軟能源路徑：前40年的經(jīng)驗

1973年第一次全球石油危機爆發(fā)，嚴重影響了美國能源安全與發(fā)展。而最初的應對政策卻顯得有些混亂且效果欠佳。當時(shí)，美國主張加快發(fā)展常規產(chǎn)業(yè)，其中包括開(kāi)采更多石油和天然氣，建造大型煤電和核電廠(chǎng)，（也許還有）開(kāi)發(fā)液化煤炭合成燃料等。但這些措施的弊端很快顯現：成本過(guò)高、污染嚴重、效果緩慢、難以為繼。此外，對該類(lèi)項目的大量投資導致其他所需的投資疲軟，最終導致能源價(jià)格飛漲，需求下降難以支付新增供應。直到1976年秋季，都沒(méi)有出現清晰的全新理念，政策制定者無(wú)計可施。

而就在那時(shí)，筆者發(fā)表于《外交》雜志的文章《能源策略：不可行之路？》提出了一種新理念。該文章重新審視了當時(shí)面臨的能源問(wèn)題并為美國能源發(fā)展戰略提供了一條可替代的發(fā)展路徑：“硬能源路徑”與當時(shí)的主張無(wú)異；而“軟能源路徑”則強調可再生能源供應轉型與能效的結合。該篇文章很快成為《外交》雜志有史以來(lái)翻版次數最多的文章，并在前互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代廣為傳播。而四十年后的今天，通過(guò)重新審視當時(shí)的反應、持續影響力以及基本觀(guān)點(diǎn)，我們可以從中總結經(jīng)驗，展望未來(lái)。

1977年，卡特總統和盧安武在總統辦公室探討該篇文章。

回顧1976

當時(shí)，對于時(shí)年28歲的筆者而言，這就仿佛如在一杯過(guò)飽和溶液中滴入一滴晶種，瞬間令液體結晶成一種全新?tīng)顟B(tài)。一年后，卡特總統邀請筆者來(lái)到總統辦公室探討這篇文章。如今，卡特總統認為該觀(guān)點(diǎn)對其能源政策有很大幫助，當時(shí)的能源政策被認為是除美國第一任能源部長(cháng)施萊辛格在合成燃料方面的貢獻外，有史以來(lái)對能效和可再生能源支持力度最大的政策。

但當時(shí)這篇文章卻遭到能源行業(yè)的懷疑、輕視甚至侮辱。厚達四英寸的參議院聽(tīng)證筆錄記錄了三十多輪評論與反饋。雖然，在今天看來(lái)這十分可笑，但這同樣提醒我們：40年前，能效話(huà)題還是新穎的、充滿(mǎn)爭議的，可再生能源更是奇怪、危險甚至荒謬的。如今，仍然有人持有這一觀(guān)點(diǎn)。

當喧鬧漸漸平息后，阿科石油公司首席經(jīng)濟學(xué)家David Sternlight博士恰當地道出了冷靜觀(guān)察家的結論：他并不在意我的觀(guān)點(diǎn)是否只說(shuō)對了一半，但這也好過(guò)其他人的想法。在這之后的十年里，文章的論點(diǎn)逐漸被大眾認可。許多起初對此抱有批判態(tài)度的公司或個(gè)人，均向落基山研究所（Rocky Mountain Institute，RMI，1982年成立）尋求幫助，應用這些觀(guān)點(diǎn)。如今，兩家電力行業(yè)頂尖期刊都大方地承認了我們當年的判斷，而文章的觀(guān)點(diǎn)也已在能源市場(chǎng)得到廣泛認可。

該篇文章之所以具有如此大的影響力，不僅在于提出了一種全新的能源投資方式，更因其重新定義了能源投資的目的和邏輯。之前，我們認為能源行業(yè)的主要問(wèn)題是從哪里獲得更多能源——無(wú)論任何形式、任何來(lái)源、任何代價(jià)。規劃者通過(guò)歷史數據推測能源需求的增長(cháng)，然后提供更多供應來(lái)滿(mǎn)足需求。而這篇文章則從另一個(gè)角度出發(fā)，討論了我們需要能源的目的究竟是什么，我們尋求的能源的“最終用途”是什么，例如，熱水澡、冰鎮啤酒、交通出行、舒適度、冶煉金屬、烘焙面包等，以及需要什么樣數量、種類(lèi)、規模、來(lái)源的能源支持這些服務(wù)。這一最終用途的概念很快結合了羅杰•桑特的“最低成本”理論，與新興的強調自由市場(chǎng)的里根經(jīng)濟學(xué)相呼應。由此，“最終用途/最低成本”理論在競爭或規劃環(huán)境下為各種能源需求問(wèn)題提供了最具成本效益的解決方案。例如：要在冬天取暖，應該選用燃氣還是電力供熱，亦或是使用隔熱和密封建筑技術(shù)？

不同的問(wèn)題產(chǎn)生不同的答案，因此該文對美國能源系統可采用的兩種發(fā)展路徑進(jìn)行了對比（圖1A和1B）。

圖1A：硬能源路徑——代表政府和行業(yè)對1975-2025年美國能源總用量的預測

圖1A

圖1B：替代性的軟能源路徑——通過(guò)結合高效使用和“軟技術(shù)”（多樣的、正確規模、正確質(zhì)量、廣泛的可再生能源），獲得同樣的GDP增長(cháng)。

圖1B

節約：精準預見(jiàn)

之后的一份學(xué)術(shù)綜述指出，在70年代中期發(fā)表的對美國2000年一次能源用量研究的數十篇文章中，該篇文章的預見(jiàn)值是唯一準確的（預見(jiàn)值，并不是預測值，這是兩個(gè)常常被混淆的概念）。在標準化到GDP實(shí)際增長(cháng)和未標準化到GDP實(shí)際增長(cháng)的情況下，圖1B所展示的軟能源路徑預見(jiàn)值分別比2000年實(shí)際能源用量低0.8%或4.0%。但同期其它經(jīng)濟預測中最接近的數值也比實(shí)際值高了大約60%-70%。然后從2000-2015年，能源強度（單位GDP能耗）不但沒(méi)有升高，反而進(jìn)一步降低了24%。

圖2顯示了該文章在1976年認為可行的能源強度設想軌跡，在50年間下降72%。與此相比，實(shí)際能源強度在40年間下降了56%。被稱(chēng)之為“世紀轉折點(diǎn)”的能源強度下降半數的時(shí)間出現在2008年。

圖2：能源強度預測值對比：1975年前后官方預測值、盧安武在1976年預測值、實(shí)際值、以及2011年落基山研究所重塑能源項目的預測值（在更低成本下可實(shí)現進(jìn)一步三倍下降）。而在目前所取得的能源強度下降中，大約1/3來(lái)自于經(jīng)濟結構轉型，2/3來(lái)自于更優(yōu)化的技術(shù)效率。

圖2

為實(shí)現每一美元價(jià)值的GDP，美國在2015年所需要消耗的一次能源比1975年水平降低了56%；所需煤炭降低了59%；所需石油和可以直接使用的天然氣降低了65%。煤炭在2015年一次能源供應中的比例（16%）降至二戰后的歷史最低值（1972年的16.6%）以下。另一方面，美國一次能源用量的10%和電力用量的14%都來(lái)自于可再生能源，后者在新增發(fā)電裝機中的比例更是達到了68%。

電力是成本最高的能源表現形式，而美國電力節約的速度僅為直接燃料節約速度的一半。而其中部分原因：直到2001年，美國48個(gè)州的電力公司仍沿用著(zhù)售電越多收益越多的政策；直到現在，仍有36個(gè)州的電力部門(mén)（其中8個(gè)州正在改革過(guò)程中）和28個(gè)州的天然氣部門(mén)（其中2個(gè)州正在改革過(guò)程中）使用這一政策。但隨著(zhù)這種不合理的政策逐漸退出，電力用量已經(jīng)從2007年的峰值開(kāi)始滑落。據估計，即使經(jīng)濟快速增長(cháng)且電動(dòng)汽車(chē)逐漸普及，從長(cháng)期來(lái)看，美國電力用量仍將以每年1%的速度下降。

硬能源路徑所需投資、基礎設施和體系阻礙軟能源路徑發(fā)展

供應側轉型：因對立政策而延遲

軟能源路徑所預見(jiàn)的供應側轉型并未像需求側一樣得到完全印證（詳見(jiàn)圖3）。雖然，加利福尼亞等州成功落實(shí)了軟能源路徑，但勢力強大的游說(shuō)集團和受其影響的國家政策仍堅定地支持能源供應側的硬能源路徑發(fā)展策略。

圖3A與圖3B之間的5不同展示了影響能源供應的三個(gè)原因：

•當時(shí)，天然氣被認為是日漸枯竭的石油資源的稀有副產(chǎn)品。因此，聯(lián)邦政策在1978-1987年間立法禁止了天然氣電廠(chǎng)而大力發(fā)展燃煤電廠(chǎng)。在尼克松時(shí)期，獲得環(huán)境法律豁免權的一大批燃煤電廠(chǎng)直到現在才開(kāi)始退出能源系統，而復蘇的天然氣用量依然很高。

•福特總統曾經(jīng)在1975年將汽車(chē)效率標準寫(xiě)入法律（1978年生效），當時(shí)美國石油強度平均每年下降5.2%。但后來(lái)1985-1986年石油價(jià)格大跌滿(mǎn)足了當時(shí)人們對汽車(chē)效率的需求。這幫助游說(shuō)者成功說(shuō)服國會(huì )放棄了以法律強制性方法，要求按照科技發(fā)展提高汽車(chē)效率標準（該政策對汽車(chē)和輕型卡車(chē)分別執行了25年和17年）。輕型汽車(chē)效率在1987年-2004年間不升反降，花費22年才重新達到1987年的效率水平：這使得石油節約的速度降低了2/3，大約99%的發(fā)動(dòng)機的效率提升都是為了提高加速度，而非節約燃料。立法直到小布什總統在2007年更新才重新開(kāi)始啟用，而在一年后又因為底特律的破產(chǎn)而被暫停。這種停滯浪費了汽車(chē)工業(yè)兩次良性發(fā)展 的機會(huì )，使得石油需求量持高長(cháng)達1/4個(gè)世紀，而同時(shí)，對石油的偏好則阻礙了生物燃料的發(fā)展。

•圖1B和圖3B預測“軟技術(shù)”高速發(fā)展的基礎是“積極的政策支持”，但實(shí)際上在過(guò)去40年中的32年里遇到的卻是敵對的聯(lián)邦政策。即使是最初投資可再生能源的化石燃料企業(yè)也在其即將獲得成功時(shí)因缺乏耐心而選擇放棄?？ㄌ乜偨y于1978年出臺了允許私營(yíng)和分布式發(fā)電企業(yè)公平競爭的《公用事業(yè)管制政策法（PURPA）》。該法律在80年代前中期給可再生能源帶來(lái)了一線(xiàn)虛幻的希望。雖然，被法律和管理方面的攻擊降低了效力，但該部法律摧毀了電力公司壟斷的基礎并為今天的電力市場(chǎng)競爭機制創(chuàng )造了條件（雖然該部法律已不適用于近半個(gè)美國）。就這樣，在經(jīng)歷了長(cháng)期的艱難反復后，本有望在1976年就開(kāi)始蓬勃發(fā)展的可再生能源終于在大約2010年開(kāi)始騰飛——這一天的到來(lái)遲到了大約35年。

•圖3A：盧安武1976年提出的軟能源路徑圖，2016年依據類(lèi)似方法在1975年可用信息中加入水電和核電份額（因水電和核電“量小且相對恒定”，所以圖1將其忽略）。

圖3A

•圖3B：實(shí)際發(fā)展狀況，以及能源信息署在2004年和2016年發(fā)布的參考情形預測，為與現實(shí)保持一致，后者與前者相比下降明顯。2015年實(shí)際一次能源消耗量（97.5 QBTU）比圖1B高約18.5QBTU，其中的15.4QBTU反映了從2000-2015年實(shí)際能源強度下降的1/3（如圖2所示）。圖3A所示的軟技術(shù)還排除了電力系統損耗。圖1B未考慮而圖3B包括了原料用量（2011年為4.5QBTU），因此沒(méi)有對對比進(jìn)行調整。

圖3B

文章的正確觀(guān)點(diǎn)

人類(lèi)對氣候變化的認識并不是最近才出現的。1976年《外交》雜志文章這樣描述了硬能源路徑：

“致力于長(cháng)期發(fā)展煤炭經(jīng)濟（數倍于當今規模）將必然導致二氧化碳濃度在下個(gè)世紀初翻倍，到那時(shí)或不久以后，全球氣候一定會(huì )發(fā)生變化且該變化可能是無(wú)法逆轉的。只是這一天到來(lái)的具體日期還尚未可知。”

這一天已經(jīng)到來(lái)了？答案在《清潔電力計劃》和《巴黎協(xié)議》中可略窺一二。

該文章指出：避免電網(wǎng)成本與規模不經(jīng)濟能夠降低電力成本，且“一個(gè)富裕的工業(yè)化經(jīng)濟體能夠在沒(méi)有集中式發(fā)電廠(chǎng)的情況下順利的運行！”這準確地預測了落基山研究所2002年出版的《小規模也有利可圖》一書(shū)中的闡述以及當今的市場(chǎng)趨勢。該文章還寫(xiě)到“能源存儲常常被認為是能源收入技術(shù)的一個(gè)主要問(wèn)題”。但在一定程度上由于熱存儲技術(shù)能夠比電力存儲技術(shù)更容易、成本更低地完成相同的任務(wù)，因此“總的來(lái)說(shuō)，能源存儲在軟能源經(jīng)濟中的問(wèn)題比在硬能源經(jīng)濟中容易得多。”這在今天的市場(chǎng)中也得到了證實(shí)?？稍偕茉吹牡统杀?、低風(fēng)險、高便捷度；在可再生能源應用方面市場(chǎng)比政策有更大的推動(dòng)作用；以及個(gè)人和社區越來(lái)越強的自我選擇能力都成為了常態(tài)。

硬路徑的政治風(fēng)險聽(tīng)起來(lái)也很熟悉：

“軟路徑依賴(lài)于多元消費者選用一系列小型設備和改進(jìn)技術(shù)，而與之相對的，硬路徑則需要依賴(lài)于較為困難的大規模項目。而這些項目需要集中管理制度下整個(gè)社會(huì )承諾。硬路徑有時(shí)會(huì )被描述為阻礙自由經(jīng)濟和自由市場(chǎng)發(fā)展的堡壘，會(huì )充斥著(zhù)各種政府補助、千億美元救市金、壟斷、規范、國有化、國家最高支配權和公司國家資本主義等。”
過(guò)分集中化系統的致命缺陷后來(lái)在《脆弱的電力（1981/82）》一書(shū)中被進(jìn)一步詳述，而這如今也已開(kāi)始顯現。

文章中其它已證實(shí)觀(guān)點(diǎn)包括電力公司死亡漩渦、反向估算、一體化設計（7年前我的住宅已經(jīng)證明了一體化設計的優(yōu)勢）、體制性障礙和解決方案、熱電聯(lián)產(chǎn)、對市場(chǎng)原則和機制的信賴(lài)，以及電力公司對用戶(hù)太陽(yáng)能系統的資助（雖然“太陽(yáng)能”在1976年指太陽(yáng)熱能，當時(shí)光伏概念尚未普及）等。

需要更正的觀(guān)點(diǎn)

該文章主要的錯誤出現在對天然氣的認識上。如果1976年的科學(xué)界能夠了解美國天然氣并未與石油相關(guān)，且儲量豐富，能夠以經(jīng)濟的手段大規模集中開(kāi)采，那么，我應該會(huì )將其與石油區分對待，將天然氣而不是優(yōu)質(zhì)煤視作“短暫地、節約地建造通向2025年能源收入經(jīng)濟的橋梁”的過(guò)渡技術(shù)。這些見(jiàn)解直到過(guò)去的十年才開(kāi)始為人所知。

文章認為由于抵制天然氣和優(yōu)先發(fā)展煤電的非自然政策，對1975年煤炭開(kāi)采“暫時(shí)且適度的（峰值不超過(guò)當前水平兩倍）”擴張最終增長(cháng)了2.16倍。（現代聯(lián)合循環(huán)燃氣電廠(chǎng)在80年代才開(kāi)始出現。）為了保護氣候，以能效和可再生能源替代石油天然氣組合中，至少石油部分的愿景最終得以實(shí)現，而目前煤炭的發(fā)展空間已被壓縮，能效、可再生能源和天然氣三者正迅猛發(fā)展。

文章最大的失誤在于沒(méi)有說(shuō)服決策者運用諸如美國力量等減緩或阻止核武器的傳播。因為主張核能派在大部分國家能源政策中占據主流，直到現今，在很多國家（包括我們自己）也是如此，所以當筆者四年后在《外交》雜志上進(jìn)一步論述這一問(wèn)題時(shí)，論點(diǎn)再次消失得了無(wú)蹤跡。三十年后的今天，《外交政策》雜志所展示的更加充分的論據仍然收效甚微。因此，今天還要擔心因我們自身造成的來(lái)自朝鮮、巴基斯坦和伊朗的核武器風(fēng)險。

進(jìn)一步思考

該文章最具爭議性的論題之一：因為軟硬能源路徑所需的投資、基礎設施、體系和態(tài)度均存在互相抑制或妨礙的情況，所以二者是互相排斥的，這一點(diǎn)很不幸地得到了證實(shí)。很顯然，硬技術(shù)和軟技術(shù)互相競爭，搶奪市場(chǎng)份額和政治影響。文章在1976年就警醒我們：“如果繼續將如此大量的金錢(qián)、時(shí)間、技術(shù)、燃料和政治意愿投入對以上資源需求量如此之大的硬技術(shù)，那么我們就將面臨延遲向后化石燃料及氣候安全能源系統轉型的危險”。

雖然起步已晚，但隨著(zhù)腳步的逐漸加快，市場(chǎng)已開(kāi)始顛覆能源掌權者保護舊系統，抵抗新系統的本能反抗。然而加速轉型的挑戰依然存在，而氣候、公共衛生、安全、發(fā)展以及民主方面勢在必行的決心進(jìn)一步突顯了轉型的緊迫性。

作者盧安武，落基山研究所聯(lián)合創(chuàng )始人，首席科學(xué)家，榮譽(yù)主席