皮肯斯能源计划的现实检查

德克萨斯亿万富翁T. Boone Pickens一直是一个思考大的人。但是,他为美国的席卷10年的能源计划面临可能是不可逾越的障碍。

在过去的两个月里,人们很难避开80岁的德克萨斯州石油大亨、亿万富翁皮肯斯(T. Boone Pickens),他曾是企业掠夺者。首先,他到处都是电视新闻,介绍他宏伟的美国10年能源计划,该计划要求大规模建设风力涡轮机,并使用天然气为国家的许多汽车提供动力。然后他在国会作证,警告说美国对石油的依赖——国家每年花费7000亿美元进口石油——构成了人类历史上最大的财富转移。很快,他又回到了电视上,投入了5800万美元的广告攻势,以争取公众对他的提议的支持皮肯斯计划


作为一个精明的企业家——皮肯斯正在德克萨斯州建设世界上最大的风力发电场,并拥有美国最大的天然气加气站网络——他简明准确地阐述了采取这些激进措施的原因:美国对石油的依赖“威胁着我们的经济、我们的环境和我们的国家安全……它束缚着我们作为一个国家和人民的双手。”


有非常值得称道的皮肯斯计划,但其纯粹的宏伟引发了严重怀疑是否它可以意识到:这需要建设100000多个风力涡轮机,连接他们大城市至少有40000英里的输电线路,并将数以百万计的汽车天然气燃料。要在十年内实现这一目标将是一项艰巨的努力,可能根本无法实现。

布恩
最近几周,Pickens的Prime-Time TV广告一直是全能的,争取政治活动广告,以便公众关注。Pickens计划

也许皮肯斯计划最大的吸引力在于其层叠式的简单。首先,皮肯斯想在大平原(“风力发电的沙特阿拉伯”)上安装风力涡轮机,以取代目前所有由燃烧天然气产生的电力。其次,他希望利用风力发电释放出来的天然气来运行高效、清洁的天然气汽车。第三,他相信这种替代将创造一个大规模的、新型的国内类似航空航天的工业——在巨型涡轮机和辅助设备的生产上有高薪的工作岗位——这将给人口减少的大平原带来经济复苏。最后,皮肯斯说,随着美国将石油进口削减三分之一以上,他的计划将减少流向石油生产国的巨额财富。

如果这是一出歌剧,“勇敢!”的问题。但是,尽管皮肯斯计划有许多积极的方面,至少可以说,它的及时实现面临着许多非同寻常的挑战。工程和金融障碍令人生畏:皮肯斯提出了1万亿美元的私人投资建设风力涡轮机将从德州狭长地带延伸到加拿大边境,另一个2000亿美元(保守估计)来构造一个新的电网连接这个群岛主要城市的风力发电场。事实上,他的计划是如此雄心勃勃,以至于他把它比作20世纪50年代的州际高速公路系统的建设。

阿拉斯,美国历史上蓬勃发展的时代已经漫长了,而Pickens正在建议他在一个政治制度被阉割的国家的计划,经济问题深入。The realities of today’s America — the state of its finances (huge deficits everywhere), the demise of its manufacturing (rising dependence on imports of all kind), and the devaluation of its currency — do not create an impression of a vigorous seeker of new paths; besides, addicts are not usually zealous agents of their own recovery, and addiction to imported oil is exceedingly strong.

因此,尽管我很乐意看到这场德克萨斯式的大挑战取得成功,但美国功能失调的领导层可能会被证明是失败的。该计划需要联邦和州的立法部门做出坚决的决定。然而,就在国会成员对皮肯斯计划(Pickens Plan)表示欢迎两周后,国会却拒绝延长对该项目成功至关重要的风能税收抵扣,我们怎么能认真对待这种情况呢?这些抵免将在今年年底到期。

此外,该计划将必须遵守大量的法律和条例(从环境评估到复杂的通行权地役权),它的一些组成部分肯定会在法庭上受到挑战,从而推迟它的完成。皮肯斯显然明白,只有在组织良好的媒体活动对国会施加严重的政治压力,并帮助削弱联邦和州的许多监管障碍时,这项计划才能得到认真对待。

然而,与阿尔•戈尔的完全不切实际的计划不同,他的计划要求在10年内用可再生能源完全取代庞大的化石燃料电力基础设施,从而完全“重建”美国。皮肯斯计划提出了一个具有挑战性但并非不可能实现的技术目标。戈尔的计划不仅假定了一个不可能的短时间,而且它还承诺了完全不现实的,微芯片般的降低这些新能源的成本。

根据皮肯斯的计划,就目前的价格而言,成本估算基本上是正确的。但是,超过十年的大型项目往往会出现严重的成本超支,因此皮肯斯计划的成本可能是目前估计的两倍。

更重要的是,如果皮卡纳欣赏那些必须解决的技术挑战,那么尚不清楚,无论是在一十年内,他提出的,还是三十年或三十年来,都在解决计划工作的许多技术挑战。或者也许他完全了解障碍,但不希望通过承认其迫在眉睫的挑战来削弱计划的利益的强大信息。

布恩
Pickens的计划将风能取代天然气作为电源,天然气用于在美国Pickens计划中动力汽车

最大的问题之一是他的假设,即天然气,现在可以通过风力发电可以替换为大约22%的美国电力。在今天的美国,燃煤站和核植物会满足基线电力产量,分别工作70%和90%的时间将电网交给电网。天然气发电厂平均运行只有21%的时间,会满足炎热的夏日和冬季夜晚的峰值需求。

根据“皮革计划”,风力涡轮机将产生相同数量的电力 - 22% - 当然是目前的天然气。但是风是一个漂亮的力量来源,所以可以按需提供 - 随着天然气现在 - 相当多的涡轮机必须建造而不是在他的计划中设想。只有生成和消耗模式的详细模拟可以确定涡轮机的实际数量,其最佳位置和所需的高电压(HV)互连,以替换一种形式的一种形式 - 并且没有完成这种模拟。

在他的计划下,Pickens的预测将需要多少新涡轮机,以及构建新传输线的速度也是非常乐观的。In 2007, U.S. utilities installed about 3,200 turbines with a total generating capacity of 5.24 gigawatts of electricity: If these turbines were to generate electricity 25 percent of the time — a typical load factor — they would produce enough electricity for about one million households for a year. (The U.S. has more than 110 million households.) But even if today’s natural gas-fired power plant capacity were replaced at an unrealistic 1:1 ratio by wind turbines, Pickens is talking about installing 40 gigawatts of wind power a year — roughly 8 times the 2007 pace. And even if the turbines were to average 3 megawatts (larger than today’s mean), some 130,000 of them would be needed. With determination and ample financing, that is a plausible pace.

但是“皮肯斯计划”还估计将花费2000亿美元建设新的高压输电线路,将电力从大平原输送到海岸。最近的高压线路建设成本从每英里不到200万美元到超过500万美元不等;后一种费率将为美国新增约40000英里的高压输电线路。如果不知道皮肯斯的计划没有涉及的细节,这可能或可能不足以将达科他州、内布拉斯加州、堪萨斯州、俄克拉何马州和得克萨斯州新建的近400亿瓦风力发电装机容量与沿海城市的高度集中连接起来。无论如何,建设速度都将是一个巨大的挑战。在20世纪90年代,美国公用事业公司建造了大约9700英里的新高压线路,而这十年的计划总里程不到8000英里——是皮肯斯计划所要求的4万到5万英里的五分之一到六分之一。

然后是转向天然气汽车。尽管它们高效、清洁,而且完全令人满意(早在1973年第一次石油“危机”时,我就提倡使用它们),但仅用10年的时间,将此类汽车的拥有量从今天的不到20万辆扩大到数千万辆是极其困难的在美国将近12万家加油站中,现在只有少数几个提供天然气。不幸的是,美国也日益成为天然气进口国(2007年购买的天然气占全球总消费量的18%)。天然气价格紧随原油价格之后,这一现实可能会降低该计划对贸易赤字的最终影响——而大幅减少这种财富转移是皮肯斯的主要目标之一。

最后,让我们清醒地思考一下皮肯斯计划(Pickens Plan)的效力。皮肯斯计划阻止了德州人痛恨的大规模财富转移。如果油价稳定在2008年8月中旬的水平,那么2008年中东出口商将从他们的重质含硫原油中赚取近一万亿美元。如果油价保持在每桶100美元以上,石油进口不变或不断增长,将导致10年内约10万亿美元的资金外流。但是,即使皮肯斯的计划能将这一比例降低三分之一以上,美国仍将面临巨大的贸易赤字,这使强势美元无法重新出现:考虑到美国庞大的预算赤字、超过40万亿美元的各种债务和未偿还债务,即使皮肯斯计划的完美实现也会让美国经济继续走弱。

这位德州石油商是对的:这是美国自己造成的危机。1976年至1986年间,联邦里程标准使美国乘用车的燃油效率提高了一倍,达到每加仑27.5英里。但随着随后几十年油价的下跌,没有制定新的标准。如果仅仅延续1976-1986年的增长速度,就意味着今天美国汽车的平均油耗将接近50英里/加仑,从而消除了我们进口的近70%的原油。此外,大量采用suv推动乘用车车队性能仅22英里每加仑到2006年。如果美国希望弥补其汽油挥霍钻井,这不会被证明是有效的解决方案:更多的石油将被发现在美国的近海水域,但不足以使国家自给自足,即使经过两到三年的这样的活动。

不幸的是,没有任何东西——当然也不是皮肯斯计划——能在短短十年内提供有效的技术解决方案。美国的人均能源消耗仍然是欧盟和日本的两倍。美国人开着两辆越野车去距离市中心50英里、面积5000平方英尺的房子的时代可能一去不复返了。但对美国来说,要治愈这个国家最严重的成瘾症,还需要更激进、更漫长、更痛苦的调整。