能源回报理论与方法

　　煤炭、石油和天然气都是由数百万年甚至是数亿年前的生物遗体经过复杂的物理化学过程转化而成的。众所周知，这些丰富的不可再生资源在社会经济发展中起着基础作用，但正是其自身体现出的“有限性”以及在人类发展中体现出的“生命周期性”，使得它们的短缺必然是全人类面临的重大问题。关于能源问题及其解决方案的研究角度有很多，比如能源峰值的角度、气候变化的角度、生态环境的角度等。近些年，能源回报（Energy Return on Investment，EROI）作为一种新的角度也出现在研究领域和公众视野中。EROI是指在某一能源生产过程中能源产出与相同边界下由于生产造成的能源消耗量的比值。随着开采难度的增加，能源生产过程中的能源消耗量也不断增长，真正为经济社会使用的能源量应当是能源产出量减去为产出而消耗的能源量，即净能源量。
　　有很多人认为，全球化石能源的已知量很丰富，并且受到技术进步、投资增加以及价格上涨等因素的影响，供应量会继续增加，未来完全能够满足全球的需求，短缺仅存在于局部地区或者受短期的非正常因素影响，如战争爆发、天气产生、运输通道受阻等。但进入21世纪后，常规化石能源产量状况使得我们不得不思考未来的供应问题，我们应当转变传统的观念，认识到以石油为代表的化石能源峰值即将到来，世界将在相当长的时期内处于供应的自然短缺状态，直到新能源能够大规模替代现有能源为止。此外，碳排放成为目前国际社会为关注和重要的话题之一，也是未来制约非常规油气开发的重要因素之一，传统以物理产出量为关注重点并以追求经济效益化为评价目标而忽略碳排放等环境问题的油气评价方法难以满足新形势及背景下的非常规油气开发需求。与之伴随的问题还有经济发展，在拥有大量廉价能源的时代，以货币为衡量单位，以追求经济效益化为目标的经济发展理论无可厚非，但进入化石能源短缺的时代后，经济发展应高度重视能源的基础作用。几乎所有产品的生产均与能源有关，这里面也包括能源自身的生产，如勘探、开发、生产、运输，它同样需要能源的投入。随着能源生产设备先进程度的提高，与之相关的能源消耗也会逐渐增长，可以说剥离能源消耗而单纯追求能源产量升高的评价方法是片面的。
　　探寻一种能够显现能源生产本质价值的、反映碳排放等环境约束的、测度对经济社会影响的评价方法尤为重要和必要。EROI从一种新的角度告诉我们能源的基础性作用，告诉我们能源回报量、净能源的贡献量、生态环境约束的影响。完整地计算EROI值的方法不仅包含了能源生产所需要的必要投入，比如直接投入和间接投入，还囊括了劳动力投入、环境治理的投入等所有投入。EROI值能够综合反映净能源供应、技术进步、气候变化等情况。例如，非常规油气勘探开发过程中的碳排放作为一种负产出间接影响EROI值，也就是说为了防止或减少该过程中的碳排放，额外采取相关技术或措施而引起的投入增加和产出变化，也会影响EROI值的计算结果。近十年来， EROI方法在国外得到了快速发展并应用于各种能源生产的评价中，结果显示：常规化石能源EROI值基本高于非常规化石能源，常规化石能源EROI值总体呈下降趋势，新能源EROI值大部分处于1∶1左右。但是，截至目前，EROI值的计算还未形成标准的、统一的体系，计算结果也多种多样、难以比较。虽然我国研究者有过计算，但并没有交代清楚计算边界、数据选取、计算方式等内容，尤其是有关我国能源生产的EROI值分析计算基本属于空白。因此，本书作者介绍了EROI的理论体系、计算方法，并以不同能源对象为例详细说明了计算过程，后提出关于EROI未来的研究方向，目的是希望有兴趣的读者能够对EROI有所认识、有所研究、有所发展！本书尽可能将参考的文献都标注出来，但也难免有疏漏之处和不当之处，敬请谅解。