2013年,全球消費的一次能源總量合計57.2億億千焦,或者折合249萬億個巨無霸漢堡。如果地球上每個人每天吃一個,這些漢堡夠我們吃92年。而僅在2013年一年裡,美國就消耗掉了這些能量的五分之一。
為了填補能源缺口,美國從20世紀50年代末就開始通過進口能源,現今依然是世界上最大的能源進口國之一。2015年,美國消耗的能源中有11%來自於淨進口能源。在奔向能源獨立的過程中,美國不同時期的領導人有著截然不同的想法。歐巴馬政府積極推動太陽能、風電等可再生能源,同時推行一系列氣候變化法規,而他的繼任者川普則在競選過程中宣稱氣候變化子虛烏有,批評旨在減排的清潔能源政策損害就業,承諾必將大力恢復煤炭工業。
美國的能源結構該怎麼調?會與其他國家開展能源合作?在氣候變化的大背景下,美國要出來扛怎樣的責任?諸如此類的宏大問題,是美國能源部每天都要操心的事。
事實上,他們管的還遠不止這些。「很多人不知道,人類基因組計劃也是美國能源部推動的。」現年72歲的歐內斯特·莫尼茲(Ernest Moniz)說。美國能源部成立於1977年,莫尼茲是歷史上第十三位美國能源部長。在歷任部長領導下,美國能源部負責處理從能源政策制定到核武器項目管理的諸多事務。它的一部之長裡既有法界精英,也有商業翹楚,有亞、非、拉裔美國人,也有諾貝爾獎獲得者。而和他的前任朱棣文一樣,如今掌管能源部的莫尼茲,也是一位物理學家。
能源部長歐內斯特·莫尼茲(Ernest Moniz)是一名核物理學家。圖片來源:energy.gov
1962年,歐內斯特·莫尼茲從麻薩諸塞州福爾裡弗的得菲高中畢業。這個在學校擔任數學俱樂部主席的年輕人隨後投入了物理學的懷抱——四年後,他以第一名的成績從波士頓學院物理系畢業。1971年,他又從史丹福大學拿到理論物理博士學位,奔赴法國做博士後研究。兩年後他回到故鄉,在麻省理工學院(MIT)擔任教員。在那裡,莫尼茲開始了自己的核物理學家生涯。
1983年,在MIT理學院院長約翰·多伊奇的物色下,莫尼茲成為了MIT貝茨直線加速器中心(現為貝茨研究與工程中心)的負責人。這一機構在20世紀60年代末建立,由美國能源部支持——與能源政策密切相關的事務,從此搭上了本是理論物理學家的莫尼茲。
在執掌該中心的八年多裡,這名理論物理學家處理了大量管理方面的工作,展現出了極佳的溝通能力。隨後,莫尼茲又歷任MIT物理系主任、白宮科技政策辦公室科學副主任、美國能源部副部長,最終在2013年5月被美國前總統歐巴馬提名為美國能源部長。
也許對很多人來說,科學家到滿是政治家的地方工作恐怕不是什麼容易的事。 「老實說,我倒並沒有覺得這有那麼難。」莫尼茲一臉輕鬆地對果殼網說,「我跟兩黨的國會議員之間,我覺得,關係都是很好的。」
「我想這很大程度上是因為只要我能用科學家的方法去為他們解決問題,我就會這樣做。」他解釋道,「我發現用科學家的方法——確切來說是物理學家的方法——去闡述問題,再找出理論解法,是非常有益的。」
美國的政治家們很快見識到了科學家懂政治的厲害之處。2015年,莫尼茲加入伊朗核問題的美方談判團隊。憑藉深厚的專業功底和強大的能力,他設法讓這場多年來爭持不下的大談判在區區幾個月時間裡取得了良好的進展。2015年7月14日,伊朗最終與包括美國在內的六個國家就限制伊朗發展核武、解除對伊朗制裁的問題達成全面協議。經此一役,莫尼茲成為了家喻戶曉的內閣明星。
「我認為在很多方面,作為科學家去做政府工作其實是個優勢、這一優勢也能很好地幫助我們——即使存在政治分歧,用更分析性的方法去解決問題也是很受歡迎的,我們也取得了一些很好的進展。」
那些令人滿意的進展,既來自外交方面的勝利,也源自美國在能源結構調整上取得的成績。莫尼茲說,美國正在經歷一場通過市場推動的,從煤向天然氣和非水能可再生能源的巨大轉變。
「在能源信息辦公室發布的美國4月的發電結構中,我們看到了驚人的數據——煤佔到25%;天然氣佔到34%;核能佔到21%;而可再生能源佔到20%——而在此之前沒多久,煤還佔到50%;而天然氣只佔18%。」他舉例說,「4月是能源需求較低的月份,所以我倒並不認為全年的發電結構都會是這樣。不過,能在少於十年的時間內有這樣的改變,真的挺不可思議。」
「這種趨勢在美國降低CO2排放的任務中發揮了巨大作用,因為從煤炭轉變成天然氣,CO2的排放幾乎減少了一半。」他說。
除了支持頁巖氣產業,莫尼茲也一貫肯定核能在美國低碳發展中的作用。2011年福島核事故之後,日本、德國、中國臺灣等地區都出現了新一波反對核能的運動。而在福島核事故之前,日本正準備在2017年前將核電在發電結構中的比重提高到至少40%。到2022年,德國將關停國境內的所有核電站——而在福島事故前,2010年核電還佔了德國發電來源的22.4%。談及這樣的局面,莫尼茲表示:「我覺得不同國家的低碳解決方案將會是非常不同的。我的確認為核能在很多地方都會成為低碳解決方案的一部分——但不是所有地方,比如我相信德國是會廢止核電的。而儘管日本的核電站重啟進展顯然比較緩慢,不過他們的確在努力。我認為我們將能看到一些核電站繼續在日本運作。」
福島核事故後,美國核能管理委員會對全美104個核反應堆進行了全面的安全檢查。在民眾對核電站安全性憂心忡忡之時,莫尼茲發表了題為《為什麼我們還需要核能》,闡述了美國的核能發展在福島事件後應何去何從。「美國必須做出一系列決策來保持和發展核能。核能管理委員會從福島事件中吸取的安全教訓必須轉化成行動;而公眾需要相信核能是安全的。」莫尼茲寫道。
「我認為我們的核電站是非常安全的。我們對安全和安保都進行了升級。我不會透露任何細節,但這樣的安保升級是大量的,尤其是在後911時期,我們對所察覺到的新風險很是關切。」莫尼茲說,「當然,我們也在大規模加強網絡安全,不僅僅是針對核電站,而包括所有基礎設施。這相當重要。」
莫尼茲相信美國會選擇繼續發展核工業,也透露他們正在密切關注小型核反應堆的建設:「我們覺得這可能會是非常重要的開發領域。不像1000兆瓦那種反應堆,『小堆』的功率在50兆瓦左右。美國的第一個小堆項目在今年向美國核能管理委員會申請設計認證,這可能會是一個轉折點。」
作為核物理學家和能源部長,莫尼茲相信核電在美國會繼續取得發展。圖片來源:Calo
儘管天然氣和核能在美國能源體系裡處於中堅地位,但這兩員「大將」仍不足以撐起一片低碳未來。根據一項發表在《科學》上的新研究[1],科學家們發現二氧化碳排放與北極夏季海冰融化之間存在一個線性關係: 從1953年起,每多一噸二氧化碳被排入大氣層,特定區域就有3±0.3平方米的海冰消失。這相當於每年平均每個美國人就讓北極冰帽減少了約60平方米。
在這樣的背景下,新能源的開發和應用顯得迫在眉睫。「目前,美國能源部每年大約有50億美元的投入用於支持能源研發和示範方面的工作。」莫尼茲說,「我們和科研機構及企業有著很好的關係。」
從面向大學實驗室的基礎研究項目到面向私企的技術轉化項目,美國能源部「尋求所有方式」發展新能源。「我們會在整個創新周期的不同階段與不同的角色進行合作。」他說,「把技術提取出來這一步很重要,為未來的轉化技術打下基礎也同樣很重要。所以我們的工作面向每個方向。」
在這樣的支持下,以風能和太陽能光伏為代表的新能源,成本正在快速下降。「不過,風能和太陽能顯然是間歇性的,所以如何將它們大規模地整合進電網仍是一個問題。」莫尼茲說。
今年9月,中美領導人馬先後向聯合國秘書長交存中國和美國氣候變化《巴黎協定》批准文書,成為《巴黎協定》的締約國。在應對氣候變化方面,美國接下來的角色會發生變化嗎?
「至於美國的未來,我堅信我們會保持向既有的目標前進。」莫尼茲表示,「作為前提的那些旨在達到目標的活動是不會輕易被改變的。」美國設定的減排目標要求他們在2025年較2005年減少約27%的碳排放。為了促成這一目標的實現,「歐巴馬總統2013年6月推行了氣候行動計劃。這一計劃以一系列法規為基礎。能源部負責了關於電器、發動機、照明等等的效率法規,並積極地推動了它們。」莫尼茲說,「這些效率法規的規模是怎樣的呢?在這個總統任期,我們執行的涉及電器和其他設備的效率法規如果持續到2030年,將減少30億噸的CO2排放。」
「你也許會說,那換了個總統可能又是另一碼事了。」提及換屆之後的可能性,莫尼茲強調,「這些法規具有必須被遵循的法律結構及程序。它們包括許多步驟,涉及公眾評價和回應等等環節。」
「即便一位新總統上臺,新總統也沒有辦法在不走完這些程序的情況下更改這些法規。我想要強調的是,我們所頒布的政策具有一定的穩定性。」他說。
2016年11月9日,共和黨總統候選人唐納·川普在大選中勝出,成為新一任美國總統。這位曾經公開表示「全球變暖的概念不過是中國人創造出來是一場騙局」的總統未來會如何左右美國在應對氣候變化方面的作用,下一任能源部長還有沒有可能是一位科學家,我們現在還不得而知。但至少,即將結束自己能源部長任期的莫尼茲,還對他任期內留下的東西保有信心。
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