作者:唐一尘 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2018/3/26 12:52:42
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塑造世界认识能源的人

Vaclav Smil 图片来源:DAVID LIPNOWSKI

doi:10.1126/science.aat6429

20世纪50年代,少年时期的Vaclav Smil大部分时间都在砍柴。他和家人生活在当时的捷克斯洛伐克的一个偏远小镇,坐落在多山的波西米亚森林中。在散步时,他可以看到西德的一个高高的山脊以及为了防止捷克人穿越边境而设计的雷区。

现在,Smil早已不是那个工作效率低下的砍柴少年,他成为了世界上最重要的能源思想家之一。在加拿大马尼托巴大学(UM)附近的家庭办公室里,这位74岁的学者在过去40年里炮制出几十本书,研究了一系列话题,包括中国的环境问题和日本从植物到肉类的饮食转变等。

揭露谎言

这些书是枯燥无味的,甚至很少能卖到几千册。但是,这并没有阻止一些书——特别是那些探索社会如何从依赖一种能源,如木材,到另一种能源,如煤炭——深刻影响着一代又一代科学家、决策者、高管和慈善家。

一名狂热粉丝、微软的联合创始人比尔·盖茨声称,他几乎读过Smil所有的作品。去年12月,盖茨写道:“我在等待Smil的新书,就像有些人期待下一部‘星球大战’电影一样。”

现在,世界试图通过摆脱化石燃料遏制气候变化,Smil在能源转型方面的工作受到前所未有的关注。Smil要求气候变化倡导者考虑到维持现代世界对化石燃料依赖的巨大惯性,并质疑了许多乐观的假设,即快速转向替代能源的设想。哈佛大学能源与气候科学家David Keith说:“他是哄骗的杀手。”

给他5分钟,Smil就会指责一个接一个的场景。德国的太阳能革命是世界应该效仿的榜样吗?鉴于这个国家接收到的阳光照射很少,这是一种极其低效的方法,并没有减少这个国家对化石燃料的依赖。风力发电机是低碳未来的体现?挖掘地基需要用石油驱动的重型设备,需要用天然气烧制的混凝土,闪闪发光的钢结构也是源于煤炭。

加州大学圣迭戈分校国际气候政策专家David Victor提到,在能源政策领域有很多过于乐观的事情。而Smil在识别这些谎言上表现得非常出色。

但Smil不是一个只会唱反调的人。他接受了气候在变化的现实——尽管他对气候模型持怀疑态度——并且认为人们需要减少对化石燃料的依赖。他试图减少自己的碳足迹,建立一个节能的家庭,并以素食为主。他认为,自己的学术研究提供了一个针对挑战的现实评估。

Smil不喜欢对媒体发表演讲。“我真的不觉得有什么特别的要说。”他说,“如果你想知道,它就在那里。”

童年铁幕

去年12月,Smil从华盛顿的一家酒店出来,然后,他戴上了一顶针织帽——他不允许任何浪费的热量。他在前一天做了一个讲座,现在正直奔最喜欢的国家美术馆。

上世纪八九十年代,他是美国首都的常客,与世界银行、中央情报局以及其他政府机构进行磋商。但是,美国在9/11之后的安全镇压行动,让他对国家领导人感到失望。

尽管如此,Smil无法动摇他对美国的感情。这要追溯到他的童年时代:二战期间,美国士兵从纳粹手中解放了他的家乡。1969年,Smil和妻子Eva来到美国。

Smil常说,他的童年没有什么特别的,父亲是一名警察,后来在制造业工作;母亲为一家精神病医院做饭。但在还是个孩子的时候,他就意识到在冷战中到处充斥的谎言是错误的,这也激发了他对事实的尊重。“我只是不支持任何无稽之谈。”Smil说。

Smil考入查尔斯大学学习自然科学。他住在一个改造的修道院里,无论夏天和冬天都十分阴冷。这里的热量不是来自木头,而是来自煤炭。大学满足了Smil的好奇心。“他们教我自然知识,从地质学到云。”他说。但Smil认为,传统的科学事业并不适合他。

1969年,Smil夫妇到达美国。他们最终在宾州州立大学就读,在那里,他在两年内完成了地理学博士学位。由于没有钱,他们从一位寡妇那里租了房间,Smil又开始了新能源转换模式:一辆油罐车定期来为地下室的炉子加油。

在退休之前的几十年里,Smil教授的是环境科学入门课程。除此之外,Smil是他所在部门的一个“幽灵”,只招收了几个研究生。自上世纪80年代以来,他只在一次教师会议上露过面。“他是个隐士,喜欢自己工作。”Smil的学生、宾州州立大学环境科学系主任Rick Baydack说。

4次能源转型

今天,Smil跨越了科学家和知识分子之间的界限,闪烁着一种“无根的波西米亚式世界主义”的味道。他精通各种语言,是一个不愿外出就餐的茶点和美食家,而且是一名艺术爱好者。站在花园里,他可以告诉你许多植物的拉丁名称,然后他会说,“我欣赏和喜爱蓝绿色的藻类,它们帮助启动了地球的氧气时代”。

Smil的写作生涯始于上世纪70年代中期,当时中东国家对石油的禁运,使得发达国家意识到,自己的交通、取暖、农业、化学品甚至电力对石油高度依赖。一个颇具影响力的研究警告称,地球资源即将耗尽。

Smil很感兴趣,并自学编程以便重复该研究创建的模型。“我看到这完全是胡说八道。”他回忆说。这个模型过于简单,容易被最初的假设所扭曲。他还构建了一个二氧化碳排放如何影响气候的类似模型,并发现它存在同样的缺点。从那以后,他就一直轻视各种模型。“我太尊重现实了。”他说。

相反,Smil在科学文献和晦涩的政府文件中搜寻数据,寻找人类应如何产生和部署能源的宏大图景。这些努力最终出现在几本书中——包括《一般的能量学:生物圈和文明的能量》(1991),《世界历史上的能源》(1994),以及《能源转型:历史、需求、前景》(2010)——这是一个关于创新和变革的史诗故事。

Smil说,从本质上说,人类经历了三次主要的能量转变,现在正努力开始第四次。首先是对火的掌握,这使人们可以通过燃烧植物释放能量。第二次是农业,它将太阳能转化为食物,将人们的注意力从食物中解放出来。第三是工业化,随之而来的是化石燃料的兴起。

现在,世界面临着第四次能源转型:向不排放二氧化碳的能源转移,转而依靠当前太阳的能量流,而不是那些数百万年前被困在煤炭、石油和天然气中的能源。

然而,第四次转型不像前三次。Smil指出,从历史上看,人类通常会用相对较弱的、笨重的能源为那些更集中的人群提供能量。例如,童年时期他砍下木头取暖,而木头需要大量土地种植,燃烧时释放的能量相对较少。

相比之下,煤和油的功率密度更高,每克产生的能量更多,而且是从相对致密的沉积物中提取出来的。但现在,世界正试图从高度集中的化石燃料向更分散的可再生能源转移,如生物燃料作物、太阳能和风力发电场。

Smil指出,这种密度逆转的一个令人担忧的影响是,在未来由可再生能源驱动的社会,人们可能需要投入100甚至1000倍于今天的努力到能源生产。这种转变可能对农业、生物多样性和环境质量产生巨大的负面影响。

而要看到与这一转变的困难,只需看看德国。2000年,化石燃料提供了德国84%的能源。然后,该国开始了一场历史性的运动,建设了90千兆瓦的可再生电力设施,足以与现有的发电量相匹配。但是这个国家依然依靠化石燃料:在2017年,它们仍然提供了80%的能源。Smil说,太阳能可以很好地工作,但最好是阳光普照的地方。很显然德国并不合适。

而且,尽管Smil能看到比大多数人更好的现在,但他不愿意预测未来。他也不会说崩溃是不可避免的——人类即使是在一个有问题的道路上,也不可能很快改变方向。Smil说:“我们在不断地崩溃,然后不断修复。”(唐一尘编译)

 

 
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