[该主题也出现在第18章有限星球上的能源和人类野心(免费)教科书。]
许多Do 必威在线the Math帖子都谈到了不可避免的增长停止,以及一旦我们的化石燃料遗产被消耗殆尽,我们将面临开发替代能源基础设施的挑战。关注的焦点一直是长期的物理限制,而不是我们在短期内应对的混乱细节。但是,我们对化石燃料能源流量减少的短期反应,将决定我们是向可持续的技术生存过渡,还是让自己崩溃。有一个障碍尤其让我担心。我称之为能量陷阱.
简而言之,其观点是,一旦我们进入化石燃料供应的下降阶段——首先是石油——我们以增长为基础的经济体系将难以应对其命脉的收缩。燃料价格将飙升,一些个人和出口国将通过囤积来应对,能源短缺将很快成为新常态。市场这只看不见的手会让我们愚蠢地要求建立基于非化石解决方案的新能源基础设施。但问题就在这里。建造这种崭新的基础设施不仅需要资金,而且……能源.这是这种商品供不应求.我们会真的愿意做出牺牲额外的短期内的能源——有效地加剧下降——对长期能源计划的影响?这是个陷阱!
当我第一次接触石油峰值这个概念时,我最担心的是它对经济的影响。在某种程度上,这是由大卫·古德斯坦(David Goodstein)的书促成的没油了这凸显了全球对石油峰值可能引发恐慌的反应,这使得与1973年和1979年暂时性石油危机有关的天然气管道看起来像是热身活动。因为我个人认识古德斯坦教授,而且把他视为一位可靠的物理学家,所以我认真地对待他的话。根据他对全球对石油峰值的反应的设想,我想象,在我们竭尽全力建立替代基础设施的同时,可用能源持续数十年的下降前景将摧毁对短期经济增长的信心,从而摧毁投资和市场崩溃。市场依赖于投资者的信心,从某种意义上说,这是一个骗局,因为“con”是信心的缩写。如果这种信心在全球范围内破灭,接下来会发生什么?
我仍然认为经济恐慌显然是一种可能的结局,但心理学很难预测。市场乐观主义者会将新能源基础设施的巨大投资潜力视为对抗这种爆发的解药。鉴于这种不确定性,让我们避开经济预测,来看看这个问题的纯粹物理层面——即“能量陷阱”。
能源投资的能源回报
我们的目标是定量评估能量陷阱,看看这个想法是否有实质内容。我们将依赖一个在评估我们能源未来方面已占据核心地位的概念。这是能源投资的能源回报,或EROEI.
为了利用能量,我们必须努力一些确保能源安全并为使用做好准备。为了在壁炉里烧木头,我们(或某人)必须砍倒一棵树,把它切成圆木,然后把大圆木劈开。为了驾驶我们的汽油动力汽车,我们必须消耗能源来寻找石油,钻探并可能泵出石油,然后提炼和分配汽油。为了收集太阳能,我们必须投入能源来制造太阳能电池板和相关的电子设备。结果表示为能量输出:能量输入的比率。任何低于1:1的盈亏平衡比例都意味着该源不提供净能量(实际上是一种消耗),并且不值得为能量目的而追求——除非该特定能量的形式/便利性无法以其他方式获得。
在早期,石油产生的EROEI经常超过100:1,这意味着必须消耗一桶石油中包含的1%或更少的能量来输送这桶石油。这是个不错的交易。如今的石油生产更常见的是EROEI20:1,而沥青砂和油页岩的产量往往在大约5:1和3:1,分别。相比之下,玉米乙醇是否超过盈亏平衡是有争议的:乐观地说,它可能高达1.4:1。从传统的石油转向玉米乙醇,就像从培根、鸡蛋和黄油的饮食转向绝望的生存饮食——皮鞋和树皮。其他生物燃料的方法,如甘蔗乙醇,EROEI可高达8:1。
为了完善介绍,煤炭的EROEI通常在50-85:1左右,天然气的EROEI通常在50-85:1左右20-40:1,但随着易开采油田的枯竭,其产量已低于这一范围的下限。同时,太阳能光伏发电估计需要3-4年的能源产出制造,包括框架和相关的电子系统假设有30-40年的寿命,那么EROEI大约是10:1。据估计,Wind附近有EROEI20:1,而新的核设施预计将在大约15:1.这些都是积极的净能源方法,这是好消息。
不可避免的化石燃料的减少
让我们来探索一下,当我们试图用具有适度EROEI的替代资源来补偿能量下降时,会发生什么。随着化石燃料储量的增加,我们看到了每年3%左右的典型增长率。不对称塞内加的效果尽管如此,资源的逻辑演化将导致一个对称的下行收缩率:每年3%。我借用了一个图表关于“可持续”含义的帖子为了说明预期一种一次性有限资源将进入衰退时代的基本原理。
在我们的分析中,我们可以使用任何数字来表示下降的速度,但实际上我将这种影响软化为每年下降2%,以说明即使是适度的下降速度,我们也会遇到问题。就其本身而言,年复一年2%的下降——虽然听起来很温和——会让我们以增长为基础的经济陷入混乱。详情见以前的文章在美国,全面的效率提高无法与高达每年2%的效率相比。接下来我们会看到,能量陷阱只会让事情变得更糟。
阻止衰退:以1为例
假设我们的国家(或世界)每年使用100单位的化石燃料能源,预计下一年只会使用98单位。我们需要在一年的时间内拿出2个单位的替代能源来填补这一空白。例如,如果替换:
- EROEI为10:1;
- 需要前期的大部分能源投资(太阳能电池板或风力涡轮机制造,核电站建设等);
- 将持续40年,
那么我们需要一个预先的能源投资相当于新能源4年的产出能源。由于我们需要输出2单位的能量来填补空白,我们将需要8单位的能量来使资源投入使用。
在第一年的100单位总能源中,只有92单位可供使用——看起来突然下降了8%。如果我们袖手旁观不启动替换基础设施,明年我们将有98台可供使用。这仍然是下降,但2%的下降比实际8%的下降更令人接受。由于接下来的每一年都预计化石燃料会出现类似的下降,游戏就会重复进行。推出新基础设施的动力在哪里?这就是为什么我叫它a陷阱.我们需要在很长一段时间内加剧这种牺牲,以便最终取得领先地位。
上图以图形的方式展示了这一情况,假设化石燃料以每年2单位的速度线性下降。通过每年提供额外的2个单位的替换,部署立即加快,以每年8个单位的成本来填补缺口。虽然在该方案中,化石燃料和替代资源的组合总是增加100个单位,但新基础设施的持续前期成本对系统产生了持续的消耗。就累积的能量损失而言,与替代相关的能源牺牲开始比仅仅跟随化石燃料的下滑而不尝试替代相比,需要7年的时间。这一时间表超出了当选政治家的典型视野。
陷阱的另一个方面是我们不能构建我们解决问题的方法。如果我们试图通过在第一年建造8个单位的替代品来战胜陷阱,那么它将需要32个单位的生产,而且只会挖一个更深的洞。关键在于预先的基础设施能源成本意味着向前一步会导致后退四步,考虑到EROEI大约10:1和前期投资40年的寿命。大自然不提供能源融资计划。你不能在上面建造风车承诺能量。
我们可以改变这些数字来得到不同的结果。如果只有一半的能源投资是预先投入的,其余的则分布在资源的整个生命周期中(例如采矿和铀浓缩),那么我们将受到4%的冲击,而不是8%。同样,以20:1 EROEI和全部前期投资的40年的风车,将需要2年的2个单位的缺口填补贡献来安装,相当于4个单位的能源成本,因此冲击4%。但这仍高于无所事事的2%,记住,后者确实如此已经是痛苦的来源了.有人想让痛苦加倍吗?有人知道吗?选我,这就是我们要做的。什么人吗?没有?弱作用大质量粒子。
加大力度!
想象我们在一年之内就能全面更换基础设施是不现实的。为了设定这个标准,美国使用了大约3太瓦的持续电力。1%的下降相当于30吉瓦的电力。因此,我们适度的2%的替代将需要在一年内新建约60座1gw发电厂,或每周一座!在世界范围内,这个数字是现在的四倍。
我们过去展示了什么能力?2010年,全球太阳能光伏发电量为15吉瓦,仅相当于填补全球每年2%的能源缺口所需的6%。即使每年增长50%,也需要7年才能达到所需的速度。2010年风电装机总量为37吉瓦,占全球2%需求的14%。以每年50%的速度增长需要5年时间才能达到这个目标。当法国决定大力发展核能时,他们在15年内建造了56座反应堆。通过这样做,他们取代了80%的电力消耗,这相当于他们总能源消耗的30%左右。所以这意味着他们每年大约有2%的能源替代。
我在比较化石燃料的热能和电力输送(热机的3倍)时显得漫不经心,但我没有考虑风能和太阳能的巨大间歇性因素(4-5倍),这是一种补偿。对于核能来说,用取代化石燃料来表示替代是公平的。但最后,这一点只针对现实的基础设施增加率,而与一般的能源陷阱现象无关。
阻止衰退:选2
让我们为替换工作设想一个更现实的轨迹。在我们的设想中,世界面临着一场巨大的危机,所以我们或许可以超越法国令人印象深刻的核能发展,最终以每年4%的速度取代能源基础设施。但这需要时间。如果需要10年的时间才能达到全速发展,我们就会看到下图中的情况。
能源投资仍然迫使我们加大降幅,最初看起来是3.2%,而不是2%。但这并不像突然下降8%那么令人震惊。另一方面,我们在退出之前下跌得更远,在8-9年的总跌幅为14%时触底。就净能量损失而言,它需要10年以上的时间才能比什么都不做的方法更好。下面是一个与情节相对应的表格,供那些有兴趣仔细研究数字的人了解这个游戏是如何玩的。
一年 | 化石燃料 | 添加 | 总计 | 投资 | 效果。 | FF损失 | 净亏损 |
0 | One hundred. | 0 | 0 | 0 | One hundred. | 0 | 0 |
1 | 98 | 0.4 | 0.4 | 1.6 | 96.8 | 2 | 3.2 |
2 | 96 | 0.8 | 1.2 | 3.2 | 94.0 | 6 | 9.2 |
3. | 94 | 1.2 | 2.4 | 4.8 | 91.6 | 12 | 17.6 |
4 | 92 | 1.6 | 4.0 | 6.4 | 89.6 | 20. | 28.0 |
5 | 90 | 2.0 | 6.0 | 8.0 | 88.0 | 30. | 40.0 |
6 | 88 | 2.4 | 8.4 | 9.6 | 86.8 | 42 | 53.2 |
7 | 86 | 2.8 | 11.2 | 11.2 | 86.0 | 56 | 67.2 |
8 | 84 | 3.2 | 14.4 | 12.8 | 85.6 | 72 | 81.6 |
9 | 82 | 3.6 | 18.0 | 14.4 | 85.6 | 90 | 96.0 |
10 | 80 | 4.0 | 22.0 | 16.0 | 86.0 | 110 | 110 |
11 | 78 | 4.0 | 26.0 | 16.0 | 88.0 | 132 | 122 |
12 | 76 | 4.0 | 30.0 | 16.0 | 90.0 | 156 | 132 |
请注意,在这条道路上的任何地方,停止替换工作都将带来即时的缓解。例如,在第6年年初,已经安装了6个单位的替代能源,放弃这一努力将看到88个单位的化石燃料加上6个单位的替代能源,总共是94个单位。与去年的88单位可用能源相比,这将是一个相当大的进步,而与继续实施应急计划的86.8单位可用能源相比,这一明显的增长甚至更大。同样地,如果有人在十年结束时停止该计划,已安装的22台替代装置将补充第11年78台的化石燃料量,使我们回到100台的理想水平——就像什么都没有发生过一样远比88个单位更好否则在项目继续的情况下我们会忍受。但这种停止会重新引发危险的衰退。关键是总会有一个强大的诱惑结束短期的痛苦,立即得到缓解。
一般的行为
如前所述,能源陷阱是中等eroei来源的普遍结果,需要大量的能源前期投资。我们需要EROEI等于资源生命周期,以便在衰退年份产生零效应,或者更好地缓解痛苦或允许增长。对于40年的寿命(例如,发电厂,太阳能电池板,风力涡轮机),这意味着我们需要40:1的EROEI或更好来避免陷阱。我们的选择根本不符合标准.诅咒!
对于资源不以基础设施的形式需要大量的前期成本,陷阱不适用。化石燃料倾向于这类。交付一桶石油或一吨煤所需的能源往往是特定于交付单位的,不受前期成本的支配。沥青砂也是如此,它需要大量的能量来加热和处理污泥。即使EROEI比例为5:1,也可以通过生产2.5单位的产出而损失0.5单位的投资来填补2单位的缺口。这样就有可能保持稳定的能源供应。化石燃料不会困住我们的事实鼓励我们坚持使用它们。但作为一种有限的资源,它们的吸引力就像海妖的声音,引诱我们留在正在下沉的船上。或者海妖引诱水手从船吗?无论如何,化石燃料已经与我们的运输车队兼容,加强了死亡之握。
相反,太阳能光伏,太阳能热,风能和核能,是所有发电的方法但是,作为第一个失败的化石燃料——石油的直接替代品,它们对我们帮助不大。这是一个非常严肃的问题.正如鲍勃·赫希在由能源部委托的2005年报告在美国,我们面临着石油峰值的液体燃料问题。因此,在报告中概述的五个立即可采取行动的应急计划减缓战略中,没有一个是对有限化石燃料的背离。握得确实很紧。
因此,我们必须复合如果我们想用上面列出的任何一种可再生能源取代石油,我们就会面临能源陷阱问题,因为我们需要增加与制造一种或另一种形式的新电动汽车(插电式混合动力汽车是合格的)相关的能源投资。这不是一朝一夕就能发生的,而是会导致比上面描述的更严重的长期交通能源短缺。
我们具备所需的条件吗?
我们中的许多人对我们的能源未来充满希望,包括向闪闪发光的可再生能源基础设施过渡,但我们需要认识到,我们在实施过程中面临着严重的瓶颈。到目前为止,对可再生能源基础设施的前期能源投资还不明显是一个障碍,因为我们有多余的能源可以投资(这是聪明的;要是我们能早点认真开始就好了!)在能量下降的背景下——我觉得这将是唯一强大到足以让我们认真考虑替代路径的动力——我们可能会发现自己被陷阱麻痹了。
在经济学的平行世界里,能源的下降可能意味着深度衰退。实施能源替代应急计划所需的大量财政投资在困难时期很难凑齐,特别是考虑到我们不太可能在我们投入资金的“正确”解决方案上达成一致。
从政治上讲,“能量陷阱”是个杀手。在我的一生中,我从未在我们的政治体系中看到成年人为了长期目标而牺牲短期利益的行为。或者至少任何短暂的成熟都没有得到政治上的回报。我不是在指责政客。我们都渴望冰淇淋。政客们只是迎合我们的需求。我们倾向于投票给那些承诺未来更大、更美好的候选人——即使这条路是站不住脚的。
摆脱政治陷阱的唯一途径是让我们人口中的相当一部分人了解问题的严重程度:了解我们已经被化石燃料提供的过剩能源宠坏了,我们将不得不做出十年的牺牲,让自己走上新的轨道。要做到这一点,唯一的方法就是清醒的教育,也就是必威在线都是关于。这是个陷阱!传播这个消息!
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考虑到短期内不需要开采(周围已经有足够的燃料),并且在大气压下运行(没有巨大的密封穹顶或高压钢),我想知道在混合中添加整体快速或液体钍反应堆会产生什么影响。
目前有很多关于从二氧化碳中制造液体燃料的研究。从短期来看,天然气将是另一个需要更少能源投入的选择。
在任何情况下,以这种方式查看EROI对于找出可行的解决方案绝对是重要的。
我喜欢整体快速反应堆的想法,因为它解决了两个问题。一个是发电,第二个是处理现有的核废料。此外,解决邻避问题的一个方法是在现有地点安装一个反应堆。拆除一个MARK I或II反应堆,然后建一个新的IFR。新的IFR可以利用现场现有的所有旧“废料”运行。
另外,我的下一辆车将是电动的,可能是特斯拉S,因为我一天最多只需要行驶100英里。在世界变坏之前,现在就开始投资吧。
减轻我们对能源需求的一种方法是减少消耗。
汽车就是一个很好的例子。例如,电动汽车平均3-4英里/千瓦时,而骑自行车,同样的距离将花费你~0.05千瓦时。这意味着开车比骑自行车多消耗20倍的能量。
被动式房屋也有很大的帮助,特别是与我在马里兰州看到的建筑相比。
我买不起新的被动式房屋。然而,把夏天的热量储存在建筑物下面的地下是比较便宜的。多年来,我们一直用风扇在地下室里吹夏天的空气——再也没有管道结冰的问题了,暖气费用也有了明显的下降,尽管是很小的下降。如果你这样做,使用除湿机!
目前,节省下来的钱被投入到液体循环系统中,将夏季阁楼的热量转移到地下室下面的地下。
成本很低,而且这份工作对我的身体有好处。我还提到了后院园艺——用目前的集约化方法,可以种出比大多数人意识到的多得多的东西。
不错的职位。谢谢你!总的来说,你的帖子信息量很大,发人深省。然而,在这种情况下,我想指出的是,你对核能EROEI的假设只适用于目前类型的轻水反应堆。自从核时代的黎明,我们就知道有了繁殖器,你可以达到铀或钍的地壳浓度,并有一个非常积极的EROEI。典型岩石中肥沃物质的能量含量是采矿所需能量的几百倍。(关于旧的结果,可以找到阿尔文·温伯格1959年的论文:《今日物理学》)。此外,钍或铀增殖反应堆(一旦运行)根本不需要浓缩,从而提高EROEI。育种人员不是火箭科学,只要有政治意愿就可以雇用。我个人最喜欢的是熔盐钍增殖器。 This is really a political issue and not an existential issue for mankind..unless people want to make it that way.
钍和铀增殖反应堆将减少一些长期能源投资,使它们像太阳能或风能一样更偏重于前端。我们仍然面临的问题是,如果EROEI小于生命周期,至少会有一年的能量打击,这在衰退中是很难接受的。你有液体钠钍的EROEI数据吗?当然,在没有任何构建的情况下,任何数字都将是高度不确定的(并且可能倾向于乐观,因为唯一有足够动力进行计算的人可能是试图启动一个项目的支持者)。
我没有给你一个合适的参考,但我简要地在博客上写过这个问题。不幸的是,博客是芬兰语。(我也是一名物理学家,所以你的架构方式对我来说很熟悉。)我没有找到关于采矿消耗多少能源与矿石品位之间关系的可靠数据。细节很重要,因为世界上很大一部分铀是其他矿物的副产品。所以能量消耗在任何情况下都可能发生。钍也是如此,因为它是稀土开采的副产品。然而,我绕道选择了一种比铀和钍更稀有的矿物,其能源消耗是已知的。黄金的开采浓度约为1ppm,而可育物质的开采浓度为10ppm(在随机岩石中)。开采黄金消耗143GJ/kg (http://www.eoearth.org/article/Gold_mining_and_sustainability%3A_A_critical_reflection),但1公斤肥沃的铀物质的能量含量更接近83TJ。所以这里有600倍如果我们用黄金能源消耗作为我们对采矿的估计。由于黄金的浓度要低得多,我们也不需要在地壳浓度下开采铀和钍,你最终肯定会得到比化石更好的EROEI。
熔盐钍反应堆也需要铍来启动,这是非常罕见的(平均岩石中有4-6ppm ?),但我相信它不会以一种改变物理学家的方式改变平衡。
谢谢你的信息/分析。采矿/精炼的持续燃料成本对能源陷阱并不重要;只有前期的能源成本(建造发电厂和支持设施的成本)才会造成陷阱。
当然。另一方面,MSRS对材料的要求很可能比轻水反应堆要小。由于它们在常压下运行,对材料的要求实际上可以低得多。
我没有具体数字,但是已经建造了相当数量的钠冷却快速反应堆:
http://en.wikipedia.org/wiki/Sodium-Cooled_Fast_Reactor
例如,BN-600自1980年以来一直为乌拉尔中部电网提供50亿瓦的电力:
http://en.wikipedia.org/wiki/BN-600_reactor
在国内,我们在1994年关闭IFR原型机之前已经接近生产就绪。通用日立也有一个类似的完整设计,并获得了建造示范工厂的批准。
快速反应堆的最大限制是启动燃料,这些燃料来自核“废料”和退役弹头。如果我们想在未来几十年里用快堆取代化石燃料,我们还需要建造更多的轻水反应堆。
钍反应堆只需要大约十分之一的启动燃料。一项快速取代化石燃料的计划如下:
http://energyfromthorium.com/plan/
如果我们在化石燃料开始衰退之前就开始建设替代产能,就不会出现陷阱,不是吗?只要我们有盈余,我们就有能源“资本”可以投资,德国似乎正在努力这样做(他们说他们将在20xx年100%使用风能、太阳能和可再生能源)。还是我们已经在走下坡路了?
对的;在向上的时候做,没有人会感到痛苦。
在上升的时候做…
没错,但这需要远见和计划。在我们的一生中,我们什么时候从政治家/领导人身上看到过这种情况。
我试着让我哥哥在停电的时候在屋顶上扔一些PV,只是为了让冰箱和其他一些东西正常运行。他有钱做这件事,只是没有决心。
是的,很可悲的是,即使是不伤害任何人的简单解决方案也(几乎?)不可能应用。人类会像往常一样醒来,但为时已晚。从“解决”经济危机的方式来看,政治家的“解决”思想也会加深充满活力的危机。
如果你想让PV的交流电源一直处于待机状态,你将需要昂贵的电池存储,大量的电池存储,再加上昂贵的逆变器。所以,当一台廉价的丙烷发电机可以解决冰箱、冰柜和一些灯的问题时,你想让你的姐夫一直为那些昂贵的电池充电吗?
为了家庭的和谐,不如自己为昂贵的奇思妙想买单。
好的文章!很好地解释了这个问题。坚持下去!
你可能会感兴趣,根据Ugi Bardi的说法,薄膜太阳能EROEI已经接近40,多晶硅电池现在是15。在这里看到的:
http://cassandralegacy.blogspot.com/2011/10/renewable-revolution-ii.html
这些数字对“陷阱”有多大帮助?
我认为,通过简化分析并将经济学排除在外,你可能会错过一个关键的拼图。
随着石油储量的下降,石油价格将继续上涨。风能和太阳能都是年轻的技术,有很大的改进空间;因此,它们的价格目前正在下降,并有理由预计将继续下降。
据我所知,公用事业规模的光伏发电与石油备用发电机的发电价格相当。如果你是一家需要扩大产能的公用事业公司,根据具体情况,如果你现在采用太阳能,你的投资者可能会获得更好的投资回报。任何人预测一个新发电厂的典型寿命为30年,都必须考虑到预期的燃料成本。在这种情况下,太阳能和风能确实非常明亮。
有没有一种简单的方法可以把钱加到计算中?如果是这样的话,我认为更全面的情况会让我们更好地了解我们可能实际执行转换的速度(如果我们能做到的话)。
欢呼,
b
我很高兴,价格将使替代能源在财务上与化石燃料竞争,但这并不能改变能源陷阱现象:对适度EROEI基础设施的大规模投资将加剧能源下降。
好吧,我想知道在“化石燃料时代昙花一现”曲线的哪个点上,价格将开始飙升(它们不是已经达到历史最高吗?)我可以想象,由于开采干燥石油的成本不断上升(或者可能是严重的经济危机,或者一场新的战争),在我们到达能源规模开始下降的临界点之前,价格就会开始上涨。我认为本可能是对的——如果你考虑到经济学,也许我们会再次幸运,在为时已晚之前,开始使用非化石能源的财政激励将进入政治家的意识……
我想要表达的观点和gshegosh想要表达的观点很相似。
我们还没有走到石油曲线的下坡,我们已经开始从石油转向可再生能源——尽管速度相当缓慢。但经济形势正在加快步伐。
在一个荒谬的极端情况下,如果我们在化石燃料达到峰值之前还有半个世纪,如果可再生能源以每年20%的速度降价,那么似乎有理由认为,可再生能源的低成本早就导致它们在市场上占据了压倒性的主导地位,使能源陷阱只不过是无聊的好奇心。
在天平的另一端,如果化石燃料已经达到顶峰,那么我们已经被困住了。
在我看来,它应该可以推断从历史增长模式的需求和新的(或更换)生产,结合预计价格,化石燃料和可再生能源,假设电厂运营商往往会去最便宜的dollar-per-watt开创性的时候,和所有的算出的部分我们的基础设施将使用什么类型的来源的不同点上的化石燃料生产曲线。
在某一时刻,根据各种曲线的形状,可再生能源的生产将开始显著减少对化石燃料的需求,进一步推迟或减缓崩溃——与我们不进行转变相比,地下仍将有更多的化石燃料,人们也不会那么渴望获得它们。
这足以避免陷阱吗?我不知道…这种数学超出了我的工资级别....
欢呼,
b
很棒的帖子(大多数情况下都是这样)。在能源消费不增长的情况下,这个陷阱已经够糟糕的了,这在某种程度上反映了欧洲和日本等“成熟”经济体的情况。在全球范围内,能源需求实际上仍在大幅增长,参见IEA的预测。“在新政策情景(今年的中心情景)中,2008年至2035年,世界一次能源需求将增长36%,平均每年增长1.2%。相比之下,在此前的27年里,这一数字为每年2%。在新政策情景中,非经合组织国家将占预计增长的93%
全球能源需求,主要反映了经济活动增长速度加快。”
(http://www.worldenergyoutlook.org/docs/weo2010/factsheets.pdf)
显然,处于这些发展阶段的经济体将更容易感受到这种陷阱.....
另一方面,我的理解是,商业投资率一般在20%左右。显然,这些投资中的大多数本身并不是“能源投资”,但它们确实对能源使用有重大影响,因为它们反映了对能源价格的预期。我想知道这是否会在一定程度上减轻陷阱的影响?
我想知道是否有办法使用自动退休供款来资助可再生能源发电。
我一直在想,自动投入股市的资金可能只是在继续把财富转移到富人手中,让股价继续上涨。(捐款时,没有人真正考虑这是否是一种有效的资源利用)。
对我来说,退休基金实际上是为可再生基础设施建设提供资金的一个很好的用途。一个太阳能电池板在其使用寿命内产生X瓦的功率是非常可靠的,而且在最初的几年里它会赔钱也没什么关系。
问题是如何让那些从当前金融业现状中获利的机构愿意重新配置资源。
在我看来,这是行不通的,因为大多数有退休供款并能够制造太阳能电池板的国家人口也在下降。因此,这种模式是不可持续的——退休保险费会越来越低——在人口爆炸式增长的地区,没有退休计划……
美国是个例外。皮尤研究中心估计,到2050年,美国人口将从2005年的2.96亿增至4.38亿,其中大部分是移民。
http://www.pewsocialtrends.org/2008/02/11/us-population-projections-2005-2050/
我发现这篇文章内容丰富,很有趣。然而,公平地说,像美国这样的国家在住宅供暖和照明上浪费了大量的能源——我们国家能源预算的49%用于建筑,而所有工业过程(包括制造廉价塑料玩具)只消耗我们22.7%的能源。[源]
电动汽车和电动火车可能有助于补充我们的能源预算——当汽油变得越来越贵时,低能耗的交通方式(步行、骑自行车)可能会因为成本而变得越来越必要。
这将表明,系统中存在相当数量的“松弛”。因此,“自由市场之手”应该能够为从市场上消耗过多能源的一次性商品定价,使能源投资如建造新的太阳能、风能或生物燃料(如第二代藻类生物柴油)成为对我们美元更明智的投资。
还有核聚变。虽然他们已经实现了收支平衡,但还不“经济”。
核聚变可以实现收支平衡?
“浪费”有点问题。美国、加拿大和北欧国家的人均能源消耗量超过许多欧洲国家。这在一定程度上反映了气候差异:炎热潮湿的夏季和寒冷的冬季比温和气候需要更多的家庭能源消耗。不是真正的“浪费”。建造更节能的房屋是有工作的,但在改造或重建房屋库存时也会有前期的能源成本。不知道有效的EROEI是什么。
我们的东道主认为效率是经济增长的长期解决方案,这可能是正确的,但出于“陷阱”的目的而忽视它可能是一个重大错误。如果低挂效率水果的EROEI为100:1,那么……
见上的帖子经济增长的极限对于治疗效率的提高。总而言之,我们可能会以每年1%的典型利率再挤压两个因子。如果每年下降几个百分点,效率会有所帮助,但不能消除基本问题。
“……或40年的寿命(例如,发电厂,太阳能电池板,风力涡轮机),这意味着我们需要40:1的EROEI或更好来避免陷阱。”
有趣的是,根据我(承认懒惰)谷歌搜索的结果,这大约是水力发电的范围(http://mdsolar.blogspot.com/2008/01/eroie.html)及(http://www.theoildrum.com/node/3949)但我猜你没有包括水电,因为它更挑剔的地理要求?
不过,如果你能弄到,这还是个好把戏。我刚刚从我的电力公司那里拿到了我的常规供应商混合报告(缅因州需要),水力发电仍然名列前茅,提供了29.6%的电力。
好的地点被挑走了,对每一条河流和小溪进行全面的宣传,即使是将这一比例(目前全国约为7%)提高两倍也很难。当你能得到它时,这是一个很好的资源,但它并不能为扩张提供太多的安全阀。
伟大的文章。这是一个很好的宏观能源图景。它放大了我们面临的问题。然而,你提到的液体燃料峰值可能会引起足够多的混乱和社会混乱,这将永远不会成为一个“总能源”问题。对于电力,我们当然可以建造大量肮脏的煤电厂,并拆除阿巴拉契亚山脉的其余部分,以获得50-85:1的利润,但当涉及到运行我们的汽车,卡车,火车,飞机,船只等时,我们仍然是在一条被污染的河流上,没有桨....这种情况是最压倒性的,将需要非常短期的改变(希望以和平的方式)。我不太可能在短时间内驾驶钍动力汽车。如果我能负担得起插电式混合动力车的话,也许可以用CdTe来抵消。
液体燃料的合成方法多种多样;问题不在于是否会有燃料,而在于燃料的价格。像船舶、飞机和应急车辆这样的基本用途可能还行,而卡车和汽车则面临着各种形式的铁路的竞争。
我在网站上写过同样的文章http://www.peakoil.org.au/news/index.php?energy_profit.htm-“能源生产的能源动力学”。
它包括PV模型的电子表格,http://www.peakoil.org.au/news/energy-profit.xls你可以在其中改变ERoEI、生命周期和增长率的参数,并在图表中看到它的反映,以更好地了解发生了什么。
特别值得注意的是,光伏电池板(风力涡轮机等)在一年内产生的能量占制造电池板所需能量的比例,计算出来是(ERoEI / Lifetime),因此任何以超过速度增长行业的尝试都需要从其他方面获得永久的能源补贴。
我们现在正处于石油峰值,所以尽管我们现在可以开始向可再生能源转型,但可以肯定的是,能源陷阱将阻止我们完成转型。汽油和柴油将实行定量配给,然后我们将不得不决定是否有能力为推土机和卡车提供特别拨款,用于挖掘建造新基础设施所需的原材料,还是将其用于救护车服务(或警察、公共交通、农业、食品配送等)。
戴夫,
你的文章提到了一个包括持续成本的后一个。如果是这样,你能在这里引用一下吗?
为什么要忽视一个简单的事实,我们生活的这个星球有一个非常热的熔融核心,我们可以利用现有的技术(钻头,宝贝,钻头等)利用这些热量。一半的化石燃料被点燃用于建筑取暖,而不是用来制造运动。
但除此之外,我们必须彻底重新设计我们的生活,摒弃丰饶的幻想,这些幻想迄今为止涉及一场社会生态灾难,通常被称为“私人汽车”。在低EROEI上维持这种浪费的概念是没有办法的。
有没有人做过数学计算,能说地球核心热能能持续多久,大规模使用它会对环境造成什么后果?地球保护我们的磁场来自于它的核心是液体和移动的事实。如果核心变成固体和静止的会发生什么?
地热的热流与人类的能源使用量相当,其中包括扩散的热流,所以它不是长期可持续的。OTOH,资源很大。
岩浆房大约1立方千米重3e12千克。在1kj /kg-C和1000 C的温度下,这是每千克1兆焦耳,或3e18 J,足以为全世界提供大约一天的电力,这还不包括转换效率低的情况。听起来不多,但这就是整个世界和一个小岩浆库的对比。一组长1000公里、宽100公里、深10公里的深成岩体可以提供100万天的电力,也就是3000年。
EROEI未知。
切线地说,把这个小火山岩浆房当作一个十亿瓦的发电厂,它可以持续90年,这还不包括补充或改造。我怀疑我们实际上可以驯服火山活动,尽管你真的想避免像英国石油公司那样的井喷。
如果我们耗尽了核心的热量,难道不会导致剧烈的气候变化吗?
[主持人缩短]
1.你说化石燃料的曲线是对称的,所以FF会以每年3%的速度下降。然而,任何资源的曲线都不是对称的,因为可开采资源的数量不仅取决于地下的数量,还取决于地下的数量价格.在每一口油井里,他们都把大部分石油留在地下因为这样太贵了钱(不是能量)提取更多。随着价格的上涨量可获利开采的石油的产量增加,从而使老井重新开放,这大大减缓了产量下降的速度。因此,我们看到大量的石油生产国高原多年来或下降非常缓慢(1%或更少),远低于最初的增长速度。
2.你说FF作为一个整体每年增长3%,并将达到峰值,然后以同样的速度下降。然而,你似乎在谈论石油在这里。事实上,有3种不同的FF(石油、天然气、煤炭),它们会在不同的时间达到峰值。石油将在10年左右达到峰值,天然气将在60年左右达到峰值,煤炭将在100年或更长时间达到峰值。随着石油价格下跌,煤炭和天然气价格仍将上涨。如果我们画一条曲线所有FF则下降率更接近1%,这是假设曲线是对称的(正如我在#1中指出的那样),而事实并非如此。
3.你假设核能的EROI较低,因为前期能源成本较高。事实并非如此。几乎所有用于核能的能源投资都来自能源密集型的铀浓缩。由于浓缩在工厂的生命周期中不断发生,“前期”能源投资远不及10:1的EROEI数字所暗示的那样。
我不想告诉你这个,但石油峰值是在2或3年前,煤炭能源含量峰值(不是吨位)预计在2015年。
更公平地说,我们正处于石油平台期。自2005年以来,我们的产量大约在8600万桶/天左右,上下浮动大约一个百分点。在我们看到价格/需求高企的同时出现下跌之前,很难承认油价已经见顶。但大多数预测都指向2020年之前的情况,包括美国国防部。http://www.fas.org/man/eprint/joe2010.pdf).
几年前,我在网上结识了一位著名的西班牙工程师,他告诉我,如果全世界想在未来十年内仅靠风力涡轮机产生20%的电力,就需要目前全球钢铁产量的两倍,铜产量的一半,所有的混凝土,以及玻璃纤维产量的30倍(是的,3000%!)。
所以我问,在这十年里我们还能做些什么?我们当然不能建造任何道路、桥梁和汽车,这只是开始。也没有房子、学校和医院。
增长的极限是存在的,这是这篇伟大的文章向我证明的一件事。
你在网上遇到的“知名的”工程师朋友,就差了两个数量级甚至更多。
世界年用电量为1800万千兆瓦/小时
一台1MW风力涡轮机的年发电量为35%,即3GW/小时
#涡轮机取代20%的电力。(18M *.2) / 3 = 1.2M涡轮
每台涡轮机用200吨钢,就需要2.4亿吨钢。
在给定的10年期间,世界钢铁年产量为13亿吨或130亿吨。240M/13B =风能所需世界钢铁产量的1.8%。比你朋友在网上说的200%少多了。我不会为你提到的其他资源而烦恼,因为常识告诉我它们不是一个问题。
好吧,我的这个朋友,他的名字叫佩德罗·普列托(谷歌他),负责西班牙的主要风能和太阳能装置,他知道建造涡轮机要做什么。
“我请你们计算开采、运输、精炼、执行材料、组装、运输、铺设山路、安装和维护500吉瓦的原材料和相关能源成本:以Vestas或Gamesa或Nordex 2兆瓦的典型风力发电机为例:大约150吨钢材;玻璃纤维30吨;3到5吨铜,1000吨混凝土。以及机械运输、重吨位吊车、安装等。
“我记得,他声称我们需要建造150万辆这样的车才能实现目标……
这是他去年接受的一个有趣的采访。
http://www.renewableenergymagazine.com/energias/renovables/index/pag/interviews/botid/54/colright/interviews/tip/articulo/title/Go%20to%20Interviews/pagid/12001/title/Pedro%20Prieto,%20Vice%20Chairman%20and%20co-founder%20of%20AEREN%20and%20a%20member%20of%20ASPO:/len/ame
一些评论人士似乎没有抓住这篇文章的要点。据我所知,汤姆的观点是,任何形式的新能源基础设施,只要涉及前期投资,都不会发生,因为维持现状是获得短期利益的唯一选择。我们永远不会为了长期利益而牺牲短期利益。
这就是钍反应堆无关紧要的原因。建立它们的前期成本可能很低,但坚持化石燃料现状的前期成本更好——它是零——所以我们将坚持化石燃料现状。
改进的太阳能也是如此。同上。同样,更多的水力。事实上,所有事情都是如此。我们将死死抓住现状不放,直到我们耗尽所有的精力为止。
这就是为什么汤姆把经济学排除在外是正确的,因为经济学不会改变这一点。为了便于讨论,我们假设化石燃料价格随着供给下降而上涨。如果我们试图使用一些化石燃料来建立新的可再生能源基础设施,价格会上涨得更多。其结果是巨大的能源价格,社会将承受巨大的压力来降低这些价格。怎么办呢?最快的胜利就是——等着瞧吧——放弃可再生能源基础设施。这将在一定程度上缓解FF价格的压力,每个人都能多喘一口气。这就是可再生能源不会出现的原因。如果FF资源的价格飙升,那么社会将野蛮地削减所有其他东西来支付这些FF价格。因此汤姆的论点仍然成立。
当我们说“我们美国人”的时候…?我认为,在某些政治“时刻”,短期理性并不占上风。尽管我非常怀疑当前德国联合政府改变其对核解决方案的承诺的理由(或缺乏理由),但德国所表现出的意志和创造力确实激发了希望。我们还可以/应该提到葡萄牙的愿望。他们现在正在对基础设施进行重大改革。主要是为了促进他们所依赖的分散式太阳能/风能公园。虽然我一般会同意这种悲观的说法,但我相信稀缺(在德国,稀缺指的是空间)也在改变普遍行为方面发挥着作用。(顺便说一句。,I’m an ex-pat Canadian ueberconsumer living in berlin).
葡萄牙和德国目前都没有陷入能源陷阱。没有人陷入能源陷阱,因为化石燃料还没有开始全面下降。我们仍处于上升阶段,各国可以负担得起整个可再生能源....但当全球都陷入陷阱时,德国、葡萄牙和其他所有国家都会把他们所有的钱都投入化石燃料,因为这是将短期痛苦最小化的唯一方法。
顺便说一句,我是英国人
“我们永远不会为了长期而牺牲短期利益。”
富人会的,因为这样会有低风险的高利润,而且他们负担得起。
嗯,我不确定"最快取胜"是这样的。经济并不是由某个做出全球决策的人集中指导的。
相反,我们有一群追求私利的个体演员。他们中的一些人是有长远眼光的投资者,他们会花钱投资钍或其他东西,因为他们会在未来看到巨大的回报。他们不会关心他们的投资对能源价格的直接影响。
与此同时,也会有其他人通过减少开车和调低恒温器来应对价格上涨。从短期来看,这样做比简单地不建钍厂要麻烦得多。但这并不重要。人们不会根据他们的总体效应来做决定。
你忘了,在6个月内,99%的产品都是垃圾。
而且在制造过程/物流方面存在着重要的低效率。
为什么你需要每年更换ICrap ?为什么你需要每3年左右换一次车?为什么这些产品在设计上存在故意的缺陷,以至于它们的预期寿命至少比预期寿命短10倍?为什么旧电脑不能装新零件?
答案很简单:在当前的经济体系中,如果公司不遵循这种模式,它就无法生存。再多的监管也改变不了这一点。需要一个新的系统....
谢谢你的文章,非常简洁。7年前,我在第一篇关于石油峰值的文章中写道:“在准备成本令人望而却步之前,我们还要准备多久?”
在这个特殊的时刻,对我来说,“我们”在“我们可以建造……”中的“我们”和“他们”在“他们会想到一些东西”中的“他们”一样反对牺牲性的投资。事实是,我们发达国家并没有向前倾斜,也没有对未来进行投资,甚至没有为未来做计划。我们正在削减开支,节约开支,并对紧缩的国家实施紧缩政策,以削减税收和保护过去。
正如那些不相信有限资源的人所指出的(我很高兴地补充一句),我们经合组织已经在减少消费。随着能源成本的持续上涨,我们将被迫减少消费。因此,即使我们什么都不做,基线“能量水平”——包括可以使过渡不那么痛苦的松弛——也在下降。
这就引出了一个问题,在能源市场不断萎缩的情况下,谁会投资能源基础设施?
所有“可再生”能源都需要大量的能源来制造捕捉太阳能或风能的设备。这一过程也会破坏环境,几乎所有的采矿和加工都是如此。我认为,肌肉(人类和动物)、木柴、水车、荷兰式风车和帆船将成为化石燃料时代之后的潮流。我推荐以下文章:
这个有图片:
http://sunweber.blogspot.com/2011/01/energy-in-real-world.html
http://sunweber.blogspot.com/2011/10/to-make-light-bulb.html
http://sunweber.blogspot.com/2011/05/new-middle-ages.html
这是我读过的对我们困境最好的描述之一。谢谢你!
让我印象深刻的一句话是“我们需要EROEI等于资源生命周期,以便在衰退年份产生零效应,或者更好地缓解痛苦或允许增长。”
我怀疑,在捕捉太阳流(一种形式或另一种形式)的物理学中,有一些东西可以保证EROEI小于资源生命周期。这就是为什么我一直是核能的支持者,直到我开始思考一个衰落的文明维持核能的危险。
也许杰克·阿尔珀特是对的,唯一可能的解决办法就是人口迅速减少。
http://skil.org/Qxtras_folder-2/rapidpopdeclineorbust.html
当然,与其将取代基础设施作为首选,不如尝试找到一种至少利用现有基础设施骨架的能源,不是更好吗?石油经济经历了两次世界大战和50年的时间才建立起来。生物燃料可以被设计成利用现有的石油物流,从而在建造新的基础设施上节省一大笔能源。
现在,从新鲜作物中提取生物燃料肯定是一条死胡同。我们仍然需要养活数十亿人,同时以某种人道和尊严的方式减少我们的人口数量。然而,粮食作物的生物量约占其收获的10%,其余的是“农业废物”,通常被丢弃腐烂,产生甲烷。
现在出现了许多从农业废弃物中生产原油替代品的方法。这不是生产甲醇,而是通过工程生物或现有生物的汤将纤维素转化为原料,可以供应给现有的炼油厂,并转化为从燃料油到汽车用石油,甚至是航空燃料的所有东西。可持续能源公司(德克萨斯州)声称,美国产生的农业废物足以支持该国整个陆地运输能源需求的六倍。
以这种方式利用农业废物的好处包括关闭碳循环(让废物腐烂产生的甲烷比二氧化碳更具有温室效应),任何使用这种方法的国家都可以实现国家能源自给自足,蔬菜作物农民可以获得更多收入,减少关于有限石油储量的国际争端。(这可能会大大减少战争。)利用农业废弃物产生的能源使能源的可持续性成为可能,只需减少少量人口。
当然,这种解决方案将为我们赢得发展闭环经济所需的时间,取代目前的指数型经济,并控制人口。你认为这种解决方案会带来乐观的未来吗?如果是的话,我们如何让科学、工业和政府对实现它感兴趣?
我认为,这种分析缺乏对经济学的整合,这是一个严重的缺陷。基础设施的更换是在其资本化/生命周期的时间尺度上进行的,而不是“一次性”,除非在极端情况下。发电厂的使用寿命很少少于40年;替代能源替代的时间框架将是相同的。
遇到一种情况,一个人即将耗尽或由于外部原因(例如二氧化碳排放限制),被迫减少新安装机组所需的特定燃料的使用,可能会打破这种模式。我们有理由担心我们正在接近这样的情况。但是,无论是在纯能源还是在中长期(几十年)的经济战线上,建模都是极其复杂的,(任何一方)都没有在公开场合进行过很好的讨论。
不同的行业有不同的时间表;汽车在10-15年的时间尺度上(从统计上看,不是每一个单元);一些基础设施的炼油厂需要50年以上的时间,另一些则需要10年以上;25-50年的电力传输时间;10-30年的石油钻探周期;碳氢化合物燃烧发电通常需要30-50年的时间;核电站30-40年,等等。
你的实际情况可能有所不同(每个领域的专家会提高或降低估计;这些都是粗略的简化),但批量统计方法可以提供有用的模型,并为宏观优化提供信息。
所有资源中最好的是潜伏在每个建筑中的资源....效率。
https://damnthematrix.wordpress.com/2011/09/04/the-power-of-energy-efficiency/
通读这个现实的场景,我觉得核战争或大规模的生物战争会更便宜,我们的政治家似乎更喜欢这种方法....非常可怕。
另一种选择是学会使用我们去年使用的10%左右的燃料,因为每年人均使用量下降10%将为石油燃料供应下降和人口增长提供缓冲。石油和天然气的生产也会伴随着水资源短缺,然后是食物短缺,然后我们可能会回到我的第一个选择。
此外,那些目前人均能源消耗量低得多的国家将在经济和政治上拥有优势。如果我们相信这位作者的话,那么我们需要从今天开始,因为我们越早开始,与其他国家相比就越有优势,特别是那些资源较少的国家,无法快速生产巨大的太阳能场或风力发电场。
从好的方面来看,太阳最终会爆炸,为所有人提供足够的能量。
哦,对不起,核聚变就在不远处。
我个人主张这种策略。我已经把我的家庭能源配置减少了3-4倍,从各种迹象来看,我仍然是一个西方人。我们可以慢慢来,少处理点。然而,经济不会对这样的计划做出良好的反应。
在大约10年的时间里,我们减少了90%!我们还有所有能开能关的东西,只是没有游泳池了。
感谢Tom详细介绍了转型面临的挑战。
请更正您的链接和声明:“美国国内石油的EROEI通常在25:1左右”。看到的:
美国油气勘探和生产能源投资回报率(EROI)的新长期评估梅根·c·吉尔福德,查尔斯·a·s·霍尔,皮特·奥康纳和卡特勒·j·克利夫兰。可持续发展2011,3,1866-1887;发布于2011年10月14日。例:美国方面:
全球油气生产能源投资收益的初步研究,内森·加农,查尔斯·a·s·霍尔,还有莱尔·布林克。能源学报,2009,2,490 -503;doi: 10.3390 / en20300490
主要区别在于,全球轻质油产量已接近峰值,而美国48个州的石油产量在1970年达到峰值,石油总产量已远远超过峰值,并呈下降趋势。也就是说,大部分“容易”的油都没有了。剩下的需要更多的努力来恢复。
参见EROI评论:
年度回顾-投资的eroi或能源回报率大卫·j·墨菲,查尔斯·a·s·霍尔,安。纽约大学科学学院ISSN 0077 - 8923
EROI数据的过去与现状回顾,Ajay K. Gupta和Charles A.S. Hall,可持续发展,2011年3月,1796-1809;doi:10.3390/su3101796 2011年10月11日。
很棒的文章,很有意义。我有两点看法:
1.我认为你仍然需要考虑FF和电之间的转换的好处。您可以通过投资于通过地理扩展的电网连接的地理分布的可再生能源供应集,极大地减少可再生能源容量因子较低的影响。增加能源储备和可再生能源类型的多样性,可再生能源有效容量系数进一步提高。这些是“能量平衡”领域。
2.看起来,如果我们将相当大比例的消耗从非生产性用途转移到建立替代能源供应上,这将为这项努力释放大量有用的能源。然而,正如你所指出的,我们在30年前就应该这样做。
谢谢你的帖子。我认为这样篇幅和深度的文章值得列入文献清单。我会特别看一下你的EROI参考资料。在Hall and Day 2009(美国科学家)中有一个很好的概览图表,比如这里http://www.buildinggreen.com/live/index.cfm/2011/1/11/Energy-Return-on-Investment.
像往常一样,我的反对意见是你对节约强调得不够。节能也可能需要一些前期的能源投资(例如建筑隔热),但EROI通常比任何替代方案都要高得多。迄今为止,缺失的环节是缺乏经济激励,尤其是在美国。能源价格需要上涨,它们也会上涨,但目前能源市场的效率非常低。威廉·诺德豪斯在《纽约时报》上发表了一篇很好的概述文章,http://www.nybooks.com/articles/archives/2011/oct/27/energy-friend-or-enemy/.我对诺德豪斯总体上持谨慎态度,因为他有低估全球变暖紧迫性的记录,但他对外部性和环境税的描述是准确的:
“环境税具有增加收入、提高经济效率和改善公众健康的独特特点……简单地说,考虑到美国面临的财政紧缩,外部税是目前最好的财政工具。”
请访问我的能源演讲http://www.slideshare.net/amenning/并留下你的评论和建议!
[由主持人缩短(真的;高质量的产品避免了进一步的削减)]
我同意Goren和Gshegosh的观点,即经济层面太过关键,不容忽视。正如我们现在开始看到的石油、煤炭和天然气(我预计很快就会出现大规模供应增长),不太可能出现突然的峰值和下降,而是一个平台,因为容易开采的储量已经枯竭,更难开采/破坏环境的储量被开采,尽管成本增加。
这就是计划的作用所在……我认为把一些大型组织描述为不愿意计划是不公平的。在过去的几年里,我与公用事业公司做了很多工作(为一家大型电力工程跨国公司工作),他们中的大多数人在长期预测和基础设施投资规划方面都非常彻底。这在各个行业都很明显:
1)核电站从规划到投入使用需要数年时间,花费巨大,才能看到回报。只有规划时间在30年以上的实体才会建造一座。
2)石油/天然气(不再)是走出去把一根管道埋在地下的问题。新资源的调查、勘探和开发需要数年时间,风险很高,而且需要极其昂贵的设备。
至于投资新技术的意愿,风能和太阳能投资的大幅加速证明,如果价格合适,能源生产商愿意对可再生能源进行大规模、长期的投资。
这就是关键——如果价格合适的话。传统能源供应的长期稳定/下降将推高价格,这将使可再生能源工厂的建造成本更高,当然,但也会给他们带来疯狂的回报,因此将会有大量投资。
因此,我并不像你所描述的那样担心能源陷阱的前景(能源的总体可用性是基本限制因素),而是担心急剧上升的能源成本将导致社会不稳定(食物变得太贵,热量变得太贵等等……在某种程度上,世界上大部分地区都不是这样)。
我猜在区域层面上可能出现的另一个问题是经济变化阻碍了新的投资——例如,美国作为一个巨大的能源消费国和运行着巨大的贸易逆差,真的有足够的“钱”(现金或能源/生产潜力)来完成这种基础设施的转变吗?就目前而言,我的答案是肯定的,希望情况能一直保持下去,但一些缺乏远见的国家肯定会面临被迫陷入新的能源贫困的风险。
然而,就实现转型的总成本而言,这是可行的。
美国今天的债务是多少,大约15万亿美元?以4美元/瓦(大约今天公用事业规模太阳能光伏的安装成本),这足以购买3.75太瓦的光伏电站。以18%的平均容量系数计算,相当于每年耗电量6PWh,而美国目前的耗电量为每年3.75PWh。当然,你还需要为效率非常低的车队寻找燃料,还有农业,等等,但这表明,尽管它非常昂贵,但也不是不可能——超出所有考虑范围。这正在发生。对我来说,问题是我们是否会在通往那里的路上陷入一个巨大的经济沟渠(当然,美国有15万亿美元的债务……不是信贷……但这表明中国可以实现同样的转型。
这并不一定能解决液体燃料的问题(尽管电动汽车的进展给了我很大的希望),但我认为把这两个问题混为一谈是错误的。
优秀的点。我忽视财务方面的部分原因是,我认为这只会让事情变得更糟。换句话说,如果投资新能源基础设施的动力确实是能源稀缺(导致传统能源价格上涨甚至飙升),那么“能源陷阱”意味着重大的基础设施建设只会产生能源更多的稀缺.这就是价格一开始上涨的原因。制造新资源所需的(常规)能源价格不断上涨,也会使新资源更加昂贵。因此,能源陷阱与某种金融陷阱是并行的。采取应急措施将使价格全面上涨,而在任何时候放弃应急计划将释放稀缺的能源,从而缓解价格上涨。激励与智慧背道而驰。
但是,天哪,如果中国决定用我们的15万亿美元债务来建设基础设施,我们将经历双重痛苦。不确定我们是否能在这场战争中幸存下来(当然,我们会在战争爆发之前参战,这是我们的方式)。
“制造新资源所需的(常规)能源价格不断上涨,也会使新资源更加昂贵。”
相对于什么更贵?看来你还没搞清楚经济问题。如果常规能源的成本由于供应下降而上升,经济将使用更少的能源来降低需求以匹配供应,或者开发新能源来增加供应。这些新能源将比现有能源更加昂贵,但它们只会开发到消费者愿意为此付出代价的程度。我看不出EROI问题如何真正改变这一局面。目前的问题不是能源太贵。相反,它太便宜了。这正是为什么低EROI资源(如油砂或玉米乙醇,EROI接近1)甚至被考虑的原因。
如果能源更加昂贵,就会有更多的努力用于节能和开发EROI相对较高的能源,如风能。怎么能认为油砂能与风能竞争呢?
是的,我明白,如果传统能源价格飙升,替代能源将成为更便宜的选择相对与传统选择相比,尽管它们会比现在更贵,因为制造(能源)成本已经上升。能量陷阱使传统能源比没有碰撞替代计划的情况下更加稀缺,从而进一步加剧了这一现象。
我不愿低估减少能源饮食对我们经济的影响。通过降低需求来控制价格在能源领域并不像在iphone等领域那么容易。我当然不想跳上“市场会优雅地解决这个问题”的火车,因为我认为能源是市场的关键(不仅仅是一种可交易的商品),所以能源方面的失败可能会以意想不到的方式导致广泛的市场失灵。
嗯,我明白你的意思。我认为市场会让情况变得更糟,也会让情况变得更好。
说它更好,是因为至少会有一些具有相对长期规划的实体,他们有很大的动机投资清洁(或至少是“替代”)能源……而且他们足够大,足够稳定,有很大的机会为这样的冒险获得信贷(我怀疑有很多实体能获得比大型电力公用事业更低的利率)。
说不好是因为,通过他们优越的信用地位和他们投资/消费短期能源的意愿,这些实体很可能放大供应危机(正是你描述的方式),迫使其他人陷入能源贫困,哀嚎、咬牙切齿,社会崩溃,我们都倒下了。
就像你说的,无论是慢做还是快做都不能解决这个问题。速度要慢,而且需要很长时间才能使替换能力在线。做得快,短期的贫穷更糟。
我认为这很大程度上可以归结为需求弹性水平,以及我们是否在达到“平均”临界价格之前达到了大规模可再生能源的价格(人们自愿减少大量消费……但不会被迫陷入“真正的”困境)。
如果我们这样做了,那么过渡应该是优雅的——对新的可再生能源能力将有一个强有力的投资理由,而为其提供资金的能源可以从“自由裁量”预算中出来。如果我们过快地消耗完这个阶段,或者根本没有达到这个阶段,就会发生崩溃/反抗/任何事情(即临界价格,当然,这实际上只是美元/单位的急剧但仍然持续的变化:总的消费情况,仍然低于高容量的替代价格)。
总而言之:对未来产能的投资降低了我们当前的产能,低EROI保证了进一步的恶性循环。我们需要的是另一个100:1的能源主张,但似乎没有什么能够实现这一点。
所以我们完蛋了,正如怀疑的那样。
A bit bleak I think the point is that we can actually get away with quite low EROI so long as we start the transition while there’s still enough slack in the system… i.e. now. Which is happening at least, it’s now just a matter of continuing to build the rate of investment rather than allowing this ‘economic crisis’ bullsh*t to stall the whole thing… which interestingly enough is a perfect example of exactly the sort of market driven short term thinking (let’s stop the renewable subsidies, because I need a new iPod (read: tax relief) *TODAY*) that Tom’s collapse scenario is predicated on. Maybe I’m too optimistic.
虽然我们仍然可以(在一定的ok值下),如果过渡是我上面所描述的“好”情况,但遗憾的是,我们在经济学上还没有做到这一点。
是的,很可怕,我想这是我们很多人潜意识里已经意识到的事情——但是,嘿,我们不喜欢关注所有消极的东西。
这篇文章没有涉及的问题是关于减少我们的能源需求。我们浪费的能源和资源的数量肯定是主要问题,这基本上是资本主义经济学的问题。
我们生产的消费品首先,我们可能不需要;其次,这些产品的生产具有内在的淘汰性。我父母那一代人买的东西都是希望能长久使用的,他们当然不会因为它们太“过时”而丢弃它们。
而且情况越来越糟。谁能想到购物会成为一种休闲活动?
我的问题是:谁真的需要“血电话”?http://links.org.au/node/1828).
我敢大胆猜测,我们大部分的能源消耗都花在了生产[原文:垃圾]上,直到市场告诉我们,我们才知道我们需要这些东西。
但解决这些问题比解决能源陷阱更难。
在很多方面,从自私的角度来说,我很高兴我老了。
伟大的文章。我检查了第一个图表中的数字,因为我不相信它们,但就它们而言,它们似乎是正确的。如果你过了40年,你需要开始替换原来的替代植物,因为它们已经超过了它们的寿命。由于你仍在替换化石燃料,这将使净可用能源减少到84个单位,直到50年所有化石燃料都用完。简单,是的,但现实。如果更换时间只有20年,问题就会更加严重。
我最初研究的是更长的时期,发现这种下降与40年的更替有关(尽管这取决于你假设的最大生产率是多少)。我还制定了各种其他规则,比如可能稳定或随时间增长的能源目标,以及关于升级的规则等等。动态失去了控制,但我不想强调一个简单模型的复杂性,40年甚至更长的未来。这很有趣,有些影响是真实的,值得考虑。但在短期内,“能量陷阱”的杀伤力最大。
我非常希望看到有人提到地热能源,特别是鉴于“该项目估计美国大陆的技术潜力超过2980,295兆瓦,使用增强型地热系统(EGS)和其他先进的地热技术,如低温热液。”在谷歌的“增强型地热系统”页面上:
http://www.google.org/egs/
超过2.9太瓦?你之前说过美国使用了3TW的持续电力。这听起来好得令人难以置信。