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那么,化石燃料究竟为我们做了什么呢?

时间:2021-08-25 10:16:19 来源:

妖魔化石燃料已经流行。流行歌星,新闻界,政界人士和如今的教皇们用一种声音说话:

我们知道,基于使用高度污染的化石燃料(尤其是煤炭,但也包括石油)的技术必须在不延迟的情况下逐步取代天然气。在开发可广泛使用的可再生能源方面取得更大进展之前,选择两个弊端中的较小者或找到短期解决方案是合理的。但是,国际社会仍未就支付这一能源过渡费用的责任达成充分的协议。

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在这篇文章中,我想简要介绍一下化石燃料为人类和环境所做的工作。我将争辩说,在19世纪,化石燃料首先使鲸鱼免于灭绝,然后通过避免整个行星的大规模砍伐森林,使化石燃料避免了多种生态系统的破坏,从而避免了数千种物种的灭绝。

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图1人口增长(蓝线),右手比例。化石燃料消耗(百万吨油当量)左手规模。没有FF,人口就不可能成倍增长。因此,我们所有人的社会结构和我们的生存都应归功于在过去的一个世纪或更长时间里使用FF。相关:为什么美国页岩油放缓几乎不会影响油价

能量与人

地球上的每个人都需要能量才能生存(请参见图1中的列表)。无论是最贫穷的孟加拉国的少数大米还是西方郊区生活的过度,我们所做的一切都需要能源。2014年,该能源的86%来自化石燃料,而11%来自传统的水力和核能。只有3%来自替代来源。令人担忧的是,在退回到19世纪的劣质土地之前,其中3%的大部分来自砍伐和燃烧森林。

图2此图在Y轴上显示人均生产率(代表收入),在X轴上显示人均能耗。每个国家/地区的数据代表一个从1970年开始的时间序列,通常随着时间的推移逐步增长,以增加收入和能源消耗。显而易见,各国之间的人均收入和人均能源消费存在巨大差异。

通常,发展中国家正在努力像OECD一样致富,因此收入和能源消耗逐年增长。参见例如中国,土耳其,巴西和白俄罗斯。

从常识上讲,要变得更加富裕和富裕,就需要我们消耗更多的能源,而主张财富和能源分配应当更加公平的说法过于简单。但是,建议减少西方国家的浪费并提高能源效率肯定是合理的。但是优胜劣汰的竞争和生存在于我们的基因,这使我们成为了我们自己。从富人到穷人有某些好处,接种致命性传染病仅是其中之一。

我在这里不是在主张扩大财富的两极分化,而只是说这是社会经济模式的自然结果,这种社会经济模式似乎对我们有用。我警告人们不要嫉妒日益增长的政治。

为了变得富有,穷人需要获得清洁的饮用水,卫生设施,食物和住房。所有这些都需要能源和自然资源。提供此功能的最简单,最经济的方法是通过燃煤或燃气发电站以及电网建设。否认穷人获得化石燃料是永远谴责它们贫穷。

幻想通过部署昂贵且间歇性的可再生能源可以使穷人变得富裕(从经合组织的角度来说就是富裕的)。像我们一样,他们只有通过使用廉价,可靠和可预测的能源供应,才能变得富有。这并不是说在一些发展中国家没有可再生能源的利基部署空间。

在19世纪,全球人口从大约0.8倍增加到16亿(图1)。

在整个欧洲和北美,这恰逢工业化,城市化和战争的过程。资源消耗呈上升趋势,正如我们将在下一节中看到的那样,森林木材是建筑材料和燃料的主要来源。但是,木材和煤炭(当时)都无法提供正在建造的城市所需的光,而鲸鱼油正是这个利基市场。

鲸油的生产从1815年到1845年呈指数增长,此后按照经典的“哈伯特曲线”下降(图3)。同时,我们知道鲸几乎被捕杀而灭绝,这通常被举为过度开采有限资源的一个例子。高峰后的鲸油产量看到价格上涨并变得动荡,这表明鲸油的持续需求无法通过供应来满足。

但是,由于鲸鱼的时间很短,1850年代在宾夕法尼亚州发现了岩油,这一事实使市场情况变得更加复杂。发现可以将岩油蒸馏成许多馏分,其中之一,煤油是理想的灯油。

图3 19世纪鲸油的生产遵循经典的Hubbert曲线,随着海洋中鲸鱼的枯竭,产量下降。图表来源Ugo Bardi。

这代表了人类社会巨大的能量替代品之一。这是短暂的,因为电力照明很快就会从煤油那里接管,而煤油​​是通过燃烧煤来提供电力的。相关:二叠纪页岩中排名前三的反弹股票

请注意,我使用“替代而不是过渡”一词,是因为一种能源直接替代了另一种能源,而鲸鱼不再是芒斯能源供应结构的一部分。没有发现和使用岩油,鲸鱼很可能在19世纪灭绝。

拯救森林

十九世纪中叶以前,人类使用的主要燃料来源是森林木材(图4)。木材(生物质)今天在整个发展中国家仍然是重要的燃料。

图4芒能源供应的发展已经看到,煤炭,石油,天然气,水力和核能依次加入了能源结构。在讨论能源过渡时,认为新能源替代了以前的能源是错误的。主要模式是加法之一,而不是替代或替换。伦勃朗·科珀拉尔(Vmlav Smil)和英国石油公司(BP)收集的数据。

整个欧洲的人口增长和逐步的工业化导致了该大陆的大规模森林砍伐(图5)。然后在19世纪中叶,我们学习了如何大规模燃烧和开采煤炭,以推动工业革命。我们只能推测如果没有发生可能发生了什么。欧洲人似乎有可能以比当时更大的规模在全球范围内掠夺资源。

图5很难找到有关森林砍伐的数据。马克·沃尔波特爵士出人意料的有趣演讲中的幻灯片显示了欧洲2500年砍伐树木的影响。在很大程度上,对自然资源的追求使欧洲人在随后的几个世纪中流传至世界各地,并在1941年将阿道夫·希特勒推向了东方。我们目前的国际贸易和财政赤字体系可能并不完善,但似乎比被其取代的掠夺体系更为可取。

确实发生的是,我们学会了使用煤炭,然后使用石油和天然气,最后使用核能。利用化石燃料的力量为人类提供了能源奴隶,使他们可以代表我们开展工作。它直接导致了我们今天生活的高度复杂的社会的逐步发展,在该社会中,数十亿人的预期寿命,健康和舒适度远远超过了100年前的水平。它使我们得以实现这一目标,同时又大范围废除了奴隶制,并结束了对森林木材作为燃料的依赖。

当一个国家的化石燃料短缺时,这可能会对环境造成极大的损害,就像我们在2003年印尼所见。印度尼西亚曾经是欧佩克成员国,并出口石油。但是由于人口增长,繁荣发展以及随后的石油生产下降,印度尼西亚发现自己正面临石油进口。穿着绿色斗篷,印度尼西亚转向以棕榈坚果油形式的生物燃料,并着手燃烧原始的雨林和猩猩,为种植园让路。

那些没有看到通过使用化石燃料给人类带来的巨大好处的人则被教条所蒙蔽。那些主张应淘汰化石燃料的人正在争论终结所有人的繁荣。

人口悖论

尽管我在这里和其他许多人争辩说过,化石燃料使人类得以繁荣发展,但我们如此成功,以致于地球上超过70亿的灵魂现在被许多人视为对人类的最大威胁。我们继续存在。

确实存在着许多问题,这些问题在地球上分布不均。这些包括水短缺,粮食短缺和营养不良,空气和水污染,森林砍伐,社会和内乱,冲突蔓延,流离失所者,传染病及其蔓延。

这些都是由于太多的人造成的问题,再加上不足以应对迅速变化的世界的社会,政治和经济结构。尽管中国的空气污染和海藻的塑料污染的某些方面可能直接归因于化石燃料,但总的来说,化石燃料是解决这些问题的方法,而不是其原因。例如,创造清洁的供水和卫生设施需要能源,而食品生产也需要能源。造成世界各地真正困难的许多重大问题的核心是缺乏能源和其他资源。因此,相信保留这些资源可能会导致解决方案,这是无知和愚蠢的标志。

当然,问题在于,我们已经成功地解决了许多问题,这不可避免地导致了更多而不是更少的人员,并且使我们正试图解决的问题更加复杂化。人口控制几乎是所有经合组织政治领导人和组织都回避的话题。人口和贫困是人类面临的许多重大问题的核心,但没有人愿意面对这一问题。这无疑是一个非常困难的问题,很难解决。

我个人的观点是,自然进化力将使本世纪全球人口达到峰值,然后下降。这就是联合国中央预测所显示的。这可能是由于某些地区繁荣的蔓延以及其他地区贫困,疾病,饥饿和战争的蔓延。但是,被普遍认为是人口问题的问题将在各种压力下自行解决。相关:期待石油行业的整合浪潮

全球人口的减少将给人类带来一系列全新的问题,我们将在时机成熟时加以解决。人们将越来越接受这样一种观点,即经济增长,福利,免费医疗保健和养老金都是由于丰富而廉价的化石燃料而成为可能的暂时畸变。随着本世纪这些资源的匮乏,人类将努力维持过去的生活水平。今天,我们无须通过强行退出化石燃料时代来人为地给人类造成重大创伤,而化石燃料时代实际上是我们所有繁荣的基础。

可以争论的是将一些化石燃料留给子孙后代,但这不是绿色反资本主义者提出的论点。

最后,快速记录一下过去的能量转换,如图4所示。让我再说一遍弗朗西斯教皇所说的话:

我们知道,基于使用高度污染的化石燃料(尤其是煤炭,但也包括石油)的技术必须在不延迟的情况下逐步取代天然气。

从图4得出的第一个主要观察结果是,能量转移是通过加成而不是替代。在150年来,我们还没有在系统级别上用另一种主要能源替代任何一种主要能源。在较小的规模上,石油发电可能已经被煤炭取代,然后被天然气取代,但这只是释放了一些石油或煤炭供其他地方使用。

第二个主要观察结果是,“能量跃迁”通常遵循热力学和经济规律,在这些规律中,新能源比旧能源具有优势。因此,在我看来,完全可以相信并提出可以大量减少对环境的破坏,使用更昂贵的可再生能源来代替基于矿物燃料的技术。

图6每年有数百万人访问镀金的梵蒂冈,从世界各地乘坐喷气式飞机抵达,消耗大量石油,据弗朗西斯教皇说,这对稳定地球大气层构成了风险。

恩·梅恩斯(Euan Mearns)


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