陳濤

摘 要：得益于技術(shù)進(jìn)步和替代燃料的發(fā)展，2008年以來，美國石油對外依存度逐漸降低。國際能源署報告指出，美國現(xiàn)已成為天然氣凈出口國，并將于2020年前后成為石油凈出口國。中國是目前世界上最大的能源消費(fèi)國，隨著經(jīng)濟(jì)、社會的發(fā)展，石油、天然氣的缺口將繼續(xù)增大。梳理美國在能源獨(dú)立方面的相關(guān)舉措，對研究中國能源安全問題具有積極意義。

關(guān)鍵詞：能源獨(dú)立；替代能源；能源安全

1903年，美國人Henry Ford創(chuàng)立了福特汽車公司。1908年，福特公司生產(chǎn)出世界上第一輛屬于普通百姓的“福特T型車（Ford Model T）”，從此，汽車開始走進(jìn)千家萬戶，美國成為了“車輪上的國度”。如今，100年過去了，美國經(jīng)歷了上世紀(jì)前半葉本國石油工業(yè)的繁榮、1973年和1978年兩次石油危機(jī)的沖擊以及新世紀(jì)頁巖氣革命的鳳凰涅槃，正在逐步實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立。

1 美國近40年石油進(jìn)口簡況

自1976年以來，能源安全或者說能源獨(dú)立已成為歷屆美國總統(tǒng)競選時的焦點(diǎn)話題之一，Ronald Bailey（美國《Reason（理性）》雜志科技專欄記者）就曾在其撰寫的《Energy Independence： The Ever-Receding Mirage 30 years of presidential futility and failure》一文中記述過這個現(xiàn)象[1]。

能源安全被提上公共議程要追溯到1973年爆發(fā)的第一次石油危機(jī)。當(dāng)時，因美國在贖罪日戰(zhàn)爭（即第四次中東戰(zhàn)爭）中支持以色列，部分歐佩克（OPEC）國家對其實(shí)施了石油禁運(yùn)，導(dǎo)致美國國內(nèi)油價短時間內(nèi)暴漲，隨后發(fā)生燃料短缺，在加油站等待加油的汽車一度排成蜿蜒數(shù)英里的長龍。為渡過危機(jī)，時任美國總統(tǒng)的尼克松設(shè)立了專業(yè)委員會，提出“Project Independence（獨(dú)立計劃）”，欲在1980年之前將石油凈進(jìn)口量減少至零。這是美國能源獨(dú)立的初次探索，不過未能實(shí)現(xiàn)。

1973年，美國原油和成品油的凈進(jìn)口量大約是600萬桶/天。到1977年，這一數(shù)字上升到850萬桶/天。1978年后，受第二次石油危機(jī)影響，進(jìn)口量開始下降，截止1985年，下降到400萬桶/天。但隨后20年進(jìn)口量逐漸恢復(fù)并持續(xù)上升，2005年達(dá)到1250萬桶/天。

美國石油對外依存度發(fā)生質(zhì)變是在2008年金融危機(jī)以后。起初，分析人士認(rèn)為進(jìn)口量下降是經(jīng)濟(jì)衰退所致，但隨著2009、2010年全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，美國原油和成品油進(jìn)口仍然呈下降趨勢。究其原因，主要是油氣田開發(fā)技術(shù)進(jìn)步所帶來的美國本土石油產(chǎn)量飛速增長，例如致密油氣藏的商業(yè)化生產(chǎn)、水平鉆井和水力壓裂技術(shù)在頁巖氣開發(fā)中的應(yīng)用。到2014年，凈進(jìn)口量回落至500萬桶/天，并在后來幾年中保持下降趨

勢[2]。

2 美國對石油替代能源的探索

用其他能源替代石油主要有兩方面的原因：一是石油資源不可再生，最終會被耗盡；二是使用石油會產(chǎn)生許多外部成本，例如環(huán)境污染、全球暖化等。需要指出的是，目前尚無任何指標(biāo)表明石油將要耗盡，且使用石油產(chǎn)生的外部性問題也已經(jīng)被部分內(nèi)化了，但考慮到社會、經(jīng)濟(jì)永續(xù)發(fā)展，尋求石油的替代燃料仍是必然的。美國自上世紀(jì)70年代以來，主要從以下幾個方面采取了若干措施。

2.1 提高能源使用效率

就石油而言，提高能源使用效率意味著在相同數(shù)量和類型的運(yùn)輸中使用更少的燃料。這是美國自20世紀(jì)70年代以來一直采用的主要方法。最典型的案例是1975年美國實(shí)施的“Corporate Average Fuel Economy（企業(yè)平均燃油經(jīng)濟(jì)性）”計劃，英文縮寫為“CAFE”[3]。該計劃使美國乘用車的平均燃油經(jīng)濟(jì)性從1974年的每加侖14英里增加到1985年的每加侖27英里，10年間翻了一番。2010年，政府出臺了新的標(biāo)準(zhǔn)，并將卡車、公共汽車和其他重型設(shè)備也納入到管理范圍，截至2016年，美國機(jī)動車燃油經(jīng)濟(jì)性提高到每加侖34

英里。

2.2 汽車發(fā)動機(jī)改造

天然氣已經(jīng)在南美洲和亞洲的汽車中廣泛使用，其優(yōu)點(diǎn)是不需要對目前的燃油發(fā)動機(jī)進(jìn)行太大的技術(shù)改造。2008年，美國石油投資人T. Boone Pickens提出一項名為“Pickens Plan（皮肯斯計劃）”的計劃，核心內(nèi)容是對美國的大部分車輛進(jìn)行改造，改用天然氣驅(qū)動，同時發(fā)展風(fēng)力發(fā)電（目的是將用于發(fā)電的天然氣轉(zhuǎn)為車用燃料）。美國天然氣資源豐富，價格便宜，車輛改裝在技術(shù)上可行，世界上許多地方也有成功經(jīng)驗(yàn)，但皮肯斯計劃在美國推廣時也遇到一些障礙，例如：天然氣汽車需要安裝體積較大的儲罐以保證續(xù)航；很多地區(qū)尚無大型的加氣基礎(chǔ)設(shè)施；不少民眾認(rèn)為燃?xì)馄嚨男阅艿陀谕燃壍娜加推嚕卉囕v的改造費(fèi)用較高（每輛車1500-2500美元）等。

2011年，美國政府通過一項名為“The New Alternative Transportation to Give Americans Solutions Act（NAT GAS Act）”的法案。這項法案很大程度上遵循了皮肯斯計劃的建議，其目標(biāo)是在道路上投放25萬輛燃?xì)馍逃密嚕ò竷?nèi)包含各種旨在發(fā)展小型燃?xì)廛囮牭呢敹悆?yōu)惠政策。目前，天然氣在出租車、校車、城市垃圾車、長途運(yùn)輸車隊等行業(yè)廣泛使用。

2.3 電動汽車

電力取代燃油主要有兩種方式：電動汽車和電氣化鐵路。如果電動交通工具普及，石油進(jìn)口將大幅減少，但目前看來電動汽車取代燃油汽車還需要時間。一方面，很多電動汽車的最大里程不足100英里，并需要數(shù)小時才能完成充電，不適合長途旅行。雖然美國90%的普通民眾出行往返距離不超過40英里，電動汽車可以勝任，但當(dāng)一天的駕駛距離超過100英里時，人們就需要另外的車輛。另一方面，目前電動汽車的價格通常比同級別的燃油汽車多出10000美元，再加上鋰電池的性能和壽命等技術(shù)問題尚未完全攻克，電動汽車的投資回收期甚至超出了其本身的使用年限。盡管如此，電動汽車這一細(xì)分市場當(dāng)前正處于繁榮時期，這種繁榮是否會持續(xù)下去還有待

觀察。

2.4 生物質(zhì)燃料和沼氣

玉米乙醇（由玉米、甘蔗等高糖作物發(fā)酵產(chǎn)生）和生物柴油（由大豆制成）是目前美國使用最多的兩種生物質(zhì)燃料。美國加油站提供的E15汽油和B20柴油就是常規(guī)化石汽、柴油與玉米乙醇或生物柴油的混合物。生物質(zhì)燃料可以實(shí)現(xiàn)100%的國產(chǎn)化，但此類燃料開發(fā)過程中的一些問題會阻礙其推廣。一方面，翻耕、播種、施肥、收割、運(yùn)輸、加工、發(fā)酵和蒸餾乙醇的過程是非常耗能，從某種程度上講，生產(chǎn)乙醇所需的能量比從乙醇中獲取的能力還要多。另一方面，將大量的玉米、大豆用于生產(chǎn)生物質(zhì)燃料，會影響糧食的價格和供給能力[4]。

沼氣的特性與天然氣相似，主要成分是甲烷，來源于有機(jī)物的厭氧分解。垃圾填埋場、污水處理廠和動物養(yǎng)殖場都有機(jī)會捕獲和利用這種可燃?xì)怏w。沼氣在美國主要用于發(fā)電，但越來越多的企業(yè)將其應(yīng)用到運(yùn)輸領(lǐng)域。一些大型的垃圾拖運(yùn)公司，例如Waste Management，就在使用填埋場收集的沼氣作為垃圾車的燃料。利用沼氣有諸多好處，同時也存在著車輛改造、運(yùn)輸距離等方面的局限，這一點(diǎn)同天然氣

類似。

3 小結(jié)

根據(jù)國際能源署（IEA）2017年的報告，美國現(xiàn)已成為天然氣凈出口國，并將于2020年前后成為石油凈出口國，這都得益于能源效率提升和替代燃料的發(fā)展。中國是目前世界上最大的能源消費(fèi)國，隨著經(jīng)濟(jì)、社會的發(fā)展，石油、天然氣的缺口將繼續(xù)增大。梳理美國在能源獨(dú)立方面的相關(guān)舉措，對研究中國能源安全問題具有積極意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]Ronald Bailey.Energy Independence： The Ever-Receding Mirage 30 years of presidential futility and failure[J].Reason Magazine， 2004，（7）.

[2]Energy Information Administration （EIA）.U.S. Net Imports of Crude Oil and Petroleum Products[EB/OL].2018-7-26.

[3]https：//www.eia.gov/dnav/pet/hist/LeafHandler.ashx？n=pet&s;=mttntus2&f;=m.

[4]National Highway Traffic Safety Administration （NHTSA）.Corporate Average Fuel Economy[EB/OL].2018-7-28.

[5]https：//www.nhtsa.gov/laws-regulations/corporate-average-fuel-economy.

[6]Ilya Gelfand， Sieglinde S. Snapp， G. Philip Robertson.Energy Efficiency of Conventional， Organic， and Alternative Cropping Systems for Food and Fuel at a Site in the U.S. Midwest[J].Environmental Science & Technology， 2010，（10）.