資源局限性改變能源生產(chǎn)方式

隨著全球人口不斷增長，水、土地和礦產(chǎn)等自然資源的稀缺性日益突出。在能源生產(chǎn)和消費(fèi)領(lǐng)域，能否以更加高效的方式利用這些自然資源，對于能源行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展而言至關(guān)重要。

根據(jù)BP公司資助的、由世界15所頂尖大學(xué)參與的“能源可持續(xù)性挑戰(zhàn)”研究成果顯示，全球?qū)用娴膶?shí)物稀缺性很少成為限制性因素，但自然資源局限性的地區(qū)差異非常大。這正有力地影響著能源生產(chǎn)和利用的模式。

舉例來說，中國的人均水資源僅為世界平均水平的1/4，并且分布極不均勻。中國政府向來重視水資源問題，嚴(yán)格設(shè)置了2030年工業(yè)用水目標(biāo)。但如果在“一切照舊”的技術(shù)情景下，保守估計(jì)，這個(gè)目標(biāo)也將在2020年前就被突破。因此，水電和煤化工等水資源密集型行業(yè)必須未雨綢繆，提前做出改變。

可喜的是，研究發(fā)現(xiàn)，更好的技術(shù)選擇能夠改變現(xiàn)狀。以發(fā)電過程中的冷卻裝置用水量為例，目前發(fā)電過程中的冷卻用水量占全球淡水取水總量的10%左右。在“一切照舊”的技術(shù)情景下，即使不考慮加裝碳捕獲和封存系統(tǒng)的潛在影響，到2030年，這部分用水量也將增長近50%。但如果所有新建電廠都采取用循環(huán)冷卻系統(tǒng)取代直流冷卻系統(tǒng)等措施，即使加裝碳捕獲和封存系統(tǒng)，也能減少用水量達(dá)30%。

僅就水資源的高效利用來說，技術(shù)改進(jìn)的方向可以概括為“4個(gè)R”。第一個(gè)是“替代”（Replacement），即用咸水、半咸水或者是廢水來替代淡水資源；第二個(gè)是“再利用”（Reuse），即同樣的水在多個(gè)流程中實(shí)現(xiàn)多次利用；第三個(gè)是“循環(huán)”（Recycling），即將已經(jīng)污染的廢水重新治理再利用；最后則是“地區(qū)責(zé)任”（Regional responsibility），即以全局視野科學(xué)規(guī)劃產(chǎn)業(yè)布局等，挖掘產(chǎn)業(yè)間高效利用水資源的潛力。

傳統(tǒng)的油氣開采需要使用大量的水資源，但不一定必須使用淡水。中東地區(qū)和海上油田通過使用海水和半咸水，每桶石油的淡水消費(fèi)強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到接近于零的水平。水資源也是頁巖氣可持續(xù)開發(fā)的關(guān)鍵因素。目前美國正嘗試用海水、廢水等來替代淡水，從而解決大規(guī)模水力壓裂耗水量大的問題。中國的頁巖氣開發(fā)剛剛起步，最好從一開始就做好技術(shù)創(chuàng)新工作，通過利用非淡水資源、廢水循環(huán)再利用等途徑進(jìn)行水力壓裂。

那么，技術(shù)改進(jìn)會不會增加能源行業(yè)的生產(chǎn)成本？很多人會疑慮：非常規(guī)油氣資源開發(fā)本已面臨嚴(yán)峻的效益問題，提高自然資源使用效率的技術(shù)和裝備投入會不會雪上加霜？其實(shí)，短期內(nèi)這些技術(shù)改進(jìn)可能會增加一部分成本，但從長遠(yuǎn)來看，這不僅能帶來環(huán)境效益和社會效益，而且還能創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

BP公司位于澳大利亞西部的奎納納（Kwinana）煉廠的實(shí)踐就是一個(gè)成功的范例。十多年前，澳大利亞發(fā)生了一次嚴(yán)重的干旱，促使奎納納煉廠改進(jìn)工藝和設(shè)備，并且建造了一座工廠，專門收集居民使用過的廢水，處理后再利用。十多年間，在當(dāng)?shù)氐畠r(jià)格上漲2倍的同時(shí)，奎納納煉廠成功將淡水使用量減少50%，并且通過將處理后的凈水賣給其他工廠實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)收。

總而言之，通過技術(shù)創(chuàng)新更加高效地使用自然資源，對能源行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展意義深遠(yuǎn)。BP公司正聯(lián)合麻省理工學(xué)院、清華大學(xué)、劍橋大學(xué)、哈佛大學(xué)、普林斯頓大學(xué)、牛津大學(xué)、耶魯大學(xué)等15所世界頂尖大學(xué)，繼續(xù)深入開展“能源可持續(xù)性挑戰(zhàn)”研究，為能源行業(yè)找尋更好的技術(shù)路徑，開發(fā)并提升能源系統(tǒng)領(lǐng)域的專業(yè)知識。（作者：魏艾倫（Ellen D. Williams），為BP集團(tuán)首席科學(xué)家。記者 顧虹采訪整理）