太陽能發(fā)展再快也永遠無法取代煤炭？

太陽能發(fā)電已經(jīng)進入瘋長模式。去年，太陽能行業(yè)的裝機容量創(chuàng)下了紀錄。這種沖擊體現(xiàn)在數(shù)據(jù)上：據(jù)美國能源信息管理局(EnergyInformationAdministration)統(tǒng)計，美國2012年太陽能光伏發(fā)電量為350萬兆瓦時。2013年，這一數(shù)字翻了一倍多，達到了830萬兆瓦時。相較之下，10年前這個數(shù)字僅為6，000兆瓦時。現(xiàn)在太陽能的發(fā)電成本與煤炭已經(jīng)接近持平——在全周期且未加政府補貼的前提下，其每千瓦時發(fā)電量的成本約為13美分，而先進燃煤電廠每千瓦時電量的成本為12美分。

那么，我們是不是可以說太陽能革命終于來臨了呢?先別急著下定論。即便在經(jīng)過了十年的迅猛發(fā)展之后，太陽能產(chǎn)業(yè)也只是在美國的能源構(gòu)成中勉強占據(jù)了微不足道的一席之地。事實上。目前的太陽能發(fā)電量僅僅相當于美國垃圾場沼氣發(fā)電的電量。我們通過燃燒從市政排污系統(tǒng)收集起來的人類廢棄物，每年就可以產(chǎn)生730萬兆瓦時的電能，與這一數(shù)字相比，太陽能的發(fā)電量只是高出少許。

的確，當你將美國的所有能源消耗都計算在內(nèi)時，你會發(fā)現(xiàn)，在每年高達96.5千兆英熱單位的總消耗量中，俘獲的太陽能才不到1千兆英熱單位。

占據(jù)份額最大的，還是那些傳統(tǒng)能源。石油依然占據(jù)了統(tǒng)治地位，它的消耗量為36千兆英熱單位，天然氣為26千兆英熱單位，核能為8千兆英熱單位。水力和生物能分別為處于墊底的2.6和2.7千兆英熱單位。風力僅為1.5千兆英熱單位。至于煤炭這種造成大量碳排放的罪魁禍首，其貢獻量為19千兆英熱單位，差不多是風力和太陽能加起來的8倍。

鑒于美國環(huán)保局即將開始對燃煤電廠的二氧化碳排放實施嚴苛的新管制條例，將上述數(shù)字銘記于心就顯得十分重要了。在美國每年53億噸的二氧化碳總排放量中，燒煤所產(chǎn)生了其中的17億噸。

美國總統(tǒng)奧巴馬等一些政策制定者認為，美國可以通過關(guān)閉燃煤電廠來削減碳排放，同時以燃燒更多天然氣和建設(shè)更多的太陽能和風能電站來彌補損失的電能。天然氣的確已經(jīng)威脅到了煤的地位。2013年，美國煤炭產(chǎn)量跌至9.958億短噸。上一次煤炭產(chǎn)量降至如此之低還是在上世紀80年代末。美國煤產(chǎn)量的峰值出現(xiàn)在2008年，達到了11.7億短噸。

需求減少已經(jīng)嚴重傷害了美國最大的煤礦開采企業(yè)。在過去五年中，皮博迪能源公司(PeabodyEnergy)的股價跌去了36%，阿奇煤炭公司(ArchCoal)和阿爾法自然資源公司(AlphaNaturalResources)的股價分別跌去了67%和78%。相比之下，太陽城(SolarCity)公司的股價在短短18個月內(nèi)就漲了400%。

但是煤炭肯定不會退出歷史舞臺，甚至連接近都算不上。“連總統(tǒng)都在反對用煤，這種情形就好像是螳臂當車。但真理必勝。”克班資本市場公司(KeyBancCapitalMarkets)的常務(wù)董事安德魯˙雷丁格爾(AndrewRedinger)說，該公司一直在為燃煤公用事業(yè)公司和太陽能開發(fā)商提供投資銀行服務(wù)。“我看好煤炭的東山再起。對于煤炭業(yè)來說，最好的時機莫過于美國開始出口天然氣之時。”

去年冬天的情形表明“宣布煤炭將被淘汰還為時尚早，”普拉茨(Platts)旗下分支機構(gòu)Bentek的分析師鮑勃˙于(BobYu)說，“冬天的來臨會提醒人們要用天然氣取暖了。天然氣的零售需求旺盛使得去年冬天的煤消耗量也大幅增加。”

去年冬天極地漩渦攜寒潮侵襲期間，美國所發(fā)生的一切依然讓人記憶猶新。1月份，東北部的天然氣短缺導致某些市場上的天然氣價格飆升至每百萬英熱單位100美元以上。在大西洋區(qū)中部，現(xiàn)貨電價甚至一度漲至每兆瓦時2，000美元。住宅取暖消耗了如此多的天然氣，以致于電力供應商們甚至買不到氣來發(fā)電。有些發(fā)電廠被迫緊急啟動成本高昂的備用燃油發(fā)電機。那些所謂頁巖氣供過于求的論調(diào)差不多也就到此為止了。

天然氣價格已然在兩年中上漲了兩倍。原來“煤改氣”的趨勢已經(jīng)顛倒了過來。2013年第一季度，煤炭在美國電力構(gòu)成中的比重為40%，2014年第一季度則升至41.4%。天然氣從一年前的25.6%降到了23.8%。

這樣的局面將會延緩逐漸棄用煤炭的進程。電力企業(yè)已經(jīng)趕在更嚴苛的排放條例出臺之前關(guān)閉老式的燃煤電廠，此舉導致2013年有4.7千兆瓦的裝機容量被迫退役，之前的2012年這一數(shù)字為10.3千兆瓦。預計到2020年之前，美國還將再關(guān)停60千兆瓦的裝機容量。分析師鮑勃˙于說，“這些數(shù)字也許看似很多，但對于整體的電力構(gòu)成卻無足輕重。”被關(guān)閉的發(fā)電廠屬于舊廠，都還沒有上馬較為昂貴的“滌氣”技術(shù)，這一技術(shù)可以保證即便在燃燒低品位高硫煤炭時，也能使有害氣體排放量減少90%。

在煤炭依然占據(jù)著70%以上燃料份額的美國中西部大型發(fā)電廠中，燃煤發(fā)電的成本是如此之低，以致于很少有企業(yè)會將煤改換成天然氣——尤其是在天然氣價格兩年內(nèi)上漲兩倍的大前提下。事實上關(guān)鍵問題在于，頁巖氣開采商們是否擁有足夠的手段趕在今年冬天來臨之前填補虧空的天然氣庫存量。我們應該會安然無恙的。畢竟，相關(guān)預測都認為在目之所及的未來，天然氣供應都充足得很。一旦出現(xiàn)短缺情況，我們就會將大量的天然氣輸往它們該去的地區(qū)。

那么在美國，究竟怎樣才能用天然氣和太陽能來取代所有的燃煤電廠(相當于每年19千兆英熱單位的電量)呢?讓我們思考一下這個問題。假設(shè)天然氣渦輪機制造業(yè)得以蓬勃發(fā)展，再加上天然氣發(fā)電廠的生產(chǎn)能力達到滿負荷，那么我們就能在五年內(nèi)讓天然氣發(fā)電量增加50%，即相當于約13千兆英熱單位的電量。為了以太陽能來彌補剩下的煤炭份額，我們需要將太陽能發(fā)電量提升約五倍，達到每年5000萬兆瓦時左右。達到上述目標需要太陽能設(shè)備的裝機量以20%的復合年增長率連續(xù)增長10年，或以9%的復合年增長率連續(xù)增長20年。

這是在短期內(nèi)就可以做到的。從2009年到2010年，太陽能光伏發(fā)電量就差不多增長了兩倍。2011年比2010年增長一倍多，2012年又比2011年增長兩倍多。當基數(shù)較小時，取得如此之高的增長率相對容易，但是隨著基數(shù)的變大，增長也變得更艱難。風力發(fā)電就是一個很好的例證——由于基數(shù)遠超過去，去年其增長率只有19%，達到1.68億兆瓦時。但我們必須記住的是，風能和太陽能都必須克服地理因素的制約——開發(fā)商首先會選擇在最多風和陽光最充足的地區(qū)建發(fā)電站。選址越糟糕，你就需要越多的太陽能板或風力渦輪才能產(chǎn)出相同的電量。這也就是為什么太陽能的裝機容量達到了多少千瓦并不太重要，更重要的是實際產(chǎn)出了多少電能。

盡管人們總是大談“電網(wǎng)平價”，但簡單的現(xiàn)實告訴我們，即便加上利用天然氣所獲得的更多電能，用可再生能源取代煤炭還需要幾十年時間。諷刺的是，隨著需求的減少，煤炭會變得越來越廉價，而對于躲過即將來臨的關(guān)停熱潮的燃煤電廠來說，它的吸引力甚至會更大。用煤發(fā)電的直接成本將會低至2.5美分。

甚至一些德高望重的資深環(huán)保人士在就煤炭問題發(fā)表觀點時也結(jié)合了當下的現(xiàn)實，這樣的務(wù)實態(tài)度真是讓人精神為之一振。凈化空氣任務(wù)組織(CleanAirTaskForce)的執(zhí)行董事阿蒙德˙科恩(ArmondCohen)30年來一直致力于減少全球能源系統(tǒng)對于環(huán)境的影響。但是就在去年年底發(fā)表的一篇文章中，他卻強調(diào)“煤炭不會退出舞臺”。

“煤炭對于發(fā)展中國家的經(jīng)濟現(xiàn)代化至關(guān)重要，在今后三十年，發(fā)展中國家的大多數(shù)能源供應還得仰仗它。而在大多數(shù)經(jīng)濟合作與發(fā)展組織國家，煤炭也還是一個重要的殘余角色。煤炭不會消亡。但我們必須開始學著在利用它的同時又不產(chǎn)生大量的二氧化碳，這樣的學習過程越快越好。如果我們不這樣做，就會帶來全球氣候變化的巨大風險，而且這種變化很可能無法逆轉(zhuǎn)?，F(xiàn)實就是如此簡單明了。那些只是簡單希望棄用煤炭的人，肯定沒有正視現(xiàn)實。”

“我想說的是：除了伴隨而來的環(huán)境問題外，火力發(fā)電的興旺發(fā)展是件好事;可靠的能源與經(jīng)濟發(fā)展和人類發(fā)展息息相關(guān)。但我還想說的是：與這種發(fā)展相關(guān)聯(lián)的碳排放是不可接受的，它會將我們推向維護全球氣候穩(wěn)定的對立面。”

經(jīng)過過去一代人的努力，煤炭已經(jīng)變得干凈許多?？茖W家們還將研究出很多新穎且更好的方法，在榨取煤炭的能量同時又不會使危險的副產(chǎn)品進入環(huán)境。就規(guī)模性和可靠性而言，可再生能源只能望其項背?？偠灾?，除非我們愿意忍受冬天把人凍死夏天能把人熱死的斷電狀態(tài)，否則在未來的幾十年里，煤炭就將一直是美國發(fā)電產(chǎn)業(yè)的中流砥柱。