表示异议。而从本人目前的工科背景(可再生能源)角度而言,我同样支持后者,因为工科一向务实,脱离不了应用与实践。两方阵营其实并无对立的必要,大可各司其职,通力协作,从不同的角度出发,一起达到共同的目标。光有社会倡议易流于空谈,而光有实践方案则只能闷头苦干,即便最终解决了问题也难以形成广泛的社会影响力,无法引起社会各方群体的反思。只要双方最终的诉求是一致的,携手达到环保减排、缓解气候变化压力、促进能源结构转变等目标即可。

各国发展阶段与诉求不同

前文已谈及气候变化运动的支持方普遍重视社会平等与正义,故选择发动游行和四处宣传环保减排的重要性是他们的主要行为。本轮全球气候变化游行的大规模爆发可追溯到瑞典学生周五的游行。起初影响力只在北欧地区传播,因为呼吁全社会关注环境与气候问题在北欧整体是受舆论认可的正面形象。长居北欧后,我也逐渐开始能理解北欧人民对环境与气候问题的一腔执念:离极地越近的国家对气候变化越敏感。尤其当我亲眼看到冰岛与格陵兰岛的冰川消融速度快到有多令人心碎后,潜意识里对这方面的议题自然会给予更多关注。我一个外来人士都尚且如此,更何况是北欧当地民众了。如果这些社会号召行动仅仅发生在北欧地区范围内,可能最后就是一桩没有什么争议的美谈。但当气候变化运动的影响力扩散到世界其他国家时,纷争便出现了:每个国家所处的发展阶段不同,社会诉求及优先考虑的事情也必然不同。

那么气候活动家为何仍然不惜顶着争议执著于将气候变化运动的影响力扩散至全世界呢?我猜可能是因为北欧人已经相当绝望了。目前学界多数科研人员还是认同人类活动加剧了全球变暖,主要是由于人类通过燃烧大量化石燃料及其他一些破坏自然生态环境的行为已前所未有地快速改变了地球碳循环速度,超出了地球自身可调控的范围。环境及气候变化问题已持续多年,起初北欧人从自身做起,痛定思痛彻底调整了能源结构,从对传统化石能源的极度依赖逐步发展到如今以新能源为支柱的良好状态。比如冰岛能源供应以水电及地热为主,占全国总发电量的99.9%,这一比例在挪威也有近98%(以水电为主),而瑞典以水电与核电为主(以及林业资源),丹麦以风能和生物能为主,芬兰以生物能为主(芬兰与瑞典同为林业资源大国)。此外北欧各国还严格执行着垃圾分类及回收举措,并绞尽脑汁尝试降低对环境的影响。比如瑞典马尔默的Sysav垃圾焚烧发电厂(Sysav waste-to-energy plant)致力于实现零排放,且已形成稳定的盈利状态。

北欧人以为自己做到足够好,情况就会相应好转。然而事与愿违,环境依然在恶化,气温屡屡刷新纪录。他们的崩溃情绪开始涌现:单单他们这一区域有所改变是远远不够的,世界上很多国家仍然无动于衷或改变进度缓慢。本以为依靠国际协定(巴黎协定/京都议定书)能拉拢世界各国在环保减排这方面达成共识,却不料美国突然退出了巴黎协定、造成了一系列轰动的连锁反应。若全球再无法做出有效举措,虽然最终结局是大家共尝苦果,但最先感受到气候威胁的往往是离极地最近或是海拔较低的那些国家。北欧人必然难以接受这样的结局,他们自认已竭尽全力做到圆满,最终的苦果他们万万是不愿提前品尝的。

这便体现了气候变化运动存在的一个盲区:世界各国所处发展阶段不同,发展诉求不同,体制不同,国情亦不同。在北欧,人民普遍环保意识浓烈(极地气候变化对北欧国家的影响十分直观),社会割裂现象不严重(北欧五国均为高福利发达国家,人民阶级差异较小,中产阶级是当地社会的绝对中流砥柱,平均受教育水平较高,社会矛盾没有其他国家/地区那么深),脱离了温饱困扰自然可以积攒心力追求更高阶的需求,且人口稀少易达成共识。哪怕新能源成本高于传统能源,只要政府狠下决心为新能源铺路,人民基本不会反对。正因如此,我们可以看到,北欧五国在新能源领域的发展成就都相当亮眼。本轮气候变化活动的发起人可能认为这一套经验在其他国家也适用,他们首当其冲针对的美国:因为美国和北欧五国同为发达国家。

那么美国有可能做到北欧那样吗?答案是不太可能。北欧体系照搬到任何一个人口大国都易出现水土不服的情况,包括美国这样的发达国家。美国社会非常复杂,单单是人口数量和种种难以解决的社会阶层割裂问题就会绊住脚。在这样的前提下,想要在社会层面达成一个统一的共识可谓天方夜谭,更不用提美国错综的财团利益纠葛及巨头们对政治领域的影响。不难想象,除了以美国为首的一些人口众多的发达国家以外,发展中国家的看客更是难免会有“空谈误国,实干兴邦”的感叹。而对那些世界最不发达、最贫穷的国家的人民来说,他们往往是环境恶化及气候变化所引起的一系列社会发展问题的最大受害者,且他们自身对环境与气候危机并非没有意识。但在温饱还成问题的前提下,如果气候活动家同他们空谈环保和气候变化问题,他们根本无力追随。对不同的国家及人民而言,他们所处的位置已经决定他们的想法与行动。

表面是环保与减排,实质是能源与材料革命

随着时间推移,气候变化运动所呈现的意义开始出现不受其自身意识控制的变味趋势。我相信气候活动家的初衷是积极正面的,但现实中事情的发展远比想象中更为曲折。正如网友所指出的那样,随着针对气候变化运动的争议日益发酵,其背后也开始逐渐掺杂政治意味。此外,由于诸多非盈利组织与国际组织也活跃于其中,使整件事情变得更为复杂。在联合国邀请格蕾塔出席大会并当众发言抨击各国领导后,舆论纷争亦达到了一个新的燃点,而同环境及气候相关的诸多领域也开始迸发各自的声音。

在新能源领域,环境与气候问题一直同这个行业的发展息息相关。在新能源业界,多数人的共识是缓解环境和气候问题需要根本性的能源革命,而不是光喊一些口号、组织几趟游行、做几次演讲就会有显著成效,也不是说所有人都变成素食主义者便能解决问题了。

那么能源革命要如何推动?能源革命除了技术方面还有待突破以外,更重要的是能源经济与战略导向、能源政策、以及对能源可持续发展的长远规划。纵观新能源的发展史,其起步正是得益于1970年代的石油危机,而新能源领域之后的每一次腾飞往往都发生在油气价格飞升的时候。目前全球能源供应近80%仍然依赖于传统化石燃料,且世界人口依然在不断增长,因此气候活动家所提出的禁用一切化石能源的倡议是不可行的。不仅目前不可行,在之后的很长一段时间内都不太可能会实现,因为新能源的发展需要时间,更需要资本投入。众所周知,能源是一切生产力与社会发展的基石,在这种现实情况下空谈环保减排则难免显得虚弱,不仅难以说服政治家,也无法动摇传统能源巨头们的立场。若欲促成改变,唯一的途径便是实现新能源的技术突破,使新能源的开采、应用及后期维护成本与传统能源的成本相当(甚至比传统能源更低),如此一来,即使没有气候变化运动,政治家与商业家也会有极大的动力促成显著的能源变革。

目前在全球范围,能源革命不仅仅是技术问题,在能源经济和能源政策层面也存在着许多困境。如果经济和政策无法给予新能源发展足够的支持,那么资金投入就会十分有限,技术性突破便更加难以实现。然而能源的经济战略导向与政策素来是牵一发而动全身,对政治家与企业家而言,他们也有不同的立场与出发点,任何一个细微的变革都可能造成多米诺骨牌一般的连锁反应,而这些未知的反应往往难以预估。

除了能源结构急需调整以外,材料领域也面临着类似的困境。传统化石燃料,比如原油,不仅向人类提供了能源,也早已渗透了人类日常生活的方方面面。我们平时使用的塑料制品、合成橡胶、所穿的衣物与鞋履、所佩戴的眼镜、工程施工所需使用的沥青,原材料均靠原油裂解而获取。在现代社会,可以说任何一个国家或个人都离不开原油副产品。即便人类未来成功扭转了能源结构,材料领域的革新也依旧会是一个难以解决的棘手问题。

社会自身的复杂性令能源与环境问题更加盘根错节

气候变化运动的发起人及诸多气候活动家还有一个未能看清的问题是社会中不同的群体与能源之间存在着多元的复杂关系。大家若翻阅过一些新能源领域的学术期刊,便会发现各种新能源开采或应用技术方面的研究很多,能源经济和能源政策的文章也不少,这些文章大多有一个共同点:多数会提及新能源发展与环保及气候变化之间的联系,默认环境与气候变化是全人类及未来后代共同面临的问题,因此新能源发展也会是全人类和未来后代共同的努力方向。

从某种程度来说这个逻辑是正确的,但映射到现实中未必完全如此。虽然这确实是所有人共同面临的问题及共同努力的方向,但能源所牵扯的范围太广,深深影响着世界上的每一个人。哪怕世界上所有人都认同环保减排与新能源发展的意义,不同的人心中对一件事的优先权的排位也迥然不同。这种多元性,将深远地影响着能源经济与能源政策的每一处细微变化。此外,能源学术界的研究也需要社会科学及商学来助力,因为多学科交叉可以更精准地聚焦并定位社会不同群体及企业对能源所呈现出的多元化态度与需求。

假设未来有一天能源革命得以实现,经济和政策也出现了相应的重大变化,那么我们是否可以简单下结论说每个人都会从中受益?能源正义与能源平等是否可能实现?我们无法预料到能源革命是否会对性别平等产生冲击、是否会加剧贫富差距和城乡发展差距、是否会深化社会割裂及冲突、是否会令发达国家更加飞黄腾达而令贫穷国家愈发身陷囹圄 。此外,一项能源政策若在某一地区有效,就一定会在其他地方产生同样的效应吗?而对以盈利为最终目标的商界来说,他们真的会轻易服从于企业社会责任(corporate social responsibility)和企业环境责任(corporate environmental responsibility/CER)吗?正因为能源领域的触角遍及世界上的每一个人,同时也正因为人类社会自身才的多元性与复杂性,注定了环保减排及新能源/新材料发展等方面的问题只会比我们想象中更为盘根错节。

新能源发展与环保自身也会有冲突

虽然靠发展新能源来改变能源使用结构、缓解环境与气候问题是大部分人赞同的共识,但事实上(可能也会令一些人意外的是)新能源发展与环保自身也会有冲突。我所学的是可再生能源,而可再生能源与新能源其实并不是同一个概念。为何在前文中我一直在反复提新能源这个概念?因为能源领域有一个特殊的存在:核能。核能是一种未来新能源,它同时也是一次能源,不可再生。许多国家都把调整能源结构的希望放在了核能上,由于可控核聚变技术及其商用条件仍处于探索阶段,当下的核能应用是一把双刃剑:核能虽有诸多优势,但同时也伴随着一些显而易见的劣势。首先是核能自带的辐射危险性,一旦核电站发生事故,后果往往不堪设想(例如切尔诺贝利核事故及福岛核泄漏事故)。其次是铀矿等原材料的开采问题,因其不可再生的属性,高质量的铀和钚(目前核电站所用燃料的主力)会越来越少。再次,被给予厚望的钍基熔盐堆核能系统仍处在探索与发展阶段,其未来的最终成果还有待观察。从次,由于铀和钚的半衰期都极长,因而放射性废料的存放和管理需万分谨慎与严格。最后,核电站的选址及所涉及的土地问题也很复杂,必须综合考虑并平衡人口、安全、环境、技术、经济等多方面因素,还须平衡许多外部因素(例如对饮用水水源、农业种植与畜牧业生产区、自然生态保护区的影响)和对配套设施的要求(附近的电网、选址潜在的运行条件、当地地形、供水)。核能的社会因素同样是一个比较显著的阻碍,因为很多人会谈核色变。核能领域有一种现象被称为邻避症候群(NIMBY),意为“这是一个好主意,但别弄在我家后院。”

那么可再生能源就一定百分百环保吗?也未必,因为环保领域还有个很重要的侧重点是保护生物多样性。发展水电需要对河流截流,那么必然对鱼类会有直接影响(虽然建设鱼梯在一定程度上可以缓解这一问题)。近期,我的导师曾带我去现场考察过一个实例:冰岛国家电力公司(Landsvirkjun)想在鳟鱼瀑布(Urriafoss)以及肖尔索河(Lower Thjorsa River)这片水域建设三座水电站(上游中游下游各一座),外加一家风力发电厂。相关设计与技术多年前便早已到位,建设计划与各项评估均详尽,但该项目被卡在政府审批阶段已超出十年,至今未能被批准正式动工,主要原因有二。首先,这片水域是冰岛最大的野生三文鱼产卵地,政府十分担忧这个项目对当地渔业可能产生潜在的不良影响,而渔业与可再生能源产业同为冰岛的经济支柱产业,这使冰岛政府面临着“手心手背都是肉”的两难处境。其次,鳟鱼瀑布是一处广受游客喜爱的旅游地标,一旦建设了水电站截流,鳟鱼瀑布水流量会骤减,尤其到了冬季,恐出现“干涸”状况,无法继续作为旅游景点吸引游客来访,这对附近区域依赖于旅游业谋生的居民而言会是一个重大打击,而旅游业恰恰巧也正是冰岛在过去十年时间里急速发展的重要产业之一。此外,该项目所包含的风力发电厂可能会出现风力发电机叶片误伤/误杀鸟类的情况,故而存在危及冰岛当地的一些珍稀鸟类的可能性,且风力发电机产生的噪音与视觉污染也会被游客和当地居民诟病。这同样再次印证了前文提过的观点:很多时候未必是能源技术层面的问题,更多的是经济与政策层面的困境。

其他的可再生能源也多多少少存在一些小“瑕疵”。比如地热的硫化氢排放问题、地热水回灌问题;太阳能应用的占地问题、光伏板组件污染问题。此外,可再生能源的开采与利用过程中也会产生一些相对轻微的排放,其中生物能和地热能的排放比水电和风电稍高一些。另外还有一些比较常见的问题包括可再生能源发电后的电量转换效率、储电难度、储电过程中是否会造成其他排放或污染,等等。

有限的资金应由谁获得优先权

太阳能发电

可再生能源领域包含多种能源,而不同的能源种类发展极为不均衡。目前,可再生能源领域的“王者”毫无疑问是水力发电,而太阳能、风能、地热等较为耳熟能详的能源种类也在发展过程中取得了一定的地位。作为对比,有些可再生能源种类的发展却后劲不足,例如海洋能。海洋能囊括了潮汐能、波浪能、温差能、盐差能、海流能等诸多形式,虽然其开发前景诱人,但始终未能成气候,仅在法国(朗斯潮汐电站)和韩国(始华湖潮汐发电站)存在一定规模的应用。在有限的资金投入前提下,应由哪一种能源获得优先权便成为了一个新问题:到底应该将资金投入已成气候的强势能源种类中寻求更快速的突破,还是应“按需分配”、给予目前发展未成气候的能源种类更多的扶持以达到能源种类多元化平衡发展的目的、静待不同种类的能源迸发出更多潜在的解决能源问题的新路线?

此外,可再生能源发展从来不仅仅是这单独一个领域的事,同时还关乎其他相关领域的发展,比如智能电网(smart grid)、碳捕集与封存(carbon capture & storage)、多孔岩石储电(compressed-air energy storage in porous formations),等等。以碳捕集与封存为例,该领域曾因成本及效率等原因多年未取得脱胎换骨的飞速发展,而前几年,冰岛大学、美国哥伦比亚大学、英国南安普顿大学及法国国家科学研究中心联手实现了技术突破,在冰岛赫利舍迪地热电站(Hellisheidi power plant)成功应用了一项名为CarbFix的技术(2016年6月发表于《科学》杂志),通过这项技术及瑞士Climeworks设备捕获二氧化碳、硫化氢及其他酸性气体,并将这些被捕获的气体与水混合后泵入地下,使其与地下的玄武岩发生反应,最终转换成安全、不易泄露二氧化碳的碳酸盐矿石。这项技术比传统的沉积岩技术更有效,且随着技术发展,成本已大幅度下降,在冰岛已实现两年内便可将95%注入地下的二氧化碳转换成矿石的成效。德国总理默克尔今年八月造访赫利舍迪地热电站欲将该项技术引入德国,而于今年十月举办的第七届北极圈论坛大会(Arctic Circle Assembly)期间,瑞典女王储维多利亚同样造访赫利舍迪地热电站考察了该技术的应用。可以预见,每一项新技术从其诞生到试点,到被引入,再到商业化推广与应用,背后所需的持续资金投入十分庞大,而资金应优先用于哪一个领域的发展、应具体投入多少资金等问题往往存在着广泛的争论。假设可再生能源领域实现了长足的发展与喜人的突破,其对气候变化的正面贡献依旧需要其他相关领域的助力。

后记

综上所述,世界所面临的气候变化、环保减排、以及能源发展等方面的问题实在是错综复杂,往往连业内人士也很难彻底想明白,亦未能统一从不同立场出发而得出的不同看法。当然也并非没有好消息:虽然化石燃料目前在能源领域仍具有绝对优势,但世界近几年新增的发电量中,新能源确实占据了多数,且新能源应用成本正逐年下降,揭示了一个有希望、有前景的良好征兆。

关于活跃于气候变化运动中的年轻的气候活动家,由于他们并非科研学者,因此观众无需以科学家的标准来考量他们的言行举止。从现实角度来说,他们中的一些人尚未完成高中学业,也尚未接受过大学通识教育的培养及多维度思辨的训练,苛责他们的言行举止未免会显得些许不够客观。其次,气候变化运动未必就不能带来广泛的社会效应,毕竟本轮气候运动在全球媒体及社交平台上都是当仁不让的焦点。无论是支持者也好,还是反对者也罢,至少这一轮气候运动带动了万众瞩目的社会热度,若借此真能吸引更多的有志人士进入相关领域学习、研究、推动发展,则实属良缘。毕竟无论提出多少社会倡议,最终还是需要有人脚踏实地落实于实际行动中去。正如格蕾塔·通贝里所言,全世界应“团结在科学身后”(united behind the science),以科学为炬,引领社会意识的觉醒与切实举措的落实,齐心协力面对我们所有人正共同面临的气候挑战。

(本文作者先后就读于瑞典隆德大学社会科学学院发展研究系、冰岛大学工程及自然科学学院可再生能源系。)


支持

一般

热文推荐

阅读排行

主编推荐

站内排行

热搜: 储能技术 电池 新能源 智能电网
返回顶部