2016年的总统初选正在打破传统观念,尽管以前的边缘候选人的政策立场不正统,但他们在民意调查中仍具有竞争力。爱荷华州共和党党团会议为这个故事提供了额外的材料,参议员特德·克鲁兹(Ted Cruz)打破了预测,赢得了这个州。
尽管他反对为该州最大的产业之一——玉米乙醇生产提供补贴,但他还是取得了胜利。
这些结果在十年前是不可想象的,当时美国的政策制定者们希望看到尽可能多的玉米乙醇被尽快消耗掉。
然而现在,越来越多的政客和选民质疑或公开批评玉米乙醇,说它对爱荷华州是一个福音,但在环境效益或能源安全方面几乎没有提供什么。
乙醇热潮
爱荷华州是世界上玉米产量最高的州,随着2005年能源法的通过,该州迅速成为一个价值数十亿美元产业的中心。
2014年美国乙醇产量的30%来自该州。如果爱荷华州是一个国家,它将成为世界第三大乙醇生产国,超过美国其他地区和巴西。
但玉米乙醇的政治影响力可以追溯到乔治·w·布什总统任期之前。现代玉米乙醇工业在20世纪70年代首次成熟。在那十年里,美国政策制定者关注能源安全,因为该国受到石油禁运的打击,同时国内原油产量进入了漫长的下降阶段。
1978年,联邦政府对按体积掺入10%乙醇的汽油实施了税收减免,这种燃料当时被称为乙醇。从巴西进口的甘蔗生产的乙醇也被征收高额关税。美国乙醇产量迅速增长,但基数很小,乙醇对汽油消费的影响仍然很低。
进入21世纪后,这种情况发生了巨大变化。
2001年8月,沙特阿拉伯成为美国最大的石油输出国。9/11劫机者中大多数是美国公民,这一发现再次使能源安全成为国家优先事项。作为回应,布什政府推出了几项国内能源计划,包括氢燃料汽车计划和对太阳能和风能等可再生能源发电的税收抵免。
对酒精的更大税收抵免,被重新命名为“E10”,对新举措产生了最直接的影响。这一优惠政策允许将乙醇与汽油混合的公司从国税局收到他们混合的每加仑汽油的付款。
税收抵免和关税的结合导致乙醇产量在2001年至2010年间增长了700%。
乙醇生产利润如此之高,以至于该国的第一个乙醇指令将其2012年的目标提前了四年。
大约在那时,人们越来越担心燃料添加剂MTBE从储油罐泄漏并污染地下水。该添加剂旨在改善汽油的燃料性能,但可能导致健康问题。这样一来,市场上仅存的燃料添加剂就只剩下玉米乙醇了。玉米乙醇也能改善汽油的性能,但在环境中的持久性不如MTBE。
就在玉米乙醇进入越来越多的加油站时,科学家和监督组织对其环境效益提出了质疑。他们指出,玉米乙醇的碳排放量并不一定比单纯的汽油低,并指出生产玉米乙醇需要大量的水和土地。
加入茶党
在乙醇工业达到第一个法定生产水平后,国会迅速开始着手扩大法定生产水平。但最终,玉米乙醇的迅速成功导致其在政治上失宠。
2007年发生了三件大事,极大地改变了新的生物燃料规定的性质。
民主党在2007年初控制了国会,他们的竞选纲领包括环境安全。不久之后,一篇文章认为,将玉米的卡路里从胃中转移到汽车中,将导致世界上穷人普遍饥饿。
这篇文章的发表恰逢玉米和其他谷物价格的急剧上涨,这促使一名联合国官员将生物燃料标记为“反人类罪”。去年进行的另一项分析得出结论,玉米乙醇不会永久性地推高食品价格。然而,它也计算出生物燃料的排放量比想象的要高,因为亚马逊地区的农民为了应对乙醇价格的上涨,把雨林变成了农田。
随着反对玉米乙醇的呼声越来越高,国会民主党人对玉米乙醇与汽油的混合量设定了上限,在扩大后的要求下,玉米乙醇约为汽油消费量的10%。
为了满足更高的乙醇产量,修订后的规定要求用木屑或玉米秸秆和谷壳等非食物来源生产生物燃料。该命令要求这些先进的生物燃料在2022年之前实现更高的产量目标,尽管2007年该行业还不存在。
2008年粮食价格暴跌,随后的研究确定,2004年之后,即使玉米乙醇产量翻了两番,巴西的森林砍伐率也下降了83%,反驳了美国生物燃料将导致全球森林砍伐率上升的观点。然而,当这些发现被公布时,扩大的任务已经成为法律。
然而,乙醇的政治问题才刚刚开始。随着共和党支持紧缩政策的茶党势力的崛起,到2011年,搅拌器的税收抵免和乙醇进口关税都被取消了。茶党对《平价医疗法案》(Affordable Care Act)保险强制规定的反对,也导致了该运动对混合强制规定的反对,最近的表现是克鲁兹(Cruz)。
2013年,茶党在美国炼油行业获得了一个强大的盟友。
将石油转化为汽油、柴油和其他产品的美国炼油商的任务是执行这项命令的混合要求。2013年,它们的集体合规成本超过10亿美元,2014年依然居高不下。
从2013年开始,炼油行业展开了大规模的游说活动,让人们对这项命令的政治前景产生了疑问。这种不确定性直到2015年底才被消除。在那一年,EPA确定了未来的混合量,高于炼油行业的期望,但低于最初的预期。
先进的生物燃料没有出现
尽管面临政治阻力,但美国玉米乙醇产业并没有消失的危险。然而,它的未来仍可能受到政治和技术限制。
原本有望超越玉米乙醇的非食品生物质制造的先进生物燃料基本上没有出现,由于产量不足,2015年仅达到了最初混合目标的4%。效率的提高意味着玉米乙醇现在比国产汽油排放更少的温室气体。
国会的反对力量太弱,无法将玉米乙醇排除在国家生物燃料的授权之外。另一方面,它足够强大,可以防止玉米乙醇的强制扩张,以填补先进生物燃料的空缺。
最后,当乙醇的掺量超过10%时,容易损坏老式发动机,这限制了它超越当前消费量的能力。
与十年前相比,所有这些因素都削弱了乙醇的地位。人们只需看看爱荷华州共和党党团会议的结果,就能明白这种燃料的政治命运已经消失了多少。
特里斯坦·布朗(Tristan Brown)是纽约州立大学环境科学与林业学院能源经济学助理教授。本专栏最初发表于谈话.
46个评论
乙醇对环境是好还是坏?
有趣的文章,但它并没有真正触及到乙醇对环境是好是坏的问题。我听说生产一加仑乙醇所消耗的能量比最后消耗的还要多。你需要耕种田地,包括用于生产的能源和增加产量的肥料。运输农作物的卡车费用……这一切都只是一个神话吗?
回复Dan Vandermolen
丹,
反对我国政府玉米乙醇计划的两个主要理由是:(1)将玉米转化为乙醇会直接或间接地提高食品价格;(2)没有净能源收益,因为种植玉米、运输玉米以及将玉米蒸馏成乙醇所消耗的能源与生产乙醇所含的能源差不多。
然而,第(2)点是有争议的。你可以阅读这个问题双方的观点。在我看来,生产乙醇需要的能量是产量的80%,还是120%,这并不重要——能源产量很低。
有关此问题的详细信息,请参见乙醇遭抨击.
替代MTBE
用乙醇取代MTBE无疑对环境有利。当汽油罐经常发生泄漏时,MTBE很难从土壤或地下水中去除。
MTBE
MTBE已不再使用,因为它最终可能会陷入诉讼。实际上有25个州禁止它。2006年,联邦政府取消了在汽油中添加氧合器的要求,发现现代燃料喷射汽车倾向于添加额外氧气的混合物,所以不需要氧合器。一些州仍然通过法律要求氧合器。在加州,汽油必须含有占体积5.9%的氧合器。目前乙醇是唯一可用的氧合剂,因为MTBE已不再使用。
乙醇和温室气体排放
“效率的提高意味着玉米乙醇现在比国产汽油排放更少的温室气体。”
这句话可以拆一下。更少的温室气体排放在其生产,燃烧,或两者?效率提升在哪里?
不过,总的来说,这是对美国乙醇历史的一个信息丰富的概述。
顺便说一下,摩托车手特别担心E15对发动机的损害,而不仅仅是对旧自行车。至少在过去的几年里,美国医学协会(不是医生组织)一直在游说反对E15。
乙醇是个好的开始
大豆生物柴油是更好的选择。一般来说,柴油是一个更好的选择,功率密度比汽油高30%左右。美国的法规已经摧毁了美国的柴油行业。他们没有给大众资金解决问题,而是对大众处以罚款。仅给电动汽车减税还为时过早。既然柴油的燃料效率比乙醇高30%,生物柴油又比乙醇更容易制造,为什么还要在电力方面投入如此大的资金呢?开放式问题。
对柴油不乐观
Stephen E,我开柴油车已经有40年了。农场有柴油卡车和拖拉机。大豆柴油牌照框架在我的小吉普自由CRD杂货getter。甚至参加了柴油机械夜校。我喜欢它们。不幸的是,我认为大众的惨败将产生与几年前奥兹莫比尔(Oldsmobile)改装汽油发动机问题相同的影响,扼杀柴油发动机在美国的大众吸引力。
http://www.nytimes.com/2016/03/04/automobiles/wheels/vw-scandal-clouds-prospects-for-other-diesel-makers-at-geneva-motor-show.html
另外,生物柴油也不是没有问题。我已经使用生物柴油很多年了,从B5一直到B99。我可以保证,它比普通柴油凝胶更快,也可以吃掉某些类型的橡胶燃料管道和垫圈。(装满B99的油箱很酷,拖拉机闻起来像烤饼干!)
摆脱内燃机交通,忘掉生物燃料。
我们正处于交通部门电气化的边缘,随着可变可再生能源在电网资源中所占的比例越来越大,电动汽车车队对电网效率和稳定性有很大好处。
补贴生物燃料来支持目前占主导地位的、发展良好但即将消亡的技术,比如内燃机(热效率非常糟糕),是一种资本浪费。简单的数学计算表明,即使是理论上最有效的生物燃料来源也可以支持内燃运输需求。事实上,覆盖同样面积的土地,用15%的商品光伏太阳能来支持生物燃料,以85%的转弯效率为电池充电,并将其用于80%电池到轮胎效率的汽车,这将是更有效地利用交通运输的阳光。
十年前,这将是难以承受的昂贵,但10年后,这是一个扣篮。(就整个生命周期的拥有成本而言,如果在整个生命周期内融资,PV + EV现在是负担得起的。电动汽车的维护成本要低得多,而且应该比它们的内燃机祖先寿命更长。)即使是10%的交通工具使用电力,也会带来更大的好处,还会降低剩余恐龙群使用化石燃料的成本。
保留为应对20世纪70年代欧佩克石油飙升而制定的政策是愚蠢的,这些政策后来在这些理由逐渐成为历史时,变成了一些模糊的准绿色涂料。在大型企业农场时代,许多农业补贴不再有合法的理由,而是变成了政治足球,很难取消。
玉米的事实:
美国40%的玉米作物用于生产乙醇(USDA-ERS 2014)。玉米的最大消费者是动物饲料,约占50%,最低的是人类直接消费,不到10%,其中大部分是甜味剂和油。美国现在的玉米产量是1950年的5倍。
安德鲁,厄普顿辛克莱说
安德鲁·厄普顿·辛克莱说过:“当一个人的薪水取决于他对某件事的不理解时,让他理解它是很难的。”
此外,我对电力取代石油燃料的时间也不太有信心。我敢肯定,在类似的时候,人们也说过完全淘汰马匹的同样的话。只需要一项革命性的技术,比如锂空气电池,就能解决剩下的问题。它们的能量密度大约是汽油或柴油的90%。在这种情况下,甚至电动喷气式战斗机也可能是可行的。我并不是说这是板上钉钉的事,但相反的结论同样是无效的。
等着我的电动农用拖拉机!
1.这种被广泛接受的大公司农场的概念是不正确的。甚至《琼斯母亲》也有一篇文章,说明这是例外而不是规则。http://www.motherjones.com/tom-philpott/2013/09/does-corporate-farming-exist-barely大多数大型农场都是由几代人经营的家族经营的。他们都是积极参与社区活动的好人。例如,我附近的大型奶牛场每年都会举办多次慈善活动。
2.当我盖新房时,我在墙上安装了一个电动汽车插座。我同意它们在某些情况下是有意义的,如果我中了彩票,我肯定会买一辆特斯拉。然而,电池和电机能够提供重型卡车、建筑、农业等所需的长期高功率还需要一段时间。更难制造的是一架电池驱动的飞机,它可以搭载不止一个人和他/她的iPhone。我们需要那些机器,一个非恐龙燃料的答案是…等等,生物燃料。
3.我对生物燃料有一点了解,作为一名柳枝稷种植者,多年来我一直在与生物燃料的研究人员和支持者合作。是的,进展非常缓慢。现在我最大的一些客户是蔬菜种植者,他们需要地膜;他们喜欢我几乎不使用化学物质,你可以用多年生生物燃料作物来做到这一点。(实际上,我可能把这块地列入了有机认证计划,我已经有好几年没有喷洒过了。)
业内的笑话是,先进的/纤维素生物燃料“只有五年的时间”,而我们每五年就说一次。尽管有进展,但为了我们国家的安全,我们需要继续保持。没有这样的事情……但是……作为电池驱动的战斗机。
“他们什么时候能有飞行汽车,已经有了?”
“那么水下的泡泡城市呢?”宋飞,不如厄普顿·辛克莱博学。
在我退休回到农业社区之前,我和数字技术设计师/开发人员/制造商一起工作。我看到科技(互联网)将如何摧毁我所从事的业务(电视和报纸),我和妻子制定了一个“逃离”的计划。我逃跑了,就在雇佣我将近25年的公司破产之前。
我亲眼目睹了科技是如何颠覆世界的;这是美妙的。我们必须继续支持支持这种进化的纯研究类型。谁也不知道下一个巴丁或肖克利会从哪里冒出来。不幸的是,未来的技术无法满足今天的需求。
很多停在全食超市的丰田普锐斯汽车都是由一艘巨大的柴油发动机驱动的大船运来的,可以想象,这种发动机可以用大豆生物柴油来驱动。(用铅笔计算出有多少英亩土地会很“有趣”,可能也很可怕。)
我的观点是,第一代和一些第二代生物燃料今天是可用的。喷气式飞机已经在使用生物航空燃料飞行。乙醇工业现在已经存在。就像太阳能、风能、水力,甚至煤-石油-天然气-核能一样,生物燃料在谈判桌上也有一席之地。
让我们梦想,但同时也要现实。
这只是物理学
安德鲁,我不禁认为你是在用你没有真正学习过的“常识”来得出结论。你在这个话题上的很多事情都太轻率了,没有做适当的研究。你所说的一切,尤其是关于泡沫城市的说法,都只是一种明显的策略,目的是提出一些荒谬的东西来蔑视科学知识。从物理意义上讲,石油产品中的能量密度是允许喷气式飞机运行的东西。它不是关于热量,或燃烧产物或类似的东西。它是用于推动物体的每个重量的能量密度的简单物理。其余的都是细节,在物理上可能实现,也可能不实现。我想你只是没有意识到这些原则,用无知的直觉得出了错误的结论。读:http://phys.org/news/2015-10-path-ultimate-battery.html
再说一次,我并不是说所有的障碍都会被克服,尤其是现在化学反应中只使用纯氧的要求。但如果他们确实克服了许多科学家认为只是技术问题的问题,那么电动喷气式战斗机实际上是可能的。我们从中得到的教训是:理解一个人不知道的东西往往比知道自己知道的东西重要得多。尤其是如果你知道的是错的。
埃里克·布拉沃。
显然你对未来能源储存的潜力有着极高的热情。这个世界需要你这样的人来约束我这样的怀疑论者,否则就不会有新的东西诞生。这是真诚的补充。
现在我要去看《典当之星》我想知道Chumlee今天在搞什么恶作剧?
当然,不是所有的设备都是电动的。
甚至不需要大部分的通勤汽车使用电力就能大幅降低化石燃料的价格10%就能产生明显的效果,20%就能从更昂贵的开采中获利。把钱花在已经投入生产的电力技术上,每一美元能带来一个数量级以上的环保效果,而且随着时间的推移,情况只会越来越好(而且很快!)
当然,用电池进行长途飞行是很困难的,大多数重型设备和农业设备也是如此。那又怎样?作为当今世界化石液体消费量的一小部分,这是相当小的数字。那么,如果航运在很长一段时间内都要使用石油呢?(我希望那艘满载普锐斯的船实际上燃烧的不是像2号蒸馏油那样昂贵的东西——大多数人燃烧的都比2号蒸馏油重得多,也便宜得多。关键是,在低(或负)回报的技术上蹒跚前进,以支持像兰金循环内燃机这样的19世纪低效率技术,从长期来看,甚至从中期来看,都没有任何意义。替代方案是明确的,而且基本上已经在这里了,容量/效用迅速提高,成本迅速下降。
当然,应用离电网越远,实际的电气化解决方案出现的时间就越长。但大多数发达国家(化石液体是典范,大部分化石液体都被消耗掉了)已经在电网上了。
在有政策支持的地区,光伏车库概念正在获得关注,而且在生命周期的基础上,它真的不太贵——比100美元/桶原油便宜得多,如果(暂时)仍然比25美元/桶原油贵的话。(去年,光伏发电在阿拉伯半岛的公开招标中击败了8美元/桶的补贴石油发电。)化石燃料属于大宗商品,价格波动较大。生物燃料尚未达到每百万英热单位(MMBTU)美元的水平,而且需要大量资源才能实现。光伏、风能和电池都是技术,它们都有一个财务“学习曲线”,产量每翻一番,价格就会以可预测的数量下降,技术和商品之间的价格/成本交叉点现在正在发生,只是现在不是到处都在发生。
在过去的40年里,光伏太阳能每翻番20%以上的学习曲线实际上正在变陡。在公用事业规模上,10年前每瓦10美元的价格现在已经降到了2美元以下。在同一时期内,风力发电的成本变化相当,与天然气发电相比,两者都具有竞争力,即使近年来价格处于历史低位/百万英热单位(MMBTU)。在补贴的刺激下,2016年光伏发电装机容量将超过燃气发电装机容量(也超过风电装机容量)。这个派对才刚刚开始。到21世纪20年代中期联邦补贴消失时,它将成为所有新电力中最便宜的形式,甚至可能挑战传统的水力发电成本。三年前公用事业规模的光伏成本是今年住宅规模的成本。(本周美国光伏平均价格为3.16美元/瓦,在澳大利亚和德国等更成熟的市场低于2美元/瓦。)
要实现这种颠覆性的低成本,并不需要“突破”或“纯粹的研究”——所需要的只是实施,而世界市场已经在这么做了——这列火车已经离开了车站,基本上是不可阻挡的。产量翻倍的速度越快,价格下降的速度就越快(按日历时间计算)。近年来,PV在20-24个月内翻了一番,但随着它越过价格门槛,使其更具成本竞争力,它正在加速增长。当然,会有创新来保持这种趋势,但不需要突破。仅靠渐进式的改进,实现一瓦一瓦太阳能的道路已经很清楚了。
请告诉我任何具有可比学习曲线的生物燃料,或者没有固有物理空间资源限制的生物燃料!?!即使有了突破,就种植面积而言,这一数字加起来也不足以支持美国10%的交通需求。
埃里克:“. .了解自己所不知道的往往比了解自己所知道的重要得多。特别是如果你知道的是错误的。”
马克·吐温的版本是:
“让你陷入麻烦的不是你不知道的事情。你明明知道事实并非如此。”
想想吧,在GBA上倡导生物燃料是一份孤独的工作!
信息量大且有说服力的观点,戴娜。谢谢你!
你可能会惊讶地发现,上周我们开始认证我们的家为零能耗就绪。我们的GC,除了是绿色建筑专家外,也是我们地区领先的太阳能安装商。(我们本来要做NAHB项目,但评分员在项目进行到一半时死了,哦,天哪。)
我们家的设计是在屋顶上安装光伏板,但我想我们会把它们安装在地面上。(实际上更喜欢小风,但这远远不是积极的回报。)首先,我们需要从最初的建设成本中恢复过来。也许到那时,我们会有另一种能源来争论。
如果你发现自己在中部PA。(艾瑞克,你也是。)我们可以通过喝一些发酵饮料来测试乙醇的能力!
安德鲁,换做是我也不会觉得
安德鲁,我不会觉得太孤独。在预测不久的将来电动航空时,我可能会站在一个更加孤独的位置上。连戴娜都认为那当然不会发生!我们都有自己的孤独。如果我能走出去,我可能会接受你的提议。
电动航空将会发生……
...只是没有其他类型的交通工具电气化那么快或完全。在不久的将来,它将是相当轻的短途飞机,而不是远程轰炸机或跨大西洋客轮。2016年还没有商用电动飞机,而电动汽车却有几十种。各大汽车制造商正准备在未来五年内推出数十款全电动插电式汽车。航空业(目前)还没有类似的情况。
玉米乙醇是个坏主意,
玉米乙醇是个坏主意,具有讽刺意味的是,它的缓慢衰落不是因为它的现实,而是因为落后的政治和电动汽车。
达纳的观点很好,更多的电动汽车意味着更低的油价,因为需求减少。展望未来,随着油价持续下跌,电动汽车的经济优势也会动摇。这意味着石油将触底并保持市场份额,还是意味着石油将消亡?谁知道呢。如果油价跌至每桶5美元,只有少数生产商还能生存下去,但除非炼油业以某种方式抬高价格,否则生产汽油将不再有利可图。
至于飞机、农业设备和其他石油驱动的产品(如塑料和洗发水),我们将开发替代能源,塑料只能用原油制造,因为它是最便宜的碳源(如果石油崩溃,它会更便宜)。如果电池能达到足够高的能量密度,飞机和重型设备就能实现电气化;如果我们能开发出技术,以成本效益的价格将二氧化碳转化为石油,到那时我们可能会从空气中获得燃料。这样的技术在今天实际上是一件坏事,因为尽管它是碳中和的,但空气污染和其他汽油发动机的环境成本仍然存在
请阅读《纽约时报》这篇关于石油定价的文章…
http://www.nytimes.com/2016/01/28/business/energy-environment/saudi-arabia-keeps-pumping-oil-despite-financial-and-political-risks.html
而是沙特利用价格战将竞争对手饿死。简单明了。这种情况会持续多久,会持续到什么程度,还有待商榷。
这有好也有坏。
坏的一面是,公众对替代能源的兴趣直接与Joe Six-Pack的钱包联系在一起。廉价石油意味着他对节能交通、绿色住宅等兴趣不大。反过来,这意味着人们对从气候变化角度来看更好的技术兴趣减少。
好处是,这些低廉的价格将淘汰低效的技术。这篇文章中关于哪些技术继续有价值的争论,只是一个指标。
市场会说话。那些不喜欢第一代生物燃料的人可能会如愿以偿,一些乙醇工厂已经关闭了。不幸的是,这意味着失业。这并不令人愉快;那些工作属于我们的家人、朋友和邻居。
在PA,我们与采掘业及其前身有着悠久的历史。首先是木材工业将全州的树木夷为平地,以获取燃料和木炭。当时,煤炭是通过露天开采和地下开采来支撑我国工业增长的。第一口商业油井在宾夕法尼亚州西北部钻探。最近是马塞勒斯页岩热潮。在所有风力发电场建成和涡轮机工厂关闭之前,风力产业在宾夕法尼亚州也有很大的影响力。这些产业的出现和消失都对环境造成了破坏;这确实很糟糕。我想让你们记住的是,这是建立在辛勤工作的美国人的背上和生活上的。当你抱怨某些形式的能源生产时,请考虑一下这一点。
反对某种形式的能源生产?
有一个合理的问题是,迄今为止美国的生物燃料生产是否有净“能源生产”!
最近,该公司可能已经实现了盈亏平衡,但要实现这一目标需要付出高昂的代价。就美国能源安全的既定政策目标而言,生物燃料几乎没有取得什么成就,就降低全球变暖足迹的后来发展理由而言,更是如此。汽车燃油效率标准对两者的影响要大得多,但即使是这种影响,在简单地用各种来源的电力取代液体燃料的情况下,也显得相当不温不火。通过将很大一部分运输部门从液体燃料中分离出来,向本地运输能源转移的能力将大大提高。
宾夕法尼亚州的风能泡沫破裂是政策对风能支持摇摆不定的产物,部分原因是相互竞争的化石燃料利益。“……所有的风电场都建成了……”但事实并非如此。也许在特定目标下的所有风力发电场都已经在PA建成了(对PA的能源政策了解不够,无法确定),但技术已经有了显著的同比进步,成本也有了大幅的同比下降。我非常怀疑在PA建造的最后一个风力发电场已经存在——恰恰相反。
在100美元/桶的油价持续了5年之后,大多数人都不会认为25美元/桶的油价会永远保持下去。即使油价达到了5美元/桶,增加对石油资源的使用仍将面临政策阻力,因为世界现在越来越确信,大多数已知的化石燃料储量需要留在地下,才能有机会实现温室气体排放目标。当前的石油供应过剩既是沙特的石油生产政策,也是中国政策转变和低于预期的经济增长导致的需求增长趋平。在某些方面,沙特是正确的——他们需要在石油仍有价值的时候开采和出售石油,在此过程中,可能会延长石油需求不可避免的下降,因为石油需求受到侵蚀的替代能源短期内在经济上不太可行。在过去的30年里,石油需求的增长几乎都来自中国,而中国的石油政策也因为一些内部原因而发生了翻天覆地的变化。印度的石油需求有所增长,但无法承受将越来越多的硬通货输出国外。发达国家的石油需求一直持平或下降。
除了抱怨,清醒的事实是:
*即使在最好的情况下,美国也没有足够的房地产来用生物燃料取代大量的液体燃料。
*有经济上可行的电力替代品,覆盖更低的生命周期成本(即使在今天液体燃料的价格较低的情况下),可以在交通能源蛋糕中占很大一部分。
*这些电动替代品在功能和成本方面的预计改进时间表一直被击败。电动汽车(和电网)电池市场的竞争非常激烈,数十亿美元的私人资本进入了大规模的电池生产设施,这些设施还没有加快速度,但将在未来五年内实现。(特斯拉位于内华达州的电池厂应该会在那之前全面投产:http://electrek.co/2015/11/03/tesla-gigafactory-ahead-of-schedule-already-producing-tesla-energy-products/)
*与生物燃料不同,以电力为主的交通运输部门对房地产和其他资源的需求并不大,而且可以在不与粮食生产或其他有价值的资源竞争的情况下得到满足。
似乎俄勒冈州的立法机构已经掌握了这一曲调,现在正在哼唱:
https://olis.leg.state.or.us/liz/2016R1/Downloads/MeasureDocument/SB1547
(见标题“交通电气化项目”,从第12页底部开始。)
参见:
http://issues.org/27-1/p_runge/
据“地球轨迹”的创始人道格拉斯·科普罗估计,如果现行法律一直维持到2022年,生物燃料行业每年将获得600多亿美元的补贴,是2008年95亿美元的六倍多。2018年至2022年期间的累计补贴预计将达到4200亿美元。如果奥巴马到2030年需要600亿加仑汽油的计划得以实现,那一年的补贴将达到1250亿美元,而从2008年到2030年的累计补贴将超过1万亿美元。”
一万亿美元谢克尔是一大笔钱。这真的是最好的方式吗?
从光伏和风能补贴中分离出可能适用于交通部门的那部分可能相当困难,但与几十年来生物燃料补贴的情况相比,交通电气化补贴的总额微不足道。
我们有理由质疑,美国在生物质发电中燃烧作物秸秆,以25%的热效率发电,以80%的效率运行从电网到电池到橡胶路面的运输系统,而不是种植柳枝稷或藻类等燃料专用作物,将其转化为乙醇,其种子到燃料的净热效率略高于盈亏平衡,这是不是更好呢?然后在兰金循环内燃机中以20-25%的效率燃烧。由于内燃机的效率极低,以及种子到液体燃料的热效率极低,计算结果对液体燃料并不有利。总的来说,种子到轮胎到路面的效率远不及商品pv到轮胎到路面的15%的效率,而后者可以从实现这一目标所需的房地产(停车场和建筑物)中获得双重用途。PV只是一种已经负担得起的能源,而且每小时都在变得更便宜。
一辆日产聆风零售电15美分,与一辆丰田普锐斯零售汽油2美元的边际燃料成本大致相当。当你考虑到换油和其他针对糟糕的内燃机的维护时,Leaf在拥有成本上毫不费力地胜出。特斯拉Model-S的生命周期成本与丰田凯美瑞相当。即使油价保持在25美元/桶,未来的竞争也只会越来越激烈,因为技术的进步永远不会停止,尤其是当技术处于指数级增长的时候。无论生物燃料是否得到补贴,它们很快就会在大局中变得无关紧要(就像它们一开始就很重要一样)。
指出交通电气化的快速进展并不是在指责石油或生物燃料,即使涉及成本/收益和其他方面。它承认,我们正处在一个指数楔形的边缘,这个楔形很快就会变得非常明显,甚至对那些还没有注意到他们中间有纯电动汽车的人来说也是如此。(在今天的电动汽车发现游戏中,上班路上有2辆特斯拉3片leaf,这是没有真正注意到的。在买午餐的时候,我经过了一辆崭新的雪佛兰伏特(Chevy Volt),但作为一款混合动力车,这不算,因为无数辆普锐斯(prius)会累死我的计算能力。: -))
如果生物燃料是一种经济上可行的能源安全解决方案,那么在经过30年的补贴开发后,当它与每桶100美元的石油竞争5年时,我们肯定已经拥有了它。从气候变化的角度来看,这也不是一条有希望的道路。1980年,我曾对乙醇寄予厚望,直到1995年,在目睹巴西成功地摆脱石油进口后,我还认为乙醇有望获得成功。但现在不是了。即使生物燃料发展到低于25美元/桶石油,生产效率大大提高,电动汽车的列车也已经离开了车站,到本世纪中叶,电动汽车的市场主导地位已经明确。
我就知道……
我就知道你会回应,戴娜,而且是一种非常周到的方式。我佩服你的韧劲!
这一天我一直在想你要说的话;我说对了一部分。现在虽然我在农场里忙着磨死白蜡树,都是翡翠白蜡树蛀虫杀死的。啊,国际贸易的缺点,入侵性害虫。
我会反击的。可能要几天左右,等我熬过了我们农民要处理的"趁太阳大晒干草"的事情。
灰虫
安德鲁,这些蛀虫会破坏白蜡树做木材吗?
灰钻-木材
斯蒂芬,是的,原木基本完好无损,至少我那里的那些是完好的。我会试着取下一棵“刚被杀死”的大白蜡树来拍一些照片,并在GBA上开始一个新的话题。研磨和使用所有这些死灰木材可能最终会出现。(我一直专注于清理较小的死灰和其他破烂树木,主要是因为我的切片机能装下这些东西。)
灰螟最大的问题是隔离。你无法合法地将原木运输到任何距离,所以很多木材最终被用作现场的柴火或被切割,这两件事我都在做。不过,由于疫情的广泛性,最近的规定有所放松。几周后我有一些美国农业部的人在这里,那时我可能会知道更多。
顺便说一下,木屑是一种生物燃料
我们在宾夕法尼亚州有很多学校用木屑取暖。而且,你可以用木屑制造纤维素乙醇。所以你可以采取一些有问题的东西(翡翠灰蛀虫杀死树木),并有效地使用这些材料。
一些生物燃料爱好者的周末读物
欧洲大型投资银行Kepler Cheuvreaux的Mark Lewis在一年多前对PV-wind & EV与石油&内燃机在不同价格点的净能源收益进行了分析:
http://www.qualenergia.it/sites/default/files/articolo-doc/KC-ESG_Toil%20for%20Oil-1.pdf
分析的早期是一些关于生物燃料影响的讨论。截至2013年,全球所有生物燃料液体的净能源收益估计约占全球液体燃料供应的2%,而2005年这一比例约为1%。(参见图5。)尽管在8年时间里它的份额翻了一番是令人印象深刻的,但要在交通燃料市场上达到两位数的百分比(可能永远不会)还需要很长一段时间,尽管巴西和美国队的生物燃料项目。
但我们也正处于交通电气化的初始阶段,中国是过去20年液体燃料需求增长的主要驱动力,在政策的大力支持下。
请记住,这篇文章是在油价暴跌刚刚开始的时候写的,但也要注意,30亿美元/千兆瓦(3美元/瓦)的价格实际上是今天美国小规模住宅规模的光伏价格。即使在中等规模上,2030年2030年22亿至26亿美元/千兆瓦的未来价格假设在2015年实际上也被(彻底)打破了。在公用事业规模上,太阳能将在2025年之前实现,很可能在2020年之前。因此,当看到净能源投资回报率数据时,我们应该把太阳能的能源回报率提高三到四倍。在分析中,与当前的实际情况相比,风能也被高估了,但这足以说明这一点。(他们的目标受众是能源投资者和能源行业的董事会成员,而不是我们这些坐在花生席上的笨蛋。他们确实低估了可再生能源的实际预期成本要低得多,可能是为了避免石油公司董事会认为他们在装袋。
如果你看一下图73,p121,投资1000亿美元/年,在运输能源回报上投资1.5美元/瓦的陆上风能,与开采成本为50美元/桶的石油相比是有竞争力的。如果你将3美元/瓦光伏的回报率翻三倍,以反映1美元/瓦光伏的水平,那也是一样的。
图74显示了如果每年投资相同金额20年,3美元/瓦特的太阳能与75美元/桶的石油(开采成本)竞争,陆上风能与25美元/桶的石油竞争。
石油价格暂时低于这一水平,但光伏和风能的成本已经远远低于这一水平,并且还在继续下降。很明显,每年在太阳能或风能上投入1000亿美元,其真实价格(并且正在下降)将获得比分析中使用的固定美元/瓦价格更高的净能量。
我们有充分的理由相信,当前的油价是不可持续的(多个主要收入来自石油的产油国,在30美元/桶的油价下,无法以足够快的速度开采石油来支付预算)。但即使是25美元/桶(开采成本)的石油,净能源回报也正好与1美元/瓦的光伏发电,或1.5美元/瓦的陆上风能(高于目前的风能项目成本)。在能源成本的基础上,只有低碳电力运输技术获胜,随着它的发展,它将给液体燃料市场带来持续的下行压力。随着液体燃料市场数量的下降,生物燃料在更大的图景中还能存在多久还不清楚。
由于石油开采商一直在疯狂开采,以弥补目前价格下跌的产品的融资成本,美国的石油产量已开始下降(见:https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.cfm?id=25292),而且在未来几个月可能会加速。最终,石油国家也将以这个价格破产,并在国内面临巨大的政治压力。目前还不清楚过剩的石油将在何时或如何枯竭,但低生产成本国家将无法永远忍受这种价格,除非他们被迫这样做(这对他们的领导人来说是巨大的政治风险)。随着汽车能效标准的提高,美国的需求继续迅速萎缩,而中国的需求增长也即将逆转。但即使以25美元/桶的开采成本,美国石油也无法击败太阳能/风能+电动汽车。大力发展电动汽车、风能和太阳能有可能使美国(和中国)真正实现能源独立,其成本低于生物燃料(甚至低于25美元/桶的进口石油)。
试驾过电动汽车吗?
稀土生物燃料
生物燃料相对于电力储存的一个优势是能量密度。
另一个不常被提及的优点是长期存储。电池技术可以抵消白天到晚上的使用;特斯拉的电源墙很擅长这种抵消。它不能做的是抵消夏季到冬季的使用量。我们这些使用屋顶太阳能发电过剩的人,必须依靠网络计量的技巧来提供抵消。
我并不是说乙醇就是答案。乙醇解决方案不涉及拖拉机和大量土地。我建议单独使用电池,目前的电力存储解决方案缺少季节性存储能力。生物燃料,或者类似的东西(H2?
这并不需要一个“突破”或“纯粹的研究”来实现这种破坏性的低成本——它所需要的只是实施,而世界市场已经在做了——火车已经离开了车站,基本上是不可阻挡的。忽略了长期存储的问题
完全没有错过存储问题(回复george s)
只有当你必须把电池搬到电动汽车上时,能量密度才重要。如果有什么东西的学习曲线像光伏一样快,那就是目前对能源存储的土地热潮。100美元/千瓦时的锂离子对于续航200英里以上的电动汽车来说已经足够了,它和内燃机汽车一样便宜,甚至更便宜。锂离子的能量密度和成本学习曲线都相当不错(并不是说它最终不会被更好的东西取代)。
基于产量和学习曲线,与当前技术相比,有一条清晰的成本竞争力之路。特斯拉目前的汽车电池估计为150美元/千瓦时,这甚至是在内华达州的超级工厂投产之前。仅这家工厂就将是2015年全球锂离子电池产量的两倍,但欧洲也有类似的工厂正在建设中。
事实上,现在有三个数万亿美元的行业投资于锂离子电池技术和生产(汽车、电网和便携式电子产品),毫无疑问,它会实现这一目标。专家在2-3年前对2020年的价格和性能的预测已经被打破了——它发生的速度比大多数人(甚至是业内人士)想象的要快。
对于长期的非便携式存储,多液流电池技术目前正在电网应用中部署,而且每小时都在改进,特别是在电网存储应用中。
每天都有风吹过某个地方,在平均成本的基础上,公用事业规模的风能已经具有与天然气相比的成本竞争力(即使是在创纪录的低燃料价格下),产能系数逐年提高。你不一定需要储存夏天的阳光供冬天开车使用——没有人真的相信光伏会占据99%的电网份额,即使它是最便宜的东西。电动汽车不需要特殊来源的燃料。一个混合循环天然气发电机的燃料负载效率为50%,用85%的充电器为汽车电池充电到橡胶与道路的交汇处,其效率几乎是内燃机燃烧液体燃料的两倍。到2030年,即使在冬季,光伏发电也将提供两位数的电网电力。
在美国,冬季光伏发电的产量仍然至少是夏季产量的一半,在某个价格点上,你可以减少过剩,并且仍然可以负担得起冬季光伏发电的能源吸收。我们可能太习惯于光伏发电昂贵的概念。它的安装成本为50美元/瓦,仍然比其他能源贵,为5美元/瓦。但在0.5美元/瓦的价格下,这只是一个可以用于光伏发电的场地面积的问题。
这个行业将会达到这个目标。2015年,美国电池板的平均成本为57美分/瓦,而公用事业规模的光伏安装成本约为1.50美元/瓦(在实施补贴之前):
http://www.greentechmedia.com/articles/read/Pricing-For-Solar-Systems-in-the-US-Dropped-17-in-2015
这一趋势目前还没有底线,而且在成本方面还有很大的“突破性”空间。钙钛矿薄膜光伏技术看起来非常有希望将电池板价格降至10美分/瓦以下,但它并不是使光伏成本与现有电源竞争的必要条件。目前,在住宅规模的供应链和承包商的利润占到终端客户成本的一半,但在竞争更激烈的市场中,这一比例要低得多。当这是一个成熟的市场时,它们将变得非常稀薄。
将氢气转化为注入天然气电网是德国的一个流行想法,作为一种从风能和太阳能的过剩间歇性电力中获得更大效用的手段。季节性储存H2有很多问题,而且燃料电池汽车中相对于锂离子来说,即使在非常高的压力下,它的能量密度也很糟糕。它唯一的优势是重新加油的速度,但这几乎不足以弥补它与电池电动汽车相比的极低效率。
斯坦福大学(Stanford)的托尼•塞巴(Tony Seba)的演讲风格几乎和本•卡森博士(Dr. Ben Carson)一样激动人心,你可能需要一杯双份浓缩咖啡才能听完他的演讲,但他(一个听起来疲惫但不知疲倦的自我推销者)成功地预测了电动汽车颠覆将如何在各个方面展开,除了时机。事实上,这比他说的要快得多。下次当你有40分钟的空闲时间时,喝点咖啡因,看看你是否能撑过他的主题演讲:
https://www.youtube.com/watch?v=RBkND76J91k
对Dana的回应的评论
长期(季节性)能源储存仍然是一个问题
我看了一下EIA关于煤炭和天然气储量的数据。我们在美国储存了大约2亿吨煤和1万亿立方英尺的天然气。这是一笔相当大的能源,可以随时使用,而且还不包括水力、核能或石油储存。在光伏/风能资源中没有相应的长期存储。需要一种目前还不存在的存储机制。你注意
“美国冬季光伏发电量仍至少是夏季发电量的一半,在某个价格点上,你可以减少过剩,并且仍然可以负担得起冬季光伏发电的能源吸收。”
如果我没看错你的回答,你建议的答案是在任何时候都过度生产,在我们不需要的时候倾倒或关闭多余的生产。这可能是现实的,也可能是不现实的,但我们目前储存的能量数量表明,储存是必不可少的。
让我们根据你的估计做一个粗略的计算。如果我们考虑光伏冬季能源需求,我们的容量是夏季所需容量的两倍。无论现在或将来的光伏发电有多便宜,拥有两倍于夏季所需的全国容量都不是有效的资源配置
说句题外话,上面有一个逻辑谬误。这不是生产能力,而是家庭需求,这是相关因素。我认为,在较冷的州,冬季的能源消耗会翻倍,而光伏产量会减半。冬季使用的尺寸需要的光伏容量大约是夏季所需的4倍
我不是在支持煤炭或天然气。我认为有必要发展可再生能源的长期储存
(*)http://www.eia.gov/todayinenergy/3/21/2016 3/17/2016
美国的石油储备大约有15亿桶
http://www.eia.gov/petroleum/storagecapacity/table3.pdf
冬天从不刮风,对吧?
(据我所知)没有人相信只有太阳能的解决方案是圣杯,即使当它变得足够便宜时,当没有足够的负载或存储可用时,只需减少输出(丢弃一部分)。显然,随着学习曲线的不断下降,在这种情况下适当地扩展PV以获得最佳经济优势是可能的。从技术的角度来看,这不是一个困难的问题,从公用事业-监管-环境的角度来看,这是一个困难的问题。当有很多电动汽车和智能汽车充电器时,这就容易多了,但它们不是必要的。
目前已经有一些商用电网存储产品,利用的是廉价的二手日产聆风电池,这种电池不再具有作为通勤汽车所必需的循环深度,但足够管理建筑物的峰值负荷。当电动汽车的比例达到两位数时,电网存储问题开始自行解决,因为更多的二手电动汽车电池可以作为电网存储重新使用,价格远低于新电池。电动汽车是一个简单而有用的倾倒多余的地方。日产目前正在欧洲推广电动汽车转电网解决方案,利用汽车本身向电网(在电网运营商控制下)提供峰值电力,这些国家的电力市场允许电动汽车车主为此获得补偿。
关于3月21日和3月17日的EIA,如果集中式发电机和天然气分配公司需要储存燃料怎么办?为冬季储存天然气只是相对于天然气电网的本地峰值和平均峰值负荷的管道和萃取速率能力的人工产物,以及电网运营商保证可靠性的要求。目前天然气供应过剩,没有足够的空间来储存更多的天然气,这使得价格低于原本需要的价格。这是目前供过于求的奇怪产物,但与电动汽车的讨论无关,也与这对生物燃料的意义无关,也与未来的太阳能电网是否需要为冬季驾驶储存夏季阳光无关。电网运营商要求可调度的大型发电机储存燃料,以保证在需要时能够提供合同规定的电力。如果没有储气发电机和其他所有从同一管道和井吸管中吸取的设备,就需要更大的管道和更多的井来管理每日峰值,更不用说每周/每月/季节的平均水平了。本地存储比大口径管道存储更便宜(也更可靠)。
当“燃料”是太阳能和风能时,可以简单地根据历史数据估计在特定的小时、天或周内可用的电量。你不需要一个足够大的电池来吸收足够多的夏季阳光来在冬季进行调度——在一个地区的冬季期间预期的“燃料”量是已知的。总的来说,日照和风的水平是非常可预测的,这些时期内的峰值/低谷可以通过需求响应和相当少量的存储来管理。
生物燃料的存储价值是有限的,一旦美国汽车车队达到中等个位数的比例,生物燃料的存储价值就会变得更低,有几个因素推动了这种变化。特斯拉Model S的生命周期成本相当于一辆凯美瑞。更便宜的电动汽车更便宜。支撑电动汽车的组件的成本曲线正在无情地下降。(Ramez Naam对此的看法是:http://rameznaam.com/2016/02/18/cleantech-renewables-disruptive-fossil-fuels/无论是光子农业、核武器还是天然气,汽车本身就已经有了经济意义,而且每年都将继续如此,这就是为什么所有的汽车公司都在加入插电式汽车的游戏。即使你认为季节性储存是必要的,为电动汽车提供动力的储能部分可以是任何东西,从堆在反应堆里的燃料棒,或大坝后面的水——它是灵活的,不像专门设计的液体燃料,在内燃机中浪费的效率真的很低。
顺便说一句:关于间歇性可再生能源,EIA是你想要参考的下一个资源(IEA是最后一个)。30年来,他们一直低估了风能和光伏发电的增长,而且相差甚远。在过去的20年里,对实际发生的事情做出最好预测的组织是绿色和平组织(这让所有人都很惊讶),甚至那些甚至都不是预测,而是他们对经济可行性的评估。关于风能和光伏在千禧年之交的预测,最近被阿尔·戈尔(对,算法的发明者阿尔·戈尔:-)最近在温哥华的TED演讲中提出的测量现实所讽刺:https://www.ted.com/talks/al_gore_the_case_for_optimism_on_climate_change#t-774771(如果你无法忍受他的声音,请翻到13:00,通过15:30左右的千年虫预测和实际情况。)
当谈到正在经历指数级增长的能源技术市场时,人们有太多的线性思维(那些应该更了解的人)。随着PV每两年翻一番,一旦超过1%的阈值(它已经达到了),它距离100%不到15年。光伏是一项颠覆性技术,锂离子电池也是。在不到十年的时间里,它们将使生物燃料(以及在某种程度上,每桶原油的价格)与大多数能源市场无关。为了在未来的能源市场上竞争,生物燃料现在必须走上类似的指数轨道。但没有证据表明这种情况正在发生,而且有很多理由相信它不可能发生。
一个可笑的(如果不是那么严重的话)对光伏的EIA预测。
参见表1第6页中PV太阳能发电预测的水平成本:。
http://www.eia.gov/forecasts/aeo/pdf/electricity_generation.pdf
到2020年,公用事业规模光伏的全入(补贴前)总系统LCOE预计为125.3美元/兆瓦时(= 12.3美分/千瓦时)。这一预测发布于2015年6月。截至2015年第四季度,美国几个安装的电网规模光伏发电的实际LCOE已经不到这个数字的一半。
Lazard在2015年11月发布的LCOE实际情况快照显示,在公用事业规模上,硅光伏的非补贴成本在58美元至70美元/兆瓦时之间,或EIA预测2020年的一半:
https://www.lazard.com/media/2390/lazards-levelized-cost-of-energy-analysis-90.pdf
什么,能源评估署错过机会了吗?(?)到2020年,LCOE的成本是否会翻一番还很难说,更有可能的情况是,到那时LCOE的成本可能在35美元/兆瓦时左右。到2020年,即使是小规模的屋顶光伏发电也将远低于125美元/兆瓦时。(在美国的一些地区已经有了。)
如此错误的解释可能只是另一个线性思维的例子,在指数趋势面前,从陈旧的数据集开始。
@达纳
我基本上同意你的观点,但15年是不现实的,25-50年更有可能。如果事实证明我是错的,我会非常高兴;)
我不认为凯美瑞的终身成本与Model S相比(尽管差距比大多数人想象的要小),但这不是重点,Model 3甚至会杀死一辆雅力士,不拥有电动汽车是愚蠢的。
我确实认为碳税是必要的(收入中性与否需要研究),尽管在当前的政治气候下,它是政治自杀(拯救地球不是坏事,这不是很神奇吗…)取而代之的是,我们至少应该取消化石燃料补贴,将资金转向可再生能源研发,并扩大目前的太阳能/风能补贴。
最后,锂离子并不是一项颠覆性的技术,而是一项性感的技术,铅酸甚至镍铁都可以以更低的寿命成本部署,但它们都是陈旧而乏味的。特斯拉Powerwall的最大效果是炒作。这是真正的积极动力仍然是一件非常好的事情。
挪威不是美国,但是…
Alan B:面对具有指数增长轨迹的颠覆性技术,15年是永恒的。
1900年,美国城市每20辆车中就有一辆是内燃机车,其余的都是马拉的。到1915年,每50辆车中就有一辆是马拉的。
1990年有多少人有手机,大概1%吧?到2005年有多少人有手机?2005年有多少人真正需要固定电话(除了上网)?
在2030年之前,美国销售的小型汽车和轻型卡车将以电动汽车为主,几乎所有其他汽车都将是插电式混合动力汽车。到2030年,路上仍然会有很多液体燃烧器,但新的东西将主要是电力驱动的。
挪威目前正在考虑的交通计划(好吧,人口很少,但是一个石油生产国和出口国)将要求从2025年开始,所有新的轻型卡车、汽车和公共汽车都是零排放(电池或氢燃料电池,但没有液体燃料内燃)。
挪威蛇?
http://www.ntp.dep.no/Nasjonale+transportplaner/2018-2029/Plangrunnlag/_attachment/1215451/binary/1093521?_ts=15323e2abb8
Nei吗?
以下是相关部分的英文简短解释:
http://www.hybridcars.com/norway-aiming-for-100-percent-zero-emission-vehicle-sales-by-2025/
锂离子只在能量密度方面比老式化学物质更有吸引力,这主要与便携式电子产品和汽车有关。(给我看看能用几百英里的镍铁或铅酸汽车电池。)对于电网存储应用,锂离子电池仅适用于其快速响应,使其适用于频率控制等辅助服务市场,但液流电池可能会在短期存储或辅助服务以外的任何领域承担重大任务。但事实是,一旦汽车电气化全面展开,二手汽车电池(锂离子电池或其他替代电池的电池)将变得便宜且无处不在,这意味着它们可能在几个电网电池应用程序中仍有相当大的市场份额。如果这一概念得到推广,双向动力汽车可能会使单独的电网电池变得多余,车主也会为这些服务获得补偿。(洛杉矶空军基地的电动汽车车队每年从辅助服务和收费中获得约100美元/辆
特斯拉动力墙不仅仅是炒作,但与美国市场并没有特别相关(可以理解为“对美国市场来说太贵了”)。对于离网应用来说,这是非常无用的,而且老式技术仍然更便宜。他们放弃了停电备份10kwh产品,因为小型发电机组更便宜,更适合大多数美国市场的应用。在德国和澳大利亚市场,都有多种锂离子产品,目标是在仪表自我消费后的小规模光伏,在零售中没有这样的净计量。这些应用并不一定是锂电池,但这似乎是市场的发展方向,至少在短期内是这样。
Ambrii的液态金属电池在可扩展的电网存储市场上仍有一席之地。
关于塞巴的视频,我想问戴娜一个问题
我看了一下塞巴的视频
他的一些数字似乎不正确。他列举了三种颠覆性技术。其中之一是电动汽车(EV),并声称它比内燃机好10倍。也许吧,但不是以经常性成本为基础
让我们以2代雪佛兰伏特为例。它在冰上每加仑能跑40英里。如果汽油是2美元/加仑,那么一美元可以跑20英里
现在让我们考虑一下它的电力性能,标称为3.3英里/千瓦时。如果电是0.165美元/千瓦时,那么就是20英里/美元
如果汽油低于2美元/加仑,或者电力高于0.165美元/千瓦时,你最好还是买汽油(忽略外部成本)。在我家附近,电力是0.23美元/千瓦时,汽油是1.80美元/加仑,所以我最好把油箱装满,而不是给我的雪佛兰充电(或者如果我没有在屋顶上的太阳能电池板产生盈余的话)
也许你可以解释一下Saba从哪里得到了10倍的数据
维护成本?
谁有数据表明,如果有的话,维护一辆电动汽车要便宜多少?我认为电动马达比内燃机更可靠。没有点火系统,没有排气系统等应该会降低年度成本,但事实果真如此吗?
@达纳
我真的希望你是对的,我刚刚在ThinkProgress上读了一篇文章“领先的气候科学家:我们有一个全球紧急情况,必须尽快削减二氧化碳”,我对这个主题了解很多,所以我完全希望你是对的,尽管我持怀疑态度(再次希望是错的)。我想有人已经研究了太阳能电池板生产的规模化速度,结果是令人鼓舞的,它们提供了急需的就业机会,否认无稽之谈的政治现实将减缓采用,但永远不会阻止它。
我指的是电网存储,对于电动汽车,锂离子是唯一的游戏,因为你提到的能量密度。我读过几篇关于间歇性的文章,它并不是我们所认为的大问题,我怀疑他们有点乐观(是的,艾伦可能很愤世嫉俗),但我们应该把它作为一个机会,做更多的研发和扩大太阳能电池板,看看所提出的解决方案是否有效,因为一切照旧不能继续下去。
在我看来,有两件事很有趣,一是中国对可再生能源的兴趣,这当然是必要的,但这不仅仅是因为气候变化本身,而是对过度污染的回应。然而,条条大路通罗马。同样令人鼓舞的是,埃克森美孚和其他化石燃料公司可能会被起诉,因为它们在否认气候变化和误导公众方面发挥了作用。这与香烟有很多相似之处,它们可能会面临同样的后果,如果引导得当,它们可以用来造福地球,弥补它们故意造成的一些危害。
我们将如何管理使用天然气的家庭供暖,我们将不得不产生大量额外的电力来取代我们目前使用的天然气,当然,像GBA这样的网站促进了经济上可实现的升级,但这里有数亿个家庭需要几十年甚至一个世纪才能修复(有些家庭将很难升级)。我不认为这是一个不可克服的问题,只是一个需要解决的问题。
不能代表托尼·塞巴说话
george s:看看今年纯燃料的成本,这似乎是一场洗牌,但没有换油,调整,更简单和更坚固的变速箱,刹车比只有ice的汽车持续时间长得多(由于再生制动的大部分时间,混合动力和插电式混合动力也是如此),电动汽车的预期生命周期比液体燃料燃烧器更长。
斯蒂芬:我相信你能找到很多相反的观点,但很少有确凿的数据。但即使只有有限的数据,基本原理也很清楚。据我所知,特斯拉有一些传输可靠性问题,以及他们的自动门把手太酷了(说真的,简单的东西就简单吧!),但8年无限里程保修只是车主们解决这些问题时的烦恼因素。Model S仍然是该级别中最畅销的车型(但不会永远如此,因为所有其他豪华车车主都在吵着要“我也是,只是更好!”)。
Leaf在维护上的可靠性几乎为零,但在寒冷/非常寒冷的山地地区的冬季续航是一个问题,直到更大更好的电池组可用/负担得起。我很好奇本月末Model 3的揭幕,以及它与Bolt或Leaf的比较如何。挪威人对寒冷和多山并不陌生,但他们似乎相信技术会及时实现。
艾伦:可再生能源的间歇性有点像转移注意力,除非看到一种可再生能源在为单向电能流设计的电网上具有相当高的渗透率。在夏威夷看到的pv负载过重的馈线上的反馈线问题,通过适度的存储(表的两侧)和智能负载,非常便宜地解决了,现在这已经被内置到他们的电网位置特定许可中。(有了电池和智能热水器,你就可以跳到队伍的最前面,这是太阳城根据修订后的规则提供的套餐,整个套餐的价格比我们美国的一些人只购买pv的价格要便宜。)
可再生能源主宰美国电网还需要很长一段时间——比电动汽车向主导地位的转变可能还要长10年(?),但光从成本角度看,不管有没有CPP,动力煤都差不多要完蛋了。你会注意到,在Lazard 2015年的分析中,电网规模光伏的无补贴LCOE已经与联合循环天然气(历史上最低的天然气价格)相当,到2016年底可能会略低。到2020年,光伏发电将比风能或CC气更便宜。新的发电能力已经由可再生能源主导,如果经济性较低的化石燃料在光伏海啸面前最终被提前淘汰,这一趋势可能会加速。更智能的电网和智能汽车充电器会让这变得更容易/更经济,在左海岸各州的政策支持下,这可能会首先在那里发生。俄勒冈州对电动汽车有很好的政策支持,他们刚刚签署了从电网中移除所有燃煤发电的协议,其中包括蒙大拿州的一些发电厂,这激怒了一些人,他们将失业。(没有人说创造性破坏对各方都是容易的或公平的。)
中国对可再生能源的兴趣有很多层面,污染在其中排名非常靠前,但它也是货币方面的——用于进口煤炭或石油的硬通货储备可以(而且正在)更好地用于国内。简单的数学计算表明,如果中国人开车的量和北美人一样多,世界上的廉价石油将很快耗尽(这导致他们制定了一个巨大的煤制油计划,直到最近才被放弃)。气候怀疑论者并没有在那里领导政治阶层,而是相当实用主义。像上海这样地势低洼的沿海大城市,如果忽视气候问题,他们会失去很多,而仅仅是净化空气和水的政治压力,他们不能继续在人口密度高的地区燃烧化石。中国有很多值得批评的地方,但当政策转变时(就像这个五年计划中发生的那样),它会影响到远远超出国界/海岸的市场。从出口收入的角度来看,中国希望在全球风能和太阳能市场上占有很大份额(他们确实做到了),但他们也希望在电动汽车市场上占有很大份额(他们也会这样做)。
在纳伦德拉·莫迪(Narendra Modi)的领导下,印度对太阳能的推动在范围上简直令人惊叹。仅在该国,他们打算到2020年安装更多的光伏(主要是公用事业规模),超过迄今为止世界上所有的安装基础。对他们来说,这既是污染和冷却水短缺的问题,也是一个硬通货问题,几年前,印度煤炭公司无法满足国内需求,在煤炭价格上被印度尼西亚烧了。他们刚刚因为世贸组织关于项目的国内含量要求的决定而受到了伤害,但这并不会阻止它的发生(甚至可能会加快它的发生,因为迅速提高国内光伏产量以实现他们2020年的目标看起来几乎不可能。)
无论如何,全球范围内的光伏派对才刚刚开始,这将推动价格在日历时间基础上更快地下降。
@Dana
我同意间歇性在一定程度上是一个转移注意力的话题(就像节能灯里的水银一样),但它有一定的道理和你的权利,它不是不可逾越的。我确实认为我们应该在这方面投入更多的研发资金,因为这项技术将非常有用,但即使我们没有进步,也会发生,只是速度会慢得多。我不同意比尔·盖茨的观点,我们需要奇迹来实现它,但我们确实需要专注。
我完全同意动力煤被烤焦了,这很好,因为它的二氧化碳浓度很高,现在就需要把它埋在地下,虽然天然气不像我们想的那么好,但它也需要比我们承认的更快地埋在地下。
你说的对,创造性破坏是相当无情的,尤其是对那些不喜欢进步的人来说,不幸的是,进步包含了大部分公众。
我很高兴中国变得认真起来,只要他们坚持下去,对我们所有人都有利。
我不太了解印度的计划,但我应该知道,我确实希望TPP被否决,它基本上是企业的赠品,是对化石燃料利益的巨大帮助。
“无论如何,全球范围内的光伏派对才刚刚开始,这将推动价格在日历时间基础上更快地下降。”
我非常我看到了才会相信,我不喜欢让事情发生,接受它们会自己解决,我非常我们必须把船开到我们想去的地方,在我们到达那里之前,我们的眼睛一直盯着奖品。
这不是研发的问题
可再生能源间歇性的解决方案已经被开发出来了,现在只是实施的问题。在一些地方,监管环境需要改变以促进这一点,在这个过程中,投资者所有和公共所有的公用事业都将受到冲击。在最小化痛苦的同时最大化收益并不总是容易或明显的。
比尔•盖茨(Bill Gates)所表达的需要“突破性奇迹”来解决能源问题的信念,很难让人理解,因为他自己的成功是建立在现有技术的指数级扩张、压低价格的基础上的。他得不到什么?
吉加·沙阿(爱迪生公司创始人、《创造气候财富》一书作者、Generate Capital公司创始人)从不放过任何机会公开抨击盖茨,说比尔对能源世界的快速发展一无所知:
http://impactalpha.com/dear-bill-gates-we-already-have-the-technology-to-solve-climate-change/
http://ecowatch.com/2014/08/29/bill-gates-jigar-shah-carl-pope-renewables/
你大概可以猜到我倾向于同意谁的观点。: -)
印度有些不稳定的电网主要由动力煤发电,还有一些核电,所有这些都有冷却水需求。这导致许多地区在旱季减产,并在其他时间与农业争夺水资源。进入印度电网的电力只有大约一半是计量和付费的——窃电猖獗,非高峰时期的电力实际上被捐赠给了农业部门(不一定能付费)。在印度,由于利益竞争和各级根深蒂固的官僚主义,做任何事情都很困难。即使在有电网的地方,把它延伸到下一个村庄也需要向当地的“bidgely董事会”(bidgely ==电力)成员付款,以获得延长输电线路的许可,而且接入通常由种姓和阶级决定。因此,印度离网人口比美国人口还多。
当莫迪当选时,他承诺到2020年,每个印度家庭至少有一些基本的电力供应。有时是太阳能灯,但越来越多的是当地的太阳能微电网,通常离电网不远,但通过当地的控制,可以负担得起并成为可能。但是,大规模的太阳能项目进入主电网是一个巨大的推动力。在前任政府的长期政策下,印度煤炭公司(一家大型垄断企业)一直在驾驶这艘船,煤炭发电能力变得过度建设(目前产能利用率约为50%)。甚至还有一些全新的燃煤电厂从未启动过(!),但如果它们同时淘汰一些效率较低的产能,也许应该启动。在成为总理之前,纳伦德拉·莫迪曾是古吉拉特邦(与巴基斯坦接壤的一个干旱的西部邦)的州长,在他任职期间,古吉拉特邦主持了太阳能产能的大规模扩张,这使得古吉拉特邦的电网在可靠性方面领先全国。虽然印度民族主义党执政后有些事情值得关注(包括宗教少数群体的权利和待遇),但能源政策似乎正在朝着正确的方向强有力地发展,无论是为了印度的电力需求还是气候。
对印度太阳能政策的一些看法:
https://www-cdn.law.stanford.edu/wp-content/uploads/2015/12/Reach-for-the-Sun-High-Resolution-Version.pdf
http://www.hindustantimes.com/ht-view/the-future-of-energy-is-solar-and-it-looks-very-bright/story-uOHtIM382hYoKDUd7v9xxM.html
http://blogs.wsj.com/indiarealtime/2015/12/08/how-indias-solar-ambitions-can-become-reality/
http://www.bloomberg.com/news/articles/2014-07-02/modi-s-solar-ambition-for-india-hampered-by-urban-grime
@达纳
谢谢你的链接
我们基本上同意一些小的分歧,我会推动更多的研发资金来补充(当然不是取代)增加的太阳能/风能激励和支出。
没有人会更高兴看到可再生能源的部署更快,我希望你的预测是正确的。
突破是受欢迎的,但不是必须的!
我非常希望钙钛矿和其他前沿薄膜光伏技术将在光伏成本曲线上插入一个量子步骤,这将需要更多的天使和风险投资来实现。在电池方面,我认为私人资本可以在功率密度和成本方面充分改善锂离子电池,但还有很多前沿电池技术值得探索。
但关键是不要再等待了——我们已经拥有的东西足够好,足够便宜,即使更好的东西还在等待。(我希望Transatomic的熔盐微型反应堆也能被资助用于示范装置,因为它使用乏燃料棒作为燃料,将危险寿命从几十年减少到几百年,同时从燃料中获得的能量比原来的反应堆多18-19倍。)
与此同时,在印度,本季度的火电削减正在印度全面展开:
http://reneweconomy.com.au/2016/drought-hits-indian-coal-plants-and-plans-31170
比尔·盖茨(以及科赫家族)宣扬的“我们必须燃烧化石燃料才能让世界摆脱能源贫困”的理论到此为止。在印度,除了少数使用海水冷却的沿海发电厂外,所有的火电都与农业(可变)水资源直接冲突。如果没有大规模的电网扩张,沿海发电厂将无法为内陆地区的大量人口提供电力——本地光伏发电成本更低,风险更低。
从加州干旱期间(以及印度的季节性干旱)的发电量数据可以看出,面对日益变化的气候,甚至依赖水力发电也是一个值得怀疑的方法。
什么将会弥补这一缺口——生物燃料?(En sus sueños!)
更多的证据表明,光伏安装将会加速
在公用事业规模上,光伏发电已经与联合循环天然气持平(无补贴)。对比Lazard 2015年11月报告第2页的平均成本比较:
https://www.lazard.com/media/2390/lazards-levelized-cost-of-energy-analysis-90.pdf
2015年,无补贴、公用事业规模的光伏(薄膜或晶体)生命周期平均成本为50-70美元/Mwh,而联合循环天然气的成本为52-78美元/Mwh。
但在接下来的五年里,光伏发电仍然受到税法的补贴,目前(补贴后)它比联合循环天然气便宜30%,而且按照光伏成本下降的速度,到补贴消失的时候,它仍然比天然气便宜得多(无论是快速增长的单周期还是联合周期)。
毫不奇怪,公用事业部门也明白这一点,即使监管机构/立法者没有要求,他们也在以越来越多的数量购买。2016年美国现有的公用事业规模太阳能项目中,有一半以上不符合国家可再生能源投资组合标准:
http://www.greentechmedia.com/articles/read/What-Drives-Utility-Solar-Growth-in-a-Post-ITC-Extension-World
http://www.greentechmedia.com/research/report/the-next-wave-of-us-utility-solar
@Dana
“但关键是不要再等待了——我们已经拥有的东西足够好,足够便宜,即使更好的东西还在等待。”
我完全同意,如果特斯拉Model 3的表现像预期的那样好(他们已经有多个动力系统问题,并更换了Model S),其他汽车制造商开始生产电动汽车,那么汽油将比预期更快地成为恐龙(双关语)。
此外,如果新的电池技术或进一步的锂精炼技术投入使用,电网缺陷可能会变得更加合理,尽管它不太可能像切断有线电视那样普遍。
很高兴看到美国可能会削减化石燃料,尽管他们强烈否认气候变化,可再生能源的成本低于化石燃料,将导致化石燃料的削减。
劳伦斯·利弗莫尔绘制的美国能源地图
对于那些想要追踪能源来源和流向的人来说,劳伦斯·利弗莫尔实验室(Lawrence Livermore Labs)绘制的美国能源地图是最好的选择。太阳能和风能在过去10年的发展非常惊人。与化石燃料相比仍然微不足道,但正在增长
最近一年(2014年)
https://flowcharts.llnl.gov/
前几年
https://flowcharts.llnl.gov/archive.html
关键是它是指数增长,而不是线性增长!
LBNL能量流图是时间的快照,错过了事物变化(或可能变化)有多快的动态图像。
尽管太阳能只占很小的一部分,但当它每两年或更短时间就翻一番时(事实就是如此),一旦超过1%的线(事实就是如此),它距离100%的比例就不到15年了。
风能在美国也出现了指数级增长,并领先于太阳能,但其成本下降速度没有那么快,而且很难在负载附近选址,而且在小型终端上的可扩展性也不高。最新的EIA电力月度报告显示,风能的增长可能已经开始趋于线性而不是指数级增长,但也显示出注定会成为光伏海啸的上升弧线,在2020年之前超过风能:
http://www.eia.gov/electricity/monthly/update/images/Renew_Gen.png
http://www.eia.gov/electricity/monthly/update/
注意,他们在分析中只包括效用规模PV。由于没有显示中小规模分布式太阳能的贡献,光伏的贡献在一定程度上被低估了。2015年,分布式光伏约占美国新增光伏装机总量的40%,但预计未来将占更大比例。波浪已经比图表上看起来的要高了。
与此同时,印度团队的目标是,通过创造性融资和交叉补贴激励/反激励结构的结合,到2030年所有新车都实现100%电动:
http://gadgets.ndtv.com/others/news/india-aims-to-become-100-percent-electric-vehicle-nation-by-2030-power-minister-818298
但风并不只是躺着。世界上最大的发电机是中国的三峡大坝,但中国补充说,三峡大坝在2014年和2015年都有很大的风力发电能力,今年将会安装更多,即使计算更低的容量因素,2014-2016年安装的风力发电将比那个花了18年完成的庞大项目产生更多的电力。在美国,我们每个月部署的风力大约相当于一个胡佛水坝的容量。
http://www.greentechmedia.com/articles/read/china-is-adding-a-three-gorges-dam-worth-of-wind-every-year
石油(以及液体生物燃料)还没有死,但在十年内看起来就会病怏怏的。
艾伦B:随着电池技术在价格/性能上的提高,电网缺陷将是最糟糕的结果之一,因为这将需要更多的资源来实施,让越来越少的不富裕或没有阳光的纳税人为电网的沉没成本买单,并将剥夺电网这些分布式资源的价值和功能。要做好这一点,就需要纽约目前正在进行的那种监管改革。如果他们像澳大利亚那样搞砸(就像他们最近在内华达州做的那样),很可能会进入电网故障和公用事业的死亡螺旋,这对每个人来说都将是更昂贵的。劳伦斯·伯克利的网站上最近发表了一些关于这个话题的睡前读物:
https://emp.lbl.gov/future-electric-utility-regulation-series
问题在于政策
乔·罗姆(Joe Romm)的文章是关于“风能和太阳能如何有潜力让美国(和中国)真正实现能源独立”的一篇很好的入门文章
http://thinkprogress.org/climate/2016/02/01/3743082/renewables-revolution/
但就连乔也指出:“似乎越来越清楚的是,上述讨论的技术和策略的组合将能够将大量的可再生电力经济有效地纳入电网。“间歇性”问题基本解决。然而,意志力问题并非如此。”
他的意思是,在一定程度上,阻碍电力公用事业的政策。请看彼得·金德为爱迪生电气研究所撰写的文章:《颠覆性挑战:对不断变化的零售电气业务的财务影响和战略应对》。
http://www.eei.org/ourissues/finance/documents/disruptivechallenges.pdf
彼得建议立即采取什么必要的行动
“1)每月收取客户服务费。
2)制定电价结构,以反映提供给DER客户的服务成本和价值。
3)分析各州网络计量计划的修订……”
战略上的回应是,把它留给产生盈余的客户。这种反应是公共电力公司的典型现象。他们没有考虑重新设计电网来处理双向流动,或消除风能/太阳能生产的差异,不,他们正在尽可能地设置监管壁垒,并坚持他们古老的商业模式。
虽然我相信我们可以用现有的技术重新构建能源供应,但问题是既得利益。在上述情况下,它是公共电力公用事业。这就是为什么我认为存储还有新的发展空间。它让你简单地离开电力公司,让他们的公共阻挠逐渐消失。
让我谈谈一种真正的颠覆性技术:长期储存,能够将夏季获得的能源转移到冬季使用的能源储存。
这样的发展将使我们这些净积极的人完全脱离电网。现在,如果你生产过剩,你把它倒进电网,并通过净计量获得补偿。这个合理的政策正在遭到国内几乎所有电力公司的全力反对,以内华达州为例,或者最近向爱荷华州公共事业委员会提出的建议。
即使是在寒冷黑暗的东北部,生产出比消耗更多的能源也并不难。困难的是处理电力公司在计划资本支出时政策的不确定性。电力公司有理由吗?当然。电网被设计成单向传输电力。为了适应广泛的分布式发电,他们将不得不重新设计输电和配电系统。
开发本地长期存储,就不需要更新网格来处理双向流。此外,你还能获得更稳定的电力供应,不受每年冬天困扰配电系统的冰暴的影响。这样就不需要本地微电网了。
我们每个人都可以成为自己的微型电网。
我们可以预见,未来住宅电力公司会逐渐消亡,他们可能会继续压榨他们的工商客户。
因此,只要电力公司愿意合作,目前的技术可能就足够了。本地长期存储等颠覆性技术将使它们的合作变得不必要。
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