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序言
在地球的兩端，幾乎同時爆發了兩個截然不同的事件，雖相距萬里，卻都震驚了全世界。
2011年3月11日，日本當地時間14點46分，在海床以下17英里處，龐大的地殼板塊之間的壓力轉化成了一股強烈的向上衝擊力，引發了日本有地震記錄以來最為強烈的一次地震。東京北部地區的建築物及基礎設施受到大範圍破壞。除此以外，地震還造成了電力中斷，包括福島第一核電站在內的電力系統全部癱瘓。50分鐘後，強震引發的巨大海嘯咆哮而至，吞噬了整個日本東北部海岸線，兩萬人瞬間喪生。緊鄰海邊的核電站也淹沒在決堤的海水裡。海水導致核電站的應急柴油發電機組停轉，核反應堆冷卻系統因此失靈。在接下來的幾周里，事故引發了數次爆炸。受損的核電站隨後發生了核燃料泄漏，部分核燃料棒開始融化。
這是繼25年前蘇聯烏克蘭車諾比核電站發生爆炸以來最為嚴重的一次核事故。加上周圍地區的其他發電廠都在海嘯中遭受了不同程度的損害，福島核事故造成了電力緊張，周邊地區被迫輪流限電。現代社會面對突如其來的能源供應中斷顯得脆弱不堪。災難不僅僅影響了日本一個國家，日本國內工業生產蒙受的損失擾還亂了全球的供應鏈，影響了北美和歐洲的汽車和電子產品生產，全球經濟都受到了衝擊。
與此同時，在世界的另一端，一場截然不同的危機正在悄然上演。危機開始於幾個月前，原因並不是地殼板塊的碰撞，而是一個來自突尼西亞小鎮西迪布濟德的年輕水果商販。由於長期受到小鎮警察的騷擾，而當地官員對此又坐視不管，萬般無奈的水果商販將油漆稀釋劑潑在自己身上，在市政廳門前自焚以示抗議。這一自焚事件和後來引發的遊行示威活動很快便通過手機、網際網路和衛星傳遍了突尼西亞、北非和中東。在越演越烈的抗議浪潮下，突尼西亞政權土崩瓦解。隨後，埃及的抗議者也聚集在了開羅解放廣場，埃及政府隨之倒台。反對獨裁政府的抗議浪潮席捲了整個北非地區。在利比亞，抗議甚至演變成了內戰，促使北約出面干預，並最終促成政府垮台。
全球油價隨即飆升，不僅是因為利比亞石油出口量減少，另一個原因是幾十年來支撐中東地區的地緣政治平衡被打破了。人們開始擔憂：動盪會對波斯灣帶來怎樣的變化？世界石油市場35%的供應來自這一地區，動盪對於全球石油消費者又會有哪些影響？
兩個截然不同的事件，雖發生在了世界的兩端，卻同時對全球市場帶來了強烈的衝擊一年後，圍繞伊朗核計畫的緊張圍繞能源的不確定性和不安全感再次湧上人們的心頭。對於危機將進一步蔓延的預期凸顯了一個最基本的事實——能源對於整個世界是多么的重要！
本書將會努力為您揭開這一基本事實背後的緣由。它講述了一個人們上下求索的故事，記錄了人們對賴以生存的能源的探尋，對能源帶來的地位和利益的追逐，對能源帶來的安全感的求索；它記錄了現代能源世界的發展歷程，探討了人們對於氣候和碳的擔憂及其對世界產生的影響，並展望了未來的能源世界會有何異同。
這個故事圍繞三個基本問題展開：快速發展的世界是否會有足夠的能源（如果是，成本如何？需要怎樣的技術？）？如何確保世界賴以維繫的能源系統的安全？對環境的擔憂，尤其對氣候變化的擔憂會對能源的未來產生怎樣的影響？
關於第一個問題，人們對能源枯竭的擔憂由來已久。早在1881年，19世紀最偉大的科學家之一威廉•湯姆森（受勛後的名為領主凱爾文）就曾警告說，英國的能源基礎十分脆弱，災難就在眼前。他所擔心的並不是石油，而是煤炭。煤炭帶來了“蒸汽時代”，支撐了英國工業的領先地位，並一舉讓大不列顛成為統治世界的日不落帝國。他在報告中嚴正地提出，英國的輝煌時期即將謝幕，因為“世界地下蘊藏的煤炭”行將“枯竭”。他認為唯一的曙光將是“風車或者風機會以某種形式再次興起”。
然而在此之後的許多年裡，包括煤炭、石油和天然氣在內的所有碳氫化合物能源的基數仍舊急劇膨脹。
就在凱爾文發表報告的75年後，另一位聲名顯赫的人物海曼•里科夫再次預言“化石燃料時代”將要終結。海曼•里科夫是美國海軍上將，被譽為“核動力海軍之父”以及核能工業的鼻祖。吉米•卡特總統曾稱讚他是“有史以來最偉大的工程師”。
“今天，煤炭、石油和天然氣占世界能源供應的93%，”里科夫在1957年說道，“這和一個世紀以前‘完全相反’。1850年，‘化石燃料’僅占世界能源的5%，人造及動物能源則占94%。”對能源的利用使得人們的生活水平較19世紀中葉大幅提高。但里科夫的中心論點是化石燃料將在2000年之後的某個時間消耗殆盡，極有可能在2050年之前。
“我們是否確定，當經濟可采的化石燃料用盡的時候，我們的科技已經發展到能夠讓我們利用可再生能源維持較高的生活水平？”里科夫上將問道。他對此表示懷疑，不相信諸如風能、太陽能和生物質能等可再生能源能夠占到總能源供應15%以上。核能極有可能在發電領域取代煤炭，但是，原子能汽車是不可能實現的。“燃油汽車最終將從人們的視野中消失，早日面對這一事實才是明智之舉。”他說道。他以戰略性的眼光審視這一趨勢：“高能源消耗一直是政治力量的基礎。”他擔心這一情況的改變將會帶來極大的風險。
事實證明，地球的資源稟賦遠沒有里科夫所擔憂的那么匱乏，今天的石油產量是1957年的五倍還多。與此同時，可再生能源也建立了比較穩固的資源基礎，比他想像的安全得多。但是我們仍然生活在里科夫口中的“化石燃料時代”。今天，石油、煤炭和天然氣占據了世界能源總量的80%以上。但是，由於世界經濟規模已經變得如此龐大，即便當今的能源供應要比當初想像的豐富得多，我們在確保未來能源供應上面臨的挑戰也要遠遠大於凱爾文甚至里科夫所處的時代。我們是否擁有足夠的能源來滿足今天全球70萬億美元的經濟總量需求，甚至滿足20年後大約130萬億美元的世界經濟規模？換句話說，當全球的汽車從目前的10億輛增加到超過20億輛，我們的石油資源還夠用嗎？
實際上，這個問題本身就反映了一個新的事實——能源需求的國際化。數十億人正在融入到全球經濟當中，在此過程中，這些人的收入和能源消費也在增加。目前，已開發國家人均石油消費量是14桶/年，而開發中國家的人均石油消費量只有3桶。世界將如何應對幾十億人的石油消費從3桶/年增至6桶/年的變化？
本書的第二個主題——安全——和各種風險和脆弱性因素息息相關，例如能源供應的中斷和能源危機等等。自第二次世界大戰以來，許多危機都曾經擾亂能源供應，而且往往令人措手不及。
下一場危機將來自哪裡？可能會來自於被稱為“醜惡新世界”的脆弱網路世界。能源的生產和運送系統十分複雜，是最重要的“重要基礎設施”之一，因此該系統的數字控制體系就成了網路攻擊的主要目標。關閉這一電子系統造成的不止是停電，它可以讓整個社會陷入癱瘓。談到能源供應安全，分析總離不開波斯灣地區。該地區擁有世界55％的常規石油儲量。伊朗的核計畫可能會打破該地區的勢力平衡；恐怖分子網路將目標瞄準該地區龐大的能源基礎設施，並企圖推翻該地區政權，製造政治動盪，推高油價從而讓西方“破產”。此外，這裡的年輕人缺乏教育和工作機遇，各種願望遠未得到滿足，對政府的不滿引發的社會動盪也困擾著這個地區。
除了這些，世界還面臨著其他風險和危機。我們必須居安思危，未雨綢繆，確保自己有能力作出反應。只有這樣，才不至於在危機發生之後，像日本政府在福島核事故報告當中所說的那樣，被迫承認“時刻準備著”還是“不夠的”。
本書的第三個主題是環境。在這一方面，人們已經做出了很大努力來應對傳統的污染問題。然而，幾十年前，當人們關注尾氣污染物時，主要關注的是煙霧，而非二氧化碳和全球變暖。在21世紀，氣候變化已經成為一個核心的政治話題，關乎能源的未來。在這一轉變下，溫室氣體變成了人們有力的論據，用來挑戰油氣資源的主導地位並促進可再生能源的開發利用。
然而大部分預測都認為，20年後，能源需求將會進一步增加，儘管能效會有所提高，大部分的能源需求（75%~80%）仍會像今天一樣靠石油、天然氣和煤炭來滿足。這樣的預測準確嗎？或者說，世界是否會向凱爾文預測的那樣發展，或者像里科夫上將懷疑的那樣——世界進入一個全新的能源時代，能源結構截然不同，人們極大地依賴可再生能源和替代能源，甚至還有我們今天所無法認知的能源？什麼樣的能源結構能既滿足世界的能源需求而又不引發危機和對抗呢？
無論答案是什麼，創新都是解決問題的關鍵。今天人們對能源領域創新的重視超過了以往任何時期。創新能促使風險投資之父喬治斯•多里奧特所說的“套用科學”成功地套用到能源領域當中，而人們也更有可能從中獲益。
鑒於能源供應體系的龐大規模及複雜性，變革的醞釀周期可能較長。但是，如果能源轉型的時代真的來臨，那么6萬億美元的全球能源市場將會上演一場角逐。也就是說，現在的能源供應主體——石油、天然氣和煤炭將會和新進入市場的風能、太陽能以及生物能展開爭奪，後者將努力獲取更大的市場份額。如此大規模的轉型如果真的發生，無疑會對排放、整體經濟、地緣政治以及國家的地位產生重大影響。
本書的第一部分講述了1991年海灣戰爭以來的幾十年里產生的一個全新的、更加複雜的石油世界。石油的戲劇性在於人們為獲取石油而爭鬥、搶奪石油的控制權以及圍繞石油的地緣政治等，這些仍將是影響世界變化的決定因素。20年前，中國在世界能源舞台上無足輕重，現在已經成了舞台的主角。這一轉變不僅是因為中國現在是“世界工廠”，還因為“中國大工地”現象，後者指的是中國掀起的建築大潮。這些建築工程將會承載每年2000多萬新增城市人口。
第二部分著重講述能源安全及能源供應未來。世界會“用完”石油嗎？如果不會，石油將從哪裡來？新的能源供應將包括天然氣，而天然氣對世界經濟發展扮演的作用會越來越重要。因為液化天然氣的快速發展，一個新的全球能源市場正在形成。作為新世紀之初最大的一項能源創新，頁岩氣不僅扭轉了美國迫在眉睫的能源短缺局面，甚至可能讓美國成為擁有百年能源供應的國家。在世界其他地方，頁岩氣也可能發揮同樣的作用，它極大地改變了從核能到風能等其他能源的競爭地位，引發了一場新的環境辯論。
第三部分講述了電力時代。自從托馬斯•愛迪生在曼哈頓開啟了第一個電能傳輸系統以來，世界就變得越來越電氣化。在已開發國家，人們早已對電力習以為常，沒有了電，一切都將無法運轉；在開發中國家，電力的匱乏則影響了人們的生活質量和經濟的增長。
今天，人們的生活中多了一系列30年前尚不存在的電氣、電子設備，從個人電腦和DVD播放機，到智慧型電話和平板電腦，所有這些設備都對電力供應提出更高的要求——這些設備可以統稱為“耗電小器件”。滿足未來用電需求就意味著要作出充滿挑戰、有時甚至是艱難的決定，去選擇究竟使用哪種能源來保持燈火明亮和電力正常。
第四部分講述了一個鮮為人知的故事。該部分闡述了氣候變化如何從一個少數科學家關心的話題演變成為人們討論未來時的核心問題之一。對氣候的研究始於18世紀70年代的阿爾卑斯山脈，當時的科學家完全是出於興趣。到了19世紀，一些科學家對氣候開始了系統性的思考，但考察的原因不是因為擔心全球變暖，相反，他們擔心冰河時代會再次到來。直到20世紀50年代末至60年代，才有幾位科學家開始測定大氣中碳元素水平的上升，以及它與溫度上升之間的聯繫。研究結果表明，存在的風險不是全球降溫而是全球變暖。一直到了21世紀氣候變化才成為一主要的政治問題。
第五部分探討了新型能源——“可再生能源的重生”——以及技術革新。可再生能源產業的道路充滿了創新、創業的膽識、政治鬥爭、爭議、挫折和絕望、信心的重拾與運氣。可再生能源已經發展成為龐大的全球產業，但同時也到了經受考驗的時期，需要去證明其是否能夠實現大規模商業套用。
然而，還有一種重要能源在大多數人眼中算不上是能源。有時，它被叫做“節能”，有時被稱為“能效”。它很難進行概念化，也很難運用。但是，它卻最能夠幫助我們在不久的將來保持能源平衡。
本書的所有主題最終都匯聚在交通領域，尤其是汽車。可以肯定的一點是，幾乎剛好是一個世紀以前，內燃機取得的絕對勝利已經注定了人們對汽車的競相追捧。如今，在自身電池的驅動和國家政策的推動下，電動汽車的回歸，又重新點燃了這場競賽。如果事實證明電動汽車更具競爭力，哪怕是在一些特定情況下更勝一籌，這一結果都將會改變能源世界。競賽的內容還不止這些。人們還在爭相發展生物燃料——去“種”油，而不是鑽油並且將天然氣作為機動車燃料來使用。所有這一切向世人提出了一個大問題：石油在交通領域的霸主地位會被取代嗎？
可以確定的是，在未來的日子裡，仍會有新“意外”推翻當前的共識、改變人們的觀點、影響政策和投資走向以及國與國的關係。這些意外可能會是各種衝擊——政治動盪、戰爭或恐怖主義，或者經濟形勢的突變，可能會是天災人禍，也可能會是無意之中為我們打開新的機會視窗的技術突破。
然而有一件事我們可以肯定：今後，世界對能源的需求將會急劇增長。能源需求的絕對值會高到令人震驚的地步。不管將來能源結構如何，能源以及能源挑戰將會成為未來的時代主題。
