能源轉型已經實現了嗎?
“能源轉型”指導著全球各國制定氣候和環境相關的政策,“可再生能源”已成為了社會重要的驅動力。
這似乎為我們勾畫了這樣一幅未來的圖景:風電、光伏、水利等“新能源”迅猛發展,將滿足全人類生存的能源需求,同時各類化石燃料很快將會被淘汰;溫室氣體排放量將會下降;物種大滅絕將會停止;空氣不再有污染;生態環境得到保護;生物多樣性不再遭到損失……只是能源轉型真的在發生嗎?
2020年《中國能源報》的一篇文章提及,“可再生能源”的發展實際推動了中國煤電裝機的不斷增加。事實上,化石燃料消費并未被“新能源”消費替代。
文章解釋,由于煤電在熱備用狀態下能高效增加輸出,在風電和光伏等可再生能源發電出現間接性缺口時,煤電可以提供更穩定可靠的供電,支撐電力系統的整體安全,以此緩解可再生能源發電的不穩定性。
隨著可再生能源在整個能源生產中的比重越來越大,它們成為了能源生產總量急速擴張中的一部分,但卻間接地帶動了二氧化碳的排放,對“傳統能源”的擴張起到了一定的助推作用。
以煤電來彌補可再生能源發電時的不穩定性的常規做法間接說明了“舊能源”與“新能源”之間并不是一個非此即彼的競爭關系。
圖一:1800-2017年不同能源占全球總能源消費百分比
圖二:1900-2017年不同能源消耗量(單位:艾焦/EJ)
2019年發表于《能源研究與社會科學》期刊的一篇文章對比了19世紀至21世紀全球不同能源的消費占比與消費總量。就不同能源消費占比而言,在1800年與1900年兩個時間點,生物燃料與煤炭消費都呈現下滑趨勢。
然而,就能源消費總量而言,從1800年至2000年,歷史上不同能源的總消耗呈持續增長。2000年全球煤炭消費總量是1950年代時的兩倍多,生物燃料的消費量是1800年的兩倍多。
這些數據說明可再生能源的擴張并沒有取代化石燃料等其他傳統能源形式。在較長的歷史時期內,數據模型顯示兩個世紀以來全球能源轉型從未真正發生。
盡管近年來,各國都有數據顯示碳排放趨于平緩和碳排放量略有下降的例子,但這并不意味著在現階段我們完全實現了能源轉型。
能源轉型應當是基于可再生能源逐步取代化石能源消費的愿景。在這種發展愿景下,我們不能只看到可再生能源積極的一面,而忽略了在轉型過程中所面臨的各種“可持續性”挑戰。因此,將“清潔能源”或“低碳能源”發展等同于承諾一個可持續的未來,是需要大家進一步理智思考與對待的說辭。
可再生能源與生物多樣性喪失
可再生能源具有很高的環境與社會經濟效益。通過太陽、水、風、潮汐獲取能量,相比煤炭石油等化石燃料,具有減少空氣污染、降低碳排放等優勢。同時,能源項目相關的基礎設施建設通常是拉動GDP、創造就業與經濟發展的重要推動力。
然而,可再生能源項目在開發與生產過程中卻存在其他形式的污染。例如,太陽能光伏的主要原料多晶硅在生產階段會排放大量廢氣與廢水;生物質能在使用化肥和農藥時會造成土壤和水污染;水力發電時水庫會排放大量的甲烷。
不僅如此,可再生能源造成的主要負面效益還在于對土地利用的改變,導致與其重疊的生境喪失、棲息地破碎,直接或間接影響當地物種的存亡。
2020年3月發表在《全球變化生物學》的一篇研究指出,大多數可再生能源的基礎設施建設對土地資源的占用是化石燃料熱力設施占地面積的10倍左右。
因為可再生能源多數不能直接產生工業過程所需的高溫,所以需要設置不同的過程將能量轉化為有用的電力或熱能。比如,風電和太陽能發電收集的能量密度很低,為了提供更可靠的儲能服務,意味著需要重新組合儲能系統,這間接造成了“過度建設”發電和輸電設施,增加了工廠所需的土地面積和材料需求。
而日益增長的可再生能源基礎設施建設不可避免地與自然資源豐富地區重疊,進而對當地生物多樣性保護構成了威脅。
例如,陸上風能、水利發電和太能光伏發電已侵占了世界上許多保護生物多樣性最重要的地方,并在一定程度上增加了當地原有物種種群的局域滅絕概率、影響該物種的分布模式和配對成功率。一項研究表明,在德國風電裝機造成每年大約損失1.2萬只不同種類的昆蟲,使飛行昆蟲總數下降了75%。另外,一項針對美國懷俄明州中南部風電場的研究提及,當地艾草松雞的巢址距離與風電渦輪機每增加1公里,其筑巢和育雛失敗風險分別增加7.1%和38.1%。
據統計,目前全球已有2206個可再生能源基礎設施建設覆蓋了重要的自然保護區域,另外有922個設施正在開發中,這些設施跨越了886個保護區、749個關鍵生物多樣性區和40個不同的荒野區。更令人擔憂的是,半數以上的重疊地區,正在從歐洲向東南亞和撒哈拉以南非洲等生物多樣性更豐富的地區擴散。
此外,“綠色經濟”推動下發展的生物質能源,也對生物多樣性保護存在不利影響。樹木是構成森林生態系統中重要的碳庫來源,而森林土壤的碳儲存對緩解氣候變化具有重要意義。但有文章指出,歐盟針對生物質能源的推廣政策不僅激勵了發展中國家加強森林資源開發,也意外導致歐洲國家從美國與加拿大進口大量木材。
歐盟對于生物質能源的推崇間接導致其他國家區森林生態系統的變化。這意味著,即便是為了達成降低碳排放的共同目標,可再生能源的發展有時也可能與生物多樣性的保護相沖突。
在氣候目標與綠色經濟的共同推動下,“清潔能源”看似強調了“可持續”的發展目標,實則掩蓋了發展背后將經濟和能源安全目標嫁接于“減排”目標的事實,破壞了聯合國可持續發展目標所承諾的“避免生物多樣性危機”的全球使命。
能源轉型背景下生物多樣性保護的困境
通常,可再生能源項目建設有相應的環境影響評估與生物多樣性補償機制,以預防或彌補經濟發展對于生態環境的破壞。
環境評估可以在項目建設初期在空間與時間上規避基礎設施建設對生物多樣性結構造成的影響。如遭受無法完全避免的影響后,通過生物多樣性補償機制可以實現生物多樣性“零凈損失”。
比如,在場內或場外修復或重建退化的生境,或將經濟手段引入保護措施,讓開發商通過購買土地生產信額進行補償。在物種組成、生境結構、生態系統功能、人類使用和文化價值方面,通過一些列的保護措施,理論上可以實現最大程度生物多樣性的凈收益。
然而,無論是環境影響評估還是生物多樣性補償政策,在實施與執行層面都存在一些缺陷。
通過投資建設規模巨大的可再生能源項目度過經濟低迷時期是各國常見的戰略規劃。這導致可再生能源項目發展過程中,政府對環保問題的重視程度遠低于其對經濟發展的重視,甚至在開發過程中犧牲環境利益,導致許多現有的環評制度執行效果不盡如人意,也使生物多樣性補償政策的執行無法跟上全球基礎設施建設擴張的步伐。
2019年,一篇發表在生物醫學期刊《One Earth》的研究分析了“零凈損失”政策對受全球基礎設施擴張威脅的生物多樣性的保護作用。據統計,只有23%的國家支持或要求生物多樣性補償,而有一半具備強制性補償政策的國家的基礎設施發展對世界自然保護聯盟瀕危物種紅色名錄上三分之一的瀕危物種構成威脅。
目前生物多樣性抵消機制在政策制定和執行之間存在巨大差距,很難補償或賠償由全球基礎設施建設對生物多樣性喪失帶來的影響。
對于氣候與生物多樣性保護來說,無論是可再生能源還是傳統能源都可能導致“不可持續”的結果。能源在使用與消費層面是局部的,但能源發展過程中的資源部署是全球范圍,能源項目對于環境與生物多樣性的影響,不僅是地域性的,更是全球性的。
因此,不能簡單將擴張“可再生能源”作為能源轉型中對可持續目標的手段。無論在政策、企業、科研領域,都應該進一步研究與探討可再生能源對于全球生物多樣性影響的關系,將生物多樣性喪失的因素納入能源轉型與發展考慮的范圍,成為“可持續”發展的一部分重要指標。
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