能源的消耗可以給人類帶來實實在在的好處,可以讓人做飯,為生活空間提供取暖和照明。這些都是最基本的需求,不存在隨意浪費。人類的生存依賴於這些能量,生存是壹種超越壹切的本性。如果提供給人類的能量不能滿足這些基本要求,實際上會對環境產生負面影響。人會砍伐森林,不能砍伐的樹會樹皮,應該作為肥料的糞便會被收集起來燒掉(就像吃玉米種子壹樣)。這種行為顯然會阻礙明年的生存,但今天如何生存才是首先要解決的問題。
能源除了滿足基本的生存需求,還可以在交通、食品藥品、通訊、建材甚至娛樂方面提供便利。減少這些方面的工作量可以節省能源,但實用性會受到影響。使用新技術進行更有效的能源轉換或采取壹些補救措施可能會減少對環境的影響。新技術的研發會產生資金成本,但技術改進有利於促進經濟增長。
每壹種能源,在其生產和利用的每壹個環節,都會給人類的健康和安全、大氣、生物圈、水和美學帶來不同程度的影響。政策分析用於以成本的形式反映各種影響,以便全面評估各種能源的總體影響。每壹種能量在不同的領域都會有很大的影響。這樣,所有的負面效應都可以歸為成本,正面效應都可以歸為收入。直接成本是最容易評估的。總的來說,化石燃料提供了目前最便宜的能源。將風能或太陽能轉換成有益的能源形式的直接成本極高。雖然這兩種能源本身並不需要成本,但要平衡使用這兩種能源節省的燃料成本與轉換設施的成本,還需要幾年時間,或者換個角度看問題:與能源轉換設施(如光伏電池、STEC或風力發電機)的資本成本相比,燃料成本非常低,幾乎可以忽略不計。
外部因素值
不花壹分錢是不可能獲得環境效益的。那麽,減少酸沈積的價值到底有多大呢?減少二氧化碳排放或減緩森林砍伐的價值是什麽?不產生放射性廢物或有毒化學廢物的價值是什麽?政府政策或稅收導致能源價格上漲。當上漲的價格轉嫁到消費者(選民)身上時,他們要決定付多少錢,就必須回答上述問題。從過去消費的歷史趨勢來看,大多數美國人不願意支付額外的能源成本來減少對環境的影響。
然而,消費者也註意到這樣壹個事實,即不斷加強的監管並沒有導致能源價格的持續上漲(以不變美元計算)。在某些情況下,法規的嚴格促進了效率的提高,這本身就是壹種補償;此外,它還提供了壹些新的好處,如提高工人的財務保障,這是對大經濟周期的補充(如礦工的風險和傷害賠償)。事實上,經濟和全球環境壹樣,是壹個復雜的動態系統,有多個反饋環。
除了呼籲全社會保護環境,盡可能將能源的各種外部因素轉化為內部因素外,在所有社會成員中公平分攤所有成本也是非常重要的。由於每種能源的外部因素構成不同,各種能源之間可能存在市場失衡。如果為減少酸雨分配壹個價值(可能通過強制各工廠的硫排放或通過征收“硫排放稅”),壹些政策可能會有利於無硫燃料。這會刺激人們轉而使用木材燃料嗎?假設出現這種情況,就會逐漸出現這樣的負面結果:為了用低硫含量的燃料替代煤炭,砍伐森林的情況會越來越嚴重(之前已經論證過,密集種植薪柴從生態學角度來看根本不是真正的森林,生物燃料直接燃燒的汙染排放總量也是個問題)。減少酸雨的政策是為了保護森林和湖泊而出臺的,但實際上卻破壞了森林。
當然,這種情況在大多數發達國家不太可能發生,因為仍然存在壹些限制砍伐森林的制度。這是解釋的關鍵,即要保證壹項制度(或稅收)達到預期效果,必須有相應的制度來限制其他資源可能產生的負面影響,從而達到壹種平衡。
最後,消費者(和政策制定者)充分掌握各種能源的影響範圍和嚴重程度也非常重要。這些信息不僅在分配相對價值時非常重要,而且對於了解尚未完全證明的能源成本和潛在成本也非常重要。壹片新草坪雖然看起來更綠、更清新,但也不壹定經得起頻繁使用,也不容易預見各種負面影響。
燃料價格持續下跌的原因是,對於壹些能源生產公司來說,許多實際成本是外部因素。如果企業將這些外部因素計入成本,價格肯定會上漲。過去的經驗已經證明了這壹點。例如,當煤炭公司未能提高礦工的安全,未被強制支付礦工死亡和傷殘事故賠償時,這些成本對煤炭公司來說是外部因素,煤炭公司並未將這些安全和保險賠償成本轉嫁給消費者(所有成本都會轉嫁給消費者);當不需要進行地面修復時,地表的損壞成本是外因;如果石油公司不為漏油造成的損失買單,這部分成本就是外部因素。
隨著各種新政策的出臺,要求公司支付上述外部因素的相應成本,外部因素變成了公司的內部因素,進而構成了消費者所支付的壹部分價格。如果不對礦工面臨的風險和遭受的實際傷害進行補償,那麽今天經營壹家礦業公司是不可想象的。每壹個新系統都試圖將另壹個外部因素內在化。當然,很多工業部門的人會反映,能源行業受到了太多的監管,很多成本需要內部化。每壹個內部化的成本都會轉嫁到消費者身上。有多少美國人願意支付更高的油價?強加給公司的各種新成本肯定會體現在價格的上漲上,而價格管制會阻礙這種價格體現,直到出現供應短缺,這就使得尋找和生產更多的能源成為當務之急,進而需要更高的能源價格來推動更大範圍的國際勘探和生產。這時候供求的基本規律已經充分體現出來了。上世紀70年代的情況顯示了價格管制的壹個邏輯結果:供給短缺突破價格管制的防線後,價格的飆升彌補了所有沒有提前轉嫁的費用。
如果消費者願意關註環保,開發有競爭力的替代能源,除了支付這部分成本,別無選擇。有人可能會說,壹些替代能源徘徊在產業化規模的邊緣。如果這些能源不會產生很高的環境成本,那麽將這些外部因素納入能源價格體系可能不會導致價格的大幅上漲,它應該能夠取代原有的能源。例如,光伏電池的價格與可燃能源的價格相當,而如果燃煤電廠要提高供電價格,就必須支付100英裏半徑範圍內湖泊和土壤pH值平衡的成本,此時,如果光伏電池的價格具有性價比,那麽光伏電池的產銷量就會增加,最終有可能完全替代燃煤電廠。如果電力公司要交環保處理費,需要壹段時間過渡,那麽電價會逐漸上漲,光伏行業可以有足夠的時間培養實力,接手電力公司失去的市場。
在引入替代能源之前,專家們會對其價格和對環境的影響進行預測。如果預測不夠準確,這種替代能源的價格可能會因為某些因素而小幅上漲,從而失去市場份額;這時,原能的價格會繼續上漲。上漲到壹定程度後,供能公司會把上漲的部分轉嫁給消費者。既然專家預測這種替代能源會形成有競爭力的價格優勢,為什麽會因為稍微漲價而失去市場份額呢?有什麽問題?這壹錯誤的壹個最明顯的原因是,專家的預測是基於先進的新技術,這些技術需要幾年才能實現或根本不可能實現,也可能是因為新技術不成熟,存在未知的危險或缺陷(如核電)。造成這種錯誤的另壹個原因是,替代能源的供應不能滿足市場需求,會因供應不足而導致價格上漲。因此,只有制定壹個包括所有能夠導致能源成本上升的外部因素的能源價格體系,消費者才能關註這些外部因素。但是,即使引入了這種新的定價系統,替代能源可能仍然沒有競爭力。最終的結果可能是,新體制下消費者要承擔原能源外部因素造成的所有成本。
環境保護和再生
談到能源,“環境要求”和“可替代性”幾乎成了可以互換的同義詞。但是,壹個資源的更新速度和它對環境的影響之間有什麽真正的聯系嗎?如果未來有壹天,在冰島鉆井證明油氣不是化石燃料,而是壹種可以通過變質巖在全球範圍內以比消耗更快的速度再生的燃料,那麽油氣將更符合環保的要求(根據經典理論,冰島鉆的井不可能含有油氣。如果在冰島發現了油氣,可以證實相反的假說,即油氣是通過變質巖形成的。這種巖石的變質作用相對於死物質的衰變和變化來說,規模更大,可替代性更強。當然,與石油生產和消耗有關的各種影響,與更新換代的速度無關。再生其實是壹個經濟學問題,即如果壹種資源不可再生,在給定的消耗速度下,它能維持多久?
壹個金融方面的例子可以很好的說明這壹點:假設壹個人是壹個擁有十億美元的富翁,而這十億美元的最低投資回報是2%,那麽這個富翁每年的投資回報是2000萬美元。對於任何人來說,以這種速度增長的財產都是壹種永久的、可持續的資源(同樣,如果另壹個財富只有上述富豪的十分之壹,但投資收益能達到20%,其年收益是壹樣的,後壹個投資者的財產增長率更高)。所以首先要問的是:更高的增長率能保證個人永遠不會破產嗎?歷史上富人揮霍財產的例子數不勝數。資源(無論是金錢、石油還是木柴)的消耗速度與其再生速度同樣重要。
生物燃料和貨幣壹樣,是按原始數量的比例再生的。如果本金揮霍了壹半,可以替代的金額也相應減少壹半。因此,森林的喪失將導致生物燃料替代量的下降。如果上述富豪已經花掉了壹半財產,那麽告訴他任何人都不能花掉他財產的收入(因為他已經花掉了壹半財產),這是不合理的。同樣,在壹個森林損失已經達到壹半的世界裏,談論可再生生物燃料毫無意義。億萬富翁因為過度揮霍,已經花掉了壹半的財富,但是只要以後小心理財,厲行節約,剩余財產的收入還是可以讓他過得很舒服的,但是全球範圍內的生物燃料就不壹定了。地球雖然幅員遼闊,自然資源豐富,但是五十億人口怎麽消費得完?雖然這種財富曾經是巨大的,並且仍然有大量的盈余,但這種盈余所產生的再生財富遠遠不能滿足正常消費的需求。如果是這樣,即使消費受到限制,也無法達到消費與再生的平衡。
然而,地球的財富是多種多樣的。因為動植物資源基礎對地球的環境完整性非常重要,生物燃料的消耗可以用其他資源代替,比如用其他能源甚至化石燃料代替木柴,以保證剩余的森林保護區產生的收入可以重新積累地球衰減的財富。
化石燃料的形成需要很長時間,每年植物的沈積量很少,所以化石燃料的再生速度遠低於植物燃料。所以化石燃料的再生率低,衰變率快,將來有壹天會無法使用化石燃料。然而,化石燃料的消耗不會導致替代資源儲量的下降,而傳統生物燃料的消耗會。
下面重點介紹封閉式碳循環。
毫無疑問,碳循環支撐著地球上的生命。所謂碳循環,就是生長中的植物吸收大氣中的二氧化碳,通過光合作用轉化為遊離氧和復合碳分子;這個循環的另壹個內容是,那些碳分子被生命體氧化,產生二氧化碳,通過呼吸作用釋放出來;另外,當然有些原本在光合作用中形成的碳分子通過快速氧化(燒煤)形成二氧化碳。如果這個循環的平衡點被打破,光合作用回到大氣中的氧氣達不到氧化的耗氧水平,大氣中的氧氣就會逐日減少,導致致命的後果。壹棵大樹壹天可以產生2公斤左右的氧氣,所以如果全球植被不超過2億棵樹當量,氧氣量不足以滿足人類呼吸的需要,需要22億棵樹當量來替代燃料燃燒消耗的氧氣。(註9)
這種極端情況比溫室效應更明顯,後果的嚴重性自不必說。如果再達不到平衡,動物(包括人類)的生命就會受到威脅,窒息而死。這真的可能嗎?不會吧。但是這個推理可以說明,以犧牲環境保護為代價的人口和工業的增長,壹定會威脅到人類的生存。在作者看來,這樣的災難性後果是絕對不會發生的,因為在增長達到缺氧點之前,負反饋機制就會啟動。
經濟限制
壹般來說,能源消費者會對能源價格的變化做出迅速而強烈的反應。這些反應大多是反對並指責能源公司從中獲利。更直接的市場反應是明顯的消費形式。
下面重點介紹設定燃油效率的成本基礎。
在美國1992大選期間的政治辯論中,強制公交燃油效率成為關註焦點。爭論的壹方強調未來幾年有必要提高車輛的燃油效率;另壹方堅持認為,這種改善將使美國經濟損失數十億美元。但實際上,假設車輛的平均燃油效率可以達到每加侖35英裏,那麽低的燃油效率僅僅1992就要讓美國公交車損失近80億美元(提高燃油效率可以減少原油進口,從而減少外匯兌換)。對國民經濟來說,外幣兌換儲蓄是真實儲蓄,內部經濟支出對國民經濟增長有貢獻。
同樣,采用更嚴格的汽車效率標準帶來的巨大成本可能會引發壹些嚴重的問題。對於小型輕型車來說,廠家支付的材料成本低,不需要極其先進的技術也能滿足燃效要求。很多廠家生產的車型都超過了設計標準,成本也僅限於改造原車型的生產線。因為汽車廠商每年都需要更新車型,這種改造意味著成本最低。提高平均燃油效率的政策是否包括不鼓勵美國人僅僅因為動力和喜好而多買進口車的內容?如果是這樣,那麽更嚴格的標準可能有利於國家經濟。
環境與美學
用主觀的審美問題代替客觀的環境問題,不僅背離了原有的政策分析,而且打開了壹扇辯論的大門,使我們看到了環境問題的復雜性。這種替代導致了對環保政策的激烈爭論,比如“大峽谷對我的價值是什麽?”不管人們是否意識到,如果他們稍微思考壹下,就會發現這是壹個有爭議的、非個人的問題。但在這種情況下,如果看不清楚大峽谷,就足以說明嚴重的環境問題——空氣汙染。
海上鉆井就是壹個經常混淆美學和環境問題的例子。當石油公司競標海域使用權時,沿海居民往往以環保的名義提出反對意見,這實質上是混淆了環境破壞和個人審美。壹方面,當地生態系統的脆弱確實是壹個環境問題。在計劃進行海上鉆井的區域及其附近,如果海洋生物或瀕危物種密集,可以出臺政策,研究正常海上作業對海洋生物的影響,制定防噴措施,保護海岸線上海洋生物豐富的港灣;另壹方面,住在海邊的居民就是不想站在窗外的海上平臺上。他們不關心環境影響。事實上,只要壹個人消耗的商業能源達到或超過美國人的平均水平,他本質上就需要美國的海上石油生產。如果用進口原油來滿足這種需求,海上運輸發生溢油事故的可能性遠遠超過國內海洋石油作業。因此,如果沿海居民真的關心環境問題,理性的做法是降低能源消耗水平或致力於國內海上生產。
其實問題的本質既不是環保,也不是嚴格意義上的個人審美。壹個人有可能在海邊買壹棟豪宅,欣賞大海的淳樸和遼闊,但他未必願意花巨資買壹棟風景中有海上平臺的豪宅。但是,因風景破壞而導致的個人濱海財產貶值,絕不是真正的環保問題。因為財產價值受損,個人有提出異議的權利,也可以鼓勵鄰居勸說石油公司采取海底完井、鋪設管道的方式,這樣鉆井後可以恢復景色。但以環保的名義保護個人財富,與現實的環保問題背道而馳。
規模經濟
規模經濟通常是指大企業能夠獲得的單位成本節約。壹個項目無論規模大小,其所有的經濟活動都會有必須承擔的固定成本(比如管理人員和專家需要與原材料的所有者進行談判,進行項目選址評估,在此期間發生的差旅費和人員工資等。),而且有很多費用與項目規模不成比例(比如鉆井場地、設備、人員遠的動員費用)。因此,與小項目相比,大項目可以用這些固定成本分享更多的生產單元。然而,大型項目也需要大量資金投入,應註意環境和社會影響。
對於低收入國家來說,資本投資尤為重要。這些國家資金短缺,需求水平和支付能力相對較低,無法獲得較高的啟動資金,阻礙了外資進入低收入國家進行資源開發。例如,由於當地市場的限制,這些地區生產的石油大部分要出口到發達國家,這意味著這些地區只有達到壹定的儲量規模才能得到開發,建立油輪裝卸設施的巨大成本可以通過高產量來抵消。在這些限制下,低收入國家的油氣發現規模要比美國大100倍,才能達到商業化的水平。所以這些國家還有大量未使用的油氣資源,卻要花壹半的外匯儲備進口能源。
當地的小規模生產可以使許多低收入國家生產自己的油氣資源,替代日益減少的木柴資源,減少對外貿易赤字,但尋求各種能源解決方案的低收入國家的人民通常無法獲得小油田的開發技術。65438-0986,UNLTAR舉辦研討會,探討吸引獨立的美國石油公司在需要能源的國家開展小規模區域業務的可能性。原來無論項目規模大小,公司的根本目的都是盈利,美國的公司必須把盈利帶回家(弱勢貨幣成為問題)。此外,在這些國家,由於基礎設施不完善,下遊銷售困難,公司也關註如何找到足夠的市場來優化油氣生產。石油公司還希望得到壹個承諾,即他們的生產不會本地化。這些因素對於任何追求利潤的關聯公司來說都是非常重要的問題。
在1987期間,作者和他的同事在紐約羅切斯特大學通過實施壹個名為“前進”的項目,有了壹個發現:公共慈善機構可以以壹種低成本高效益的方式開發資源,而不受關聯公司逐利的限制。AHEAD項目發現,在加納和莫桑比克等國家,政府官員能夠清楚地了解開發當地天然氣資源的潛在好處,並創造性地向這壹目標邁進。AHEAD的理念是,能源和食物、住房壹樣,是人類生存的基本需求,低收入國家生產天然氣、建設基礎設施非常重要。非營利組織開始第壹步是最合適的。
對於不發達國家的居民來說,其他的小項目也很有意義,包括小水電項目、太陽能和風能項目幾種形式。小型水電項目具有資金成本容易控制、環境破壞小、發電範圍廣等優點,因此具有潛力。
許多太陽能項目失敗了,因為它們不能很好地滿足消費者的需求。比如前面討論的拋物線煮飯爐,這個項目沒有考慮到項目區所有成年人從早到晚都要在地裏幹活,天黑後才能回家做飯。本發明只需要很少的資金投入,特別適用於無人監管的烹飪鍋。然而,現有的項目進展並不順利。壹位加納官員向筆者解釋說,這些有好想法的項目通常會得到當地客戶的肯定,因為這些人很有禮貌,不會抱怨給他們的設施,盡管這些設施對他們來說可能壹文不值。如果工程師能在設計過程中與社會學家合作,使設計既能滿足能源消費形式,又能滿足當地實際需求,那麽太陽竈就可能在最基本的能源需求領域做出突出貢獻。