新能源真的清潔嗎.doc

新能源真的清潔嗎？橡樹村 發(fā)表于 2011-06-07日本福島核電站事故再一次把核電站的安全問題推到了世界公眾面前，核能的利用看起來又要遭到一次重大挫折。其實從安全記錄和對環(huán)境健康的影響上來看，核電比目前普遍使用的火電有很多的優(yōu)勢。在溫室氣體減排方面，煤炭為主的火電每度電排放溫室氣體相當(dāng)于約1千克二氧化碳；考慮原料開采、運輸?shù)冗^程的溫室氣體排放，核電每度平均只相當(dāng)于60多克二氧化碳，溫室氣體減排效果非常明顯。從能源開發(fā)和運行過程造成的死亡人數(shù)來看，按照世界原子能協(xié)會的數(shù)據(jù)，從1969年到2000年間，每太瓦年的嚴重事故死亡人數(shù)，煤電在經(jīng)合組織國家(OECD)是157人，在非OECD國家是597人；而核電在非OECD國家是每太瓦年48人，在OECD國家則是零死亡。在最令公眾擔(dān)心的輻射方面，煤炭中放射性物質(zhì)的輻射總量高出核電上百倍，實際上具有更大的健康危害。除此之外，核電更沒有火電所涉及的二氧化硫、氮氧化物、顆粒物排放等環(huán)境問題。核電的危險往往是被夸大了的，對核污染的恐懼只怕比核電實際造成的問題要嚴重得多。不過，造成的恐懼本身也算是一種社會成本，在決策的時候仍然需要考慮。生命周期評價法核電的發(fā)展受挫，而降低溫室氣體排放的事業(yè)仍然需要繼續(xù)，因此有人預(yù)計國際社會對太陽能、風(fēng)能、地?zé)?、小水電、生物質(zhì)能等新能源形式的投資會進一步加強。新能源開發(fā)的意義重大。傳統(tǒng)的化石能源支撐人類工業(yè)化數(shù)百年，功勞不小，問題也不少，對環(huán)境和健康已經(jīng)造成了不小影響，人類需要尋找更加清潔的能量來源。一般認為，新能源有污染少的特點。聽起來似乎結(jié)論很明顯：可再生新能源的能量直接間接來自太陽，在使用形式方面一般以電為主，能源轉(zhuǎn)化過程清潔，常規(guī)污染物普遍少，使用的時候也沒有化石能源的各種排放問題。不過，事情并不是這么簡單。新能源的利用是需要使用各種各樣設(shè)備的，日常維護也需要消耗各種各樣的材料，這些材料與設(shè)備的制造、運輸、使用過程，就不一定那么干凈了。有的會排放出不少常規(guī)污染物，有的需要消耗大量能源；有的在轉(zhuǎn)換過程中也會產(chǎn)生污染。這些污染、所消耗的能源都需要分攤到新能源當(dāng)中去，才能得出某項技術(shù)是否清潔的結(jié)論。前面比較火電與核電溫室氣體排放的時候，使用了叫做生命周期評價的方法。對于新能源領(lǐng)域來講，就是考察整個生產(chǎn)過程各個環(huán)節(jié)所消耗的能量是多少，能量來源是哪些，影響是什么，污染物是什么等，從而對某個具體的新能源技術(shù)進行綜合評價。一個新的能源利用形式，只有在其使用周期所貢獻的能量大于其生命周期所消耗能量、其所排放的污染少于所替代的傳統(tǒng)能源產(chǎn)品污染的時候，才是有價值的。舉個例子，美國國家可再生能源實驗室總結(jié)過太陽能光伏電池的生產(chǎn)和應(yīng)用能耗，結(jié)論是：制造電池全過程所消耗的電能大約需要這個電池運行3.7年的時間才可以收回。這個電池估計有30年左右的使用壽命。那么整體上算下來，在能量上就是賺的。不同技術(shù)路線的能量回本期是不同的，如果某種技術(shù)落后的太陽能電池技術(shù)需要工作差不多十年的時間才能回本，同時使用壽命卻達不到這么長時間，那么從能量角度來看就是虧的。這樣的技術(shù)，在一些特殊環(huán)境下也許仍然有使用價值，但是對于解決能源問題，顯然沒有多大意義。設(shè)備制造所消耗的能量只是問題的一個方面，制造使用過程造成的環(huán)境危害如何評價就比較復(fù)雜了。最近幾年中國的太陽能電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但是因為技術(shù)相對落后、污染控制監(jiān)管不到位等原因，生產(chǎn)的一些太陽能電池產(chǎn)品存在高能耗、高污染的問題，這也給太陽能產(chǎn)品的生命周期收益帶來了很大影響。環(huán)境健康危害的評價方法比較復(fù)雜，因為要把眾多影響因素歸結(jié)到一個單一的指標來衡量，主觀性很強，結(jié)論也不一致。2009年美國科學(xué)院公布了一份名為能源隱性成本：能源生產(chǎn)和使用過程中的后果的報告，分析了以美國為背景的各類能源在生產(chǎn)和使用過程中的環(huán)境和健康代價，把各種環(huán)境健康危害換算成美元進行比較。這個報告認為，整體來說，使用先進技術(shù)、在有嚴格污染控制的情況下，以電力為最終產(chǎn)品的各種新能源，在環(huán)境、健康、溫室氣體排放方面相對火電都是有益的。運輸領(lǐng)域的健康環(huán)境代價就比較復(fù)雜了。這個報告研究了一些輕型汽車的技術(shù)和燃料路線，發(fā)現(xiàn)車輛每行駛一英里的環(huán)境健康代價在1.2到1.8美分之間。這里面最差的是使用玉米為原料的濕法乙醇路線，這個路線得到的85%乙醇含量的汽油，每行駛一英里代價達到1.8美分，而傳統(tǒng)汽油僅有1.3美分。全電車在這個報告里面的表現(xiàn)也不好，環(huán)境健康代價接近每英里1.7美分，高于汽油車不少。造成這個問題的原因是美國的電力供應(yīng)仍然是以化石燃料為主，這樣電動車的清潔程度就受到電力本身清潔性的影響，同時電池和電動機的制造也都是高耗能的，制造過程以及回收過程都存在污染問題。當(dāng)新能源遭遇中國國情在中國也有類似的生命周期研究。2010年有一篇關(guān)于中國的全電車環(huán)境影響的文章，得到的結(jié)論是：因為目前中國電力中煤炭比例很高，污染治理也沒有跟上，行駛同樣里程全電車的生命周期二氧化硫排放是汽油車的3到10倍，氮氧化物排放也要翻一番，同時卻不一定能夠?qū)崿F(xiàn)二氧化碳減排，看起來環(huán)境好處非常有限。當(dāng)然，全電車在使用終端沒有污染，對于緩解城市污染仍然有正面意義，如果把全電車作為一個發(fā)展方向，那么就需要在發(fā)電的清潔方面和污染治理方面下不少工夫，以免被扣上轉(zhuǎn)移污染的帽子。清華大學(xué)進行過基于中國國情的各種車用燃料替代技術(shù)的生命周期分析。這項研究認為，在中國2005年的技術(shù)水平下，傳統(tǒng)汽車比大多數(shù)替代燃料路線都有更好的能源效率以及更低的溫室氣體排放。以已經(jīng)在國內(nèi)部分地區(qū)開始應(yīng)用的糧食乙醇為例，在考慮了生命周期各個環(huán)節(jié)之后，行駛同樣的里程，糧食乙醇路線的溫室氣體排放竟然高出汽油路線30%以上，生產(chǎn)糧食乙醇所消耗的外來能量，也超過了糧食乙醇產(chǎn)品中所含有的能量。這樣的乙醇，在能源利用效率和溫室氣體減排兩個方面都沒有新能源應(yīng)該有的好處。很顯然，在美國合適推廣的內(nèi)容，在中國不一定合適推廣。造成這個不同的原因大約有兩方面：一是在種植階段，中國有非常普遍的濫用化肥和農(nóng)藥現(xiàn)象；二是中國相關(guān)加工工藝的技術(shù)水平與國際仍有差距，能耗高。這并不等于生物質(zhì)的液體燃料前途就不光明，只不過在利用生物質(zhì)作為資源生產(chǎn)各類液體燃料的時候，需要全面考察其清潔性，扶持真正節(jié)能減碳的路線