正如沒有時(shí)速表不能更好地開車，沒有高度表也不能很好地駕駛飛機(jī)一樣，若采取一項(xiàng)新的能源技術(shù)，我們是否有一個(gè)有力的分析工具，精確地衡量出其在整個(gè)生命周期的能源產(chǎn)出比、對(duì)環(huán)境及氣候的影響的可行性呢？

美國斯坦福大學(xué)的一項(xiàng)最新研究提出，政策制定者在評(píng)估能源技術(shù)的長期可持續(xù)發(fā)展時(shí)，應(yīng)把“凈能量分析”作為政策工具的基本標(biāo)準(zhǔn)之一。

為何凈能量如此重要

什么是凈能量分析，采取這種標(biāo)準(zhǔn)有多么重要呢？

凈能量分析，即過程的最終獲得物的總能量減去過程的各種能耗的分析。比如生物燃料生產(chǎn)的效率分析。

這項(xiàng)研究的帶頭人、該大學(xué)能源資源工程系副研究員邁克爾答道：“最明確的答案是在推動(dòng)社會(huì)發(fā)展中，凈能量是不需要花錢的。凈能量分析可以識(shí)別技術(shù)開發(fā)中的潛在成本和障礙，而傳統(tǒng)財(cái)務(wù)分析辦不到。”

他說：“簡而言之，我們需要‘花費(fèi)’能源‘制造’能量。要考慮能源燃料經(jīng)濟(jì)過程和經(jīng)濟(jì)增長的可用性。如果能源部門僅能提供足夠的能量來推動(dòng)其自身的流程，而不能提供凈能量，這將對(duì)社會(huì)沒有多大的用處。”

研究人員進(jìn)一步解釋道，凈能量分析提供了一種定量的方式，可以比較出節(jié)能技術(shù)產(chǎn)生的能量與其在生命周期中建造和維護(hù)所需的能量。該種方法大大補(bǔ)充了常規(guī)能源的規(guī)劃，而其往往集中于盡量減少能源生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)成本。

衡量可持續(xù)產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)

目前，哪些能源技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有凈能量的特點(diǎn)呢？

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報(bào)道，該研究分析發(fā)現(xiàn)，在可再生能源方面，光伏產(chǎn)業(yè)大約在兩年前成為凈能量供應(yīng)商；另外，2013年該大學(xué)使用凈能量分析評(píng)估風(fēng)能和太陽能技術(shù)的長期可持續(xù)性，計(jì)算結(jié)果表明，一個(gè)典型的風(fēng)力渦輪機(jī)在其生命周期中產(chǎn)生的電力，是其在制造和安裝過程中消耗能源的約80倍多，而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電力是其消耗的約10倍以上。

研究人員表示，凈能量分析也可以用來評(píng)估能源技術(shù)和資源發(fā)展對(duì)長期土地和生態(tài)系統(tǒng)的影響，如加拿大的油砂。2013年的分析發(fā)現(xiàn)，油砂行業(yè)提供給社會(huì)的能源是其消耗的約5倍；是傳統(tǒng)石油行業(yè)消耗的10至20倍。

這些結(jié)果表明，這兩個(gè)行業(yè)都是凈能量生產(chǎn)。然而，該研究小組指出，進(jìn)一步的分析表明，油砂在其提取和處理過程中要比常規(guī)石油需要更多的能源。隨著時(shí)間的推移，這增加的能源強(qiáng)度會(huì)導(dǎo)致每單位從油砂供給的能源對(duì)氣候帶來更大的影響。

對(duì)財(cái)務(wù)積極的影響

研究人員指出，凈能量分析還允許投資者確定新技術(shù)發(fā)展?jié)撛诘某杀竞驼系K。例如，最近一項(xiàng)對(duì)大規(guī)模制氫的能量平衡研究分析顯示，具有5％轉(zhuǎn)換效率的太陽能光電化學(xué)電池在生命周期中至少需要五年的時(shí)間，其凈能量收益為正。

研究人員說：“將生產(chǎn)設(shè)備的使用壽命延長達(dá)30年，便可以提供6倍于制造其所使用的能量。類似的工作表明，對(duì)于電網(wǎng)規(guī)模的電力存儲(chǔ)，增加一個(gè)電池充電和放電的次數(shù)是最重要的改進(jìn)。”

能源分析甚至可以引導(dǎo)投資避免對(duì)那些財(cái)務(wù)穩(wěn)健但不環(huán)保的技術(shù)選擇。研究人員總結(jié)說：“當(dāng)管理復(fù)雜的系統(tǒng)時(shí)，非常重要的是要有一套正確的指標(biāo)來指導(dǎo)我們的決定，凈能量分析可以指導(dǎo)決策者從家庭到政府所有層面。相信現(xiàn)在是讓政策制定者更多地利用這個(gè)關(guān)鍵工具的時(shí)候了。”

該研究結(jié)果刊登在最新一期的《自然-氣候變化》上。