给未来世界领导者的能源忠告！

畅销书《未来总统的物理课》作者的最新力作！

国家能源政策必读手册！

福岛核事故、中国能源扩张、墨西哥湾漏油、中东战争以及凶兆隐现的全球变暖，其中每个问题都不容置疑地提醒着总统以及公民们，没什么比能源需求以及有限的资源供应对我们的生活有更大的影响了。

在理查德·A.穆勒编写的《未来总统的能源课(给未来世界领导者的能源忠告)》这本最具科学分析的能源政策读本中，理查德A穆勒提供了详细分析并指出问题所在！

在《未来总统的能源课(给未来世界领导者的能源忠告)》这本最具科学分析的能源政策读本中，理查德·A.穆勒提供了详细分析并指出问题所在，结论如下：

福岛核事故和BP公司的原油泄露虽然问题严重但并非灭顶之灾，不应该在制定能源政策时起决定性作用。

能源的未来是天然气。尽管天然气公司过去对压裂技术有所滥用，但它可实现清洁开采。

页岩气矿藏的开发是减缓全球变暖的关键。它注定要改变能源格局，拉低汽油价格。

否定了电动汽车和乙醇但肯定了混合动力汽车和合成燃料。

此外，作者穆勒建立并领导了研究全球变暖的“伯克利地球”计划，该计划已成为新闻焦点，《未来总统的能源课》首次对有关内容提供了实证分析。

前言

I 能源灾难

 1 福岛

 2 墨西哥湾漏油事件

 3 全球变暖及气候变化

II 能源概况

 4 意外横财天然气

 5 液态燃料安全

 6 页岩油

 7 能源生产率

III 替代能源

 8 太阳能热潮

 9 风能

 10 储能

 11 即将到来的核能爆增

 12 聚变

 13 生物燃料

 14 合成燃料与高技术化石燃料

 15 其他可替代能源：氢、地热、潮汐及波浪能

 16 电动汽车

 17 天然气汽车

 18 燃料电池

 19 清洁煤炭

IV 能量是什么——本部分可选读

V 给未来总统的建议

校者后记

能源是当今世界上最重要的商品，能源利用与一个国家的财富强烈相关。为了能源，国家之间甚至兵戎相见。我们对能源太敏感了，一个只为全世界提供2%石油的国家（利比亚）形势稍有不稳，油价就会暴涨10%。

能源灾难一个个接踵而至，震惊世界的墨西哥湾石油泄漏事件好像要成为美国历史上最严重的生态灾难。尽管核能支持者们对核能的预测非常乐观，但核事故却一再发生——首先是三里岛（Three Mile Island），然后是切尔诺贝利（Chernobyl），当一切似乎归于太平无事时，福岛核事故来了。现在又出现了一种新的能源威胁：压裂技术，一种钻取天然气的方法，据说它会把整个流域污染掉。而且过度的能源消耗可能带来人类历史上最大的灾难：失控的全球变暖，同时会伴有各种风暴、洪水、以及不可思议的干旱。

我们现在的许多经济困境来自能源，美国每年500亿美元贸易赤字的一半来自石油进口——而且情况可能会更糟。中国和我们有一比，它每年石油进口的增速是50%。这么严重的石油依赖对市场的压力是巨大的，尤其别忘了，预计本十年内世界石油供给量将达到最高峰并开始下降。很多国家的能源安全受到危胁，比如，法国和德国2009年的某一天就发现了自己的脆弱——据说是俄罗斯想教训一下乌克兰，所以掐断了天然气供应管道，虽然仅一天，但他们已深有感触。尽管存在这些问题，我们对能源总抱着一种理所当然的态度。家里的供电不正常了，那毫无疑问是别人的过错！如果电价上涨了，我们就认为一定是有人捣鬼！在美国，便宜用电已成了理所当然的事情，人们不觉得有什么奢侈可言，很多人已把它作为一项基本人权。

我们听说能源日渐枯竭，但另一种声音也足以将此淹没，有人说能源到处都是，唾手可得，能源是极好的投资对象，只要我们足够聪明，不让大公司误导就行。阳光里有能源、海水里有能源、风里有能源，地球深处慢慢渗出的地热就是能源。有人告诉我们对化石燃料的倚赖其实只是一种顽习，是一些石油公司一手操纵强加给我们的。

我们需要能源，但我们肆意挥霍拥有的能源。我教书所在的加州大学伯克利分校的大报告厅即使正午时间也用人工照明。冬天，我们对建筑物过度供热，夏天又过度制冷，我们觉得这样才奢华。节约能源成了恶名，它和马力不足的汽车、不给力的节能灯照明联系在一起；节约能源就意味着我们冬天在家里还得穿毛衣。能源是涉及国家安全的中心问题，在军事和经济意义上均如此。它不仅影响到总统的决策，也影响到普通民众的决定。但能源是抽象而神秘的，物理学书籍把它定义为“做功的能力”——但这个定义对理解能源没什么用处，除非你理解“功”和“能力”在这里的技术含义，而这些名词同样是抽象的。有人告诉我们要节约能源，但物理学家告诉我们能量守恒是自然法则，并不需要人为选择。能源太令人迷惑了，未来总统真正需要了解的是哪些有关内容呢？当您有朝一日当了总统，把有关能源的事情交给能源部长或者科学顾问处理不就行了吗？要有这么简单就好了！想象一下将来很可能会出现的如下两个场景：

您的科学顾问在大力赞扬太阳能的优点，而经济顾问却很忧虑美国汽车工业的衰落，同时你的国务卿正为发生在沙特阿拉伯或伊朗等产油国的革命搞得焦头烂额，不知所措。对能源的了解是解决这些问题的关键所在。

您的能源部长觉得福岛核反应堆的核泄漏事故太可怕了，这应该是核电站的丧钟，但科学顾问说美国不存在海啸危险，事故中无人因泄漏的核辐射而致死，而且这次事故显示出了核电站的稳固性。你得平衡各种建议，然后作出决策，但化解各种不同意见似乎是不可能的。

当你的顾问们意见相左时，你该如何得出正确结论？答案显而易见：你不仅需要懂得他们各自的结论，更应该理解得出各自结论的原因和逻辑。我们生活在一个高科技的世界，你仅仅依靠旧时代总统所掌握的那种信息来当政是难以为继的，无论在经济、政治、外交还是军事上，各个方面都如此。你需要了解并懂得能源，更具挑战的是——你必须引导公众和议会。你不能总依靠民意测验，因为公众或许无法领会各种问题间微妙的平衡。这时就看你的了，你的作用非常关键。

本书的目的不是给出建议，而是传达知识和见解。作者间或会给出自己的意见，但请注意——这些只是我作为一个科学家的见解。有朝一日当您身为总统时，如果采取的措施与之相反，我一点都不会奇怪或失望。至少你的选择是有根据的。P1-3

多数人的麻烦不在于无知，而在于他们知道太多似是而非的东西。

——乔希·比林斯(J0sh Billings)，19世纪幽默作家，但以前

常误作马克·吐温的笔名(这个把作者张冠李戴的事实

正是本格言的最好例证)

未来的总统必须了解能源，这道理很浅显易懂。此外，本文前引的格言还隐示着一件同样重要的事情：您必须洞悉其他人常见的谬误。当您成为总统时，用谦和的态度和方法让那些执着于错误看法的人们修正自己的错误，是您首要的责任。您必须做公众的能源指导员。

有很多东西需要理解。当您把政治暂时搁置一旁，客观地看待能源时，您得到的结论不仅常常有违您的直觉，而且也是您始料未及的。下面列出一些本书将会讨论的结果，即便这些结果对您来讲并无新奇之处，但您的多数选民定会感到惊讶。

福岛核电站灾难和海湾漏油事件的毁灭性并不像许多人想象的那么严重，这些事故并不意味着应该对能源政策做重大调整。

虽然全球变暖是真实的，而且总体上是人类活动所致，但是．只有当我们找到廉价且具赢利性的温室气体减排方法时，才能让发展中国家实现温室气体减排，并进而控制全球气变暖。

我们最近发现页岩中有储量巨大的天然气可供开采。把这发现称为“意外横财”并不夸张，未来几十年，页岩气在国的能源政策中将扮演核心角色。

美国趋于短缺的不是化石燃料，只是用于交通运输的燃料合成燃料(人造汽油)、天然气、页岩油资源，以及燃油效更高的汽车将是未来解决问题的关键。

能源利用效率有极大提升空间。在提高燃料效率和节约能谚上投资，所得收益可以远高于伯纳德·麦道夫(Bernard Madoff)的庞氏骗局l。更好的是，这些回报是免税的。

太阳能正在取得惊人的发展，但发展潜力在太阳能电池而太阳能热发电站。太阳能的主要竞争对手是天然气。

风力发电作为电力来源的补充有相当大的潜力，但需要更的输变电网络。虽然风电目前发展很快，但来自环境保护义者的反对也越演越烈。风能主要的竞争对手也是天然气用以解决风能和太阳能间歇性问题的能源存储存在许多困且费用昂贵。性价比最高的解决方案可能还是电池，但使天然气的备用电站或许更便宜。

核电是安全的，核废物储存并不困难。人们的恐惧源自缺了解以及误导。核能的主要竞争者是天然气。

未来生物燃料的基本价值在于为交通运输提供能源保障，非防止全球变暖。玉米乙醇不应该被视作生物燃料。生物燃料的主要竞争对手是天然气。

合成燃料是实用且重要的，进一步研发后其成本应可维持在每桶60美元或更少。用天然气制成的合成燃料，是几种绝无仅有的，能竞争过压缩天然气的车用燃料之一。

一种新能源正在迅速取得突破性进展，极有可能对市场产生较大且正面的冲击，这就是页岩油。美国的储量很大，而且已开发出实用可行的采掘方法。页岩油的生产似乎比合成燃料更便宜，这两个产业很可能会形成激烈竞争。

氢能经济的未来极度黯淡。一些最具浪漫色彩的替代能源，如地热、潮汐和波浪能，将来不可能大规模发展。

混合动力汽车前途光明，但插电式混合动力汽车和纯电动汽车前途不佳，算上电池更换成本后这些车的运行费用比燃油车高很多。有一种情况例外：用铅酸电池驱动的短途(续航里程在40～60英里范围)汽车可能会在中国、印度等发展中国家广泛使用。

可以说，美国国内公开提出的应对大气层中二氧化碳危险性的各种方案，即使执行了也没有一个会奏效。“树立榜样”不会起作用，因为发展中国家学不起。或许唯一可行的是美国把自己从主要依靠煤炭转向依靠页岩气的经验和技术分享给发展中国家，并鼓励发展中国家也实现这种转换。

这些是未来总统需要知道的事情，也是未来总统需要让公众明的事情，做到后者才能防止未来能源政策让似是而非的公众舆论左右。

理论上这是一本写给总统看的书，作者的虚拟身份应该是科学顾问。不过，从内容看本书的形式更像是出版商的一种炒作。因此严格地说，本书属于科技决策型。能源与信息和材料一样，是人类文明的支柱技术之一，古今中外概莫能外。不过今日的能源问题(特别是碳排放)涉及社会生活、地缘政治等各个层面，所以关于能源的决策就不仅仅是内政，还是外交和国际政治问题，其后果及影响将无远弗届。

就笔者自己而言，每年填写科技部的跟踪调查表时总在“社会经济目标”中选择“能源生产、分配和合理利用”这一项，所以也算在能源领域中滥竽充数。这些年来涉及过的包括核能、氢能、二次电池以及提高原油采收率等等，对本书的大部分内容还不算生疏。在校阅完后觉得有些话不吐不快，因此撰写此文附于书末，供读者参考。

先说本书的积极意义。对普通中国读者而言，本书有如下显著亮点：

(1)全球变暖。在第三章最后一节，作者根据人们对全球变暖的不同态度分为六类，就笔者接触所见，多数关心过该问题的中国人属于最后两类——“怀疑派”和“否定者”。究其原因，不客气地说，媒体的选择性宣传是主要推手。以前中国的能耗本身就很低，所以就把以美国为首的“老牌资本主义国家”等排放大户看作是祸水外流的自私自利者。当中国的碳排放已经位居首位1的时候我们又出来几种论调，一种是扯历史老帐，再一种是算人均排放量，最后一种就是不承认有全球变暖这回事。特别是后一种观点，虽然还不敢搬到国际台面上去，但国内的确大行其道。“气候门”事件曾让很多人以为全球变暖就是一个帝国主义围追堵截的阴谋，类似于“货币战争”一般，虽然在世界任何地方都有持类似看法的人，但似乎只有在中国这成为一种准官方的观点。坚持全球变暖的人似乎已经让西方洗了脑，就差变成美奴、卖国贼了。但当国内各地出现大规模气候反常事件时官媒又说是全球变暖所致，似乎承认了科学结论。这种朝三暮四的矛盾，常常令普通民众无所适从。而本书利用长期、多来源的温度测量数据，以及海平面升高和大气中二氧化碳浓度数据等环环相扣的证据说明不仅全球变暖是一个科学结论，且其与二氧化碳的排放密切正相关。但作者毕竟是严谨的学者，对于很多所谓的全球变暖证据进行了澄清，坚持客观真实原则2，并未把那些“人人皆然”的证据列入其中，而是有一说一，有二说二，令人钦佩。

就像作者在书中提及高燃油效率的轻型汽车遇到的问题一样，全球变暖问题是典型的、最大版本的“公地悲剧”，这个问题不仅考验着全世界各国的政治家，也考验着我们每一个人，而普及科学界已经公认的知识是其中最基本的一步。

……

工业化之前的地球基本是一个自我循环的物质链，所以任何能减5-'2茎个星球上人造垃圾的努力都是值得鼓励的。毕竟，每个人都不想自己的家园变成填埋场。而核电的主要困境就是，虽然核电可能有诸多好处，但问题是谁愿意收留核废物，如果无人承担这个后果，那么人类也就不能得到总体的好处。

无论如何，碳减排也好，废品回收也好，这些都是为了我们能有一个美好而可持续的生活。如果仅仅把碳减排作为唯一目的，那么恐怕这种结局只能走向目标的反面，对于中国人而言，这类历史教训实在是太多了。

与此相关的是作者在环境问题上的自相矛盾，在谈到核电、石油和天然气时作者是一个人类中心主义者，具有马基雅弗利式的冷静，甚至都算不上是自由主义者，有一种要实现“英特耐雄纳尔’’的感觉，而谈到波浪能和潮汐能时又变成了绿党人士。

(3)对电池技术的偏见。作者在第10章中说“电池技术的迅速发展实际上只是电池市场的迅速发展”。而没有注意到可充电电池技术本身也在加速进步，如铅酸蓄电池于1860年问世，镍镉电池于1947年问世，镍金属氢化物电池在1990年前后商品化，锂离子电池在2000年前后商品化。这些电池更新换代时间越来越短，正是加速的标志。市场需要对电池的发展固然不可或缺，但电池本身技术的发展才是内在原因。因此，对电池进一步发展的乐观预见也是有客观事实根据的。

在第16章中，作者对电动汽车持完全悲观的论调，多次把大型汽车公司开发新能源汽车当作一种公关活动，这完全是诛心之论。作者对特斯拉车的预测明显错误，他断定跑车让特斯拉公司赔了不少钱，特斯拉以后会推出经济型车辆，实际上特斯拉走的是高端路线，而且在2013年完全实现了盈利，股票涨到了200美元。这其实是很多高技术推向市场的常见策略，总是少部分有购买能力的人成i为最早的消费者，而这些消费者也成为技术进步的推动者。特斯拉l靠这种模式成功地在高端市场站稳了脚跟，这对于电动车技术的发展是至关重要的一步，从能源远景看，电动汽车作为一种未来的工具具有某种必然性。当然，电动车昂贵的材料原因并非作者推测的锂，而是锂离子电池中使用的钴，但近年来磷酸铁锂已经商业化，如能进一步优化性能，则电池价格会大幅度下降。另外，虽然作者从全流程看电动汽车并不节能，但从控制碳减排的角度看，从电厂开始收集二氧化碳总比从汽车上要容易得多。当然，作为近期目标，笔者也同意作者推行混合动力汽车的建议。

基于现存能源格局做出政治判断是容易的，但谁也无法预测哪种能源技术会取得突破性发展，从而大规模改变人类使用能源的方式，页岩气就是一例。因此，对新能源的政治决策而言，政治家不管如何选择都不免带有盲目性、片面性，最好的方法还是尊重科学、技术和市场规律，不要刻意去推行某种技术，更不要刻意打压另一种。

当然，作者的某些言论不过是故作惊人，这几乎是自由社会不可避免的现象或通病。像我们那种面面俱到的持平之论很难获得人们的注意。所以，本书的很多观点只能是参考性而非结论性的，药毕竟不能当饭吃。

校者张武寿2014年2月下旬于中关村

“所有希望对能源有所了解的公民、希拉星·克林顿、巴拉克·奥巴马以及约翰·麦凯恩都应该阅读本书。”

——《出版人周刊》

“很庆幸，本书完全没有公式，内容却相当详尽，它为总统作出有关能源问题——有时是生死攸关——的决策提供了最起码需要了解的知识。”

一一《赫芬顿邮报》朱利安·布音克斯