页岩气颠覆传统能源格局，这些技术颠覆页岩气

zhixun

2014年05月19日Chip Register

如果你觉得自己预见了近一二十年能源经济的发展格局并希望以此来作为赌注，那我敢说，这赌局你输定了。其原因不外乎以下两点：
首先，所有人（我是指每一个人）都对页岩气革命看走了眼。就在页岩气热潮还在渐渐兴起的2006年，时任总统的乔治·布什还曾在国情咨文中为美国“对进口原油的依赖成瘾”而扼腕叹息，但到了一年之前，享有威望的美国能源情报署（Energy Information Agency）在《年度能源报告》（Annual Energy Report）中却仅仅四次提到了“页岩气”，而且对其将在全球能源产出构成中发挥的实质性影响更是只字未提。
眼下，美国正处于即将成为全球最大能源生产国的当口，明年美国的石油年产量极有可能超越俄罗斯和沙特阿拉伯。现在我们最好的打算是美国将在未来二十多年里实现完全的“能源独立”。
但难就难在这里：何谓“我们好的打算”？目前的问题在于，在这些问题上我们最好的打算实际上没有那么好，就像页岩气革命所表明的那样。
让我敢于对赌的第二个原因在于：我们始终低估了革新和破坏的速度，在日常生活中这样的误判普遍存在，但在能源问题上却显得尤为突出。我可以胸有成竹地说，这种错误会一犯再犯。
今年早些时候，我又如同朝圣一般地拜访了麻省理工学院，并倾听了丹尼尔·尤金（Daniel Yergin，著有《石油大博弈》和新近出版的《能源大探索》）关于全球能源经济发展现状的看法，正是在这一过程中，我开始对上述问题展开了思考。这一次的朝圣之旅让我有种独特的感觉，真正聪明的人士正在忙于设计我们所有人都身处其中的未来世界。这种感觉一直贯穿着我与麻省理工之间整整三十年的情缘，如今越来越清晰起来。但如果你也想知道这个未来世界的模样，你就必须得不断追问这些人，然后得到一个冗长而复杂的答案。
首先询问的是材料化学教授唐纳德·萨杜威（Donald Sadoway）。他谈到了能够在电网层面储存电力并具有近乎完美效率的液态电池的发展现状。这项技术不仅能够消除能源价格的季节性波动，同时还可以缩小化石燃料和可再生能源在使用可靠性方面的差距。也就是说，如果风力不够强劲或阳光不够强烈，那么风力和太阳能发电厂就可以利用电力储备来弥补减少的发电量，而不是开启备用的火力发电厂。这意味着美国国内所有发电厂所预留的40%的额外发电能力几乎都可以被直接砍掉，这样既节省了资金又减少了污染。
这样的应用已经超越理论范畴。萨杜威是私人投资公司Ambri的联合创始人之一，该公司很希望能够尽快将他所描述的液体电池推向市场。目前，萨杜威所带领的团队正在打造一种原型产品，该原型预计将于今年面世，位于西得克萨斯（West Texas）的几家风力发电厂将会成为其首批客户。液体电池使得这些厂家首次得以在成本大幅削减的前提下可靠地储存电能。Ambri公司目前已经得到了风险投资公司科斯拉创投（Khosla Ventures）和微软创始人比尔·盖茨（Bill Gates）的资助。
接下来登场的是机械工程学教授亚历山大·斯洛克姆（Alexander Slocum）。斯洛克姆穿着一件夏威夷衬衫，戴着一条迪士尼乐园领带，留着《鸭子王朝》（Duck Dynasty）主人公那样的胡子（我可不是为了开玩笑而胡编乱造），他就传统能源领域的发展现状发表了一番看法。在演讲过程中，他描述了基于钻头技术革新能够深入地下10公里开采化石燃料的新型钻探技术，这一深度远远超出了目前两公里的平均深度范围。
随后，斯洛克姆教授又对核能不可思议的光明未来作了一番详尽的描述。目前科学家们正在研制体积与卡车相仿的迷你反应堆，每个这样的反应堆所发出的电能可供数千户家庭使用。这种小型反应堆的优势在于它们发生事故的潜在风险比体积更大的旧式反应堆要更低，因为一旦遭遇紧急情况它们可以被迅速且安全地关闭掉。
斯洛克姆同时强调，尽管核能也许较为清洁，但它依然需要依赖非可再生的铀资源。不过，他认为这不算是什么大问题。也许陆地上的铀供应在几十年之内就会被我们耗尽，但同时海水中却蕴含着丰富的铀资源——据斯洛克姆推算，这些铀足能维持10,000年的供应。斯洛克姆打趣地说，如果到那时人类还没有想出什么更好的解决方案来，那他可真的开始犯愁了。
谈到核废料问题时，他又把话题转向了前面提到的可钻探10公里的钻头，他认为在这样的深度掩埋核乏燃料棒对环境所造成的负面影响基本上为零。
那天我们探讨的并不全都是学术话题。例如，来自斯伦贝谢公司（Schlumberger）的鲍勃·克莱因伯格（Bob Kleinberg）就谈及了水力压裂行业的安全问题。一开始他向我们普及了关于压裂液的最新知识：压裂液是指注入页岩层以辅助石油和天然气开采的化学混合物，现在的压裂液甚至拿来饮用都是安全的。尽管克莱因伯格拒绝在现场演示，但他表示哈利伯顿公司（Halliburton）的高管们经常现场表演喝压裂液。我们都能懂。
克莱因伯格还提到了新型水泥的开发进展，大多数水泥在凝固时会收缩变硬，而这种新型水泥在硬化时会同时膨胀和保持弹性。这使得钻探工人可以密封潜水面的裂隙，这样当输送压裂液的管道穿过这些裂隙时，蓄水层就不会受到污染。
我们又花了很多时间来讨论光伏技术（通俗点来说即太阳能）的持续发展，虽然近几年来光伏技术的成本已经大幅降低，但通过创新来推动其进一步发展仍大有文章可做。与会者还特意举出了一个很有趣的例子加以佐证：也许我们很快就可以在摩天大楼的窗户上涂上液体形态的太阳能板，进而将整栋大楼都变成一座巨大的太阳能发电站。
最后，与会者还分享了关于洁净煤项目的几点想法。新一代的核能和洁净煤开发在目前都遭遇到了困难，其主要的问题在于弄明白这些项目将如何获得资金支持。位于密西西比州的肯珀（Kemper）清洁煤发电厂就是一个很好的例子。尽管工程进度落后且预算大大超支，但该发电厂将煤（美国的煤炭储量就相当于沙特阿拉伯的石油储量，这一点要牢记）转化为天然气并将二氧化碳泵至地下的做法，依然能让我们得以一窥绿色能源的未来。时至今日，这项耗费极为巨大且由密西西比州财政承担的工程可能已经耗光了密西西比人的耐心和资金，但它的潜力却不容否定。
总而言之，在预测技术对能源等行业所产生的颠覆性影响方面，分析师们的成绩屡屡不理想。页岩气革命只是其中较为显眼的例证之一而已。创新的速度依旧在以几何级数般加快。我们以上所列举的例子全都是真实的，这些形式多样的创新必定会一次又一次地背负起能源经济继续向前进。
对未来的预测中已经将多少创新考虑在内？虽然确切的答案难以找寻，但在这里我可以贡献一个。我敢打赌，从现在开始的未来十年里，我们的能源将会从那些你现在根本不可能想象的地方被开采出来。
如果你像我一样睿智，没事的时候不妨也去麻省理工学院转转。

译 徐黄兆  校 徐笑音