100个能量仆人

解读支持典型的美国生活方式需要多少能源

明德学院(Middlebury College)物理学教授理查德•沃尔夫森(Richard Wolfson)可以展示一个家庭需要多少“能源仆人”。©middlebury.edu

今年4月20日,墨西哥湾“深水地平线”钻井平台发生爆炸,造成了美国历史上最严重的石油泄漏事故。6个月过去了,现在似乎正是反思谁是最终责任人以及应该吸取哪些教训的合适时机。毕竟,墨西哥湾沿岸的生态和经济远未恢复,而奥巴马政府在10月12日刚刚解除了对深海近海钻探的禁令。

在7月份石油泄漏被封顶之前的三个月里,美国人都在接受海湾地区渔业和旅游业可能永远无法恢复的预言。在这三个月里,英国石油公司(BP)和联邦政府都受到了公众和媒体的抨击,因为他们首先允许了这场灾难,而且一旦发生灾难,他们的应对措施也不到位。然而,无论在当时还是今天,公众都明显没有意识到,最终是美国人的能源密集型生活方式和对化石燃料的依赖,才让英国石油公司和我们的政府默许他们冒着发生墨西哥湾灾难的风险去开采石油。

美国人生活方式的能量表

除非你是物理学家或能源专家,否则,听说2008年美国人均能源消耗为3.37亿英热单位(Btu),你可能对你的能源足迹知之甚少。知道一个Btu是一个能量标准,相当于252卡路里——大约是一个士力架巧克力棒所含的热量——可能也没什么帮助。

这就是为什么明德学院的物理学教授理查德·沃尔夫森在过去十年里一直在做演示,给人一种真正的直觉,亲身感受支持典型的美国生活方式所需要的能量。

他的论证简单而巧妙。一名志愿者被要求转动一个手动曲柄,曲柄通过齿轮系统驱动一个发电机,发电机与两个100瓦的白炽灯泡相连。结果是,一个普通人转动曲柄的速度足以点亮一个100瓦的灯泡,但不能点亮两个。为了增加转动曲柄所需要的肌肉感,沃尔夫森指出,以每秒一次的速度做深弯膝盖所消耗的能量大致相同。

我们从中得到的教训是,人体所输出的能量或功大约只够点亮一个100瓦的灯泡。沃尔夫森将这100瓦的能量输出定义为一个人的“能量仆人”。

随之而来的问题是,需要多少这样的能源仆人才能为典型的美国生活方式提供动力?

要回答这个问题需要做一些简单的数学计算,首先从人均每年3.37亿英热单位(Btu)的能源消耗开始,以更熟悉的单位计算,相当于9.9万千瓦时(千瓦时)。将这个数除以一年的小时数,我们就知道一个美国人通常以10千瓦的平均速度消耗能源,这相当于100个人类能源仆人(即100 x 100瓦)。

这就是沃夫森要传达的信息:普通美国居民享受的生活方式需要相当于100个个人能源仆人24小时不停地工作。

这只是一个人为我们的家庭供暖、制冷和照明,为我们的汽车提供燃料,烹饪和冷藏我们的食物,以及运行我们的家用电器所需要的那部分能源,加上这个人所占的那部分能源,这些能源使我们社会的许多共同利益成为可能,这些利益没有出现在家庭的煤气费和电费账单上,比如用于种植和运输食物到市场以及生产所有制成品的能源。

很明显,一个人不会一直使用100个能量仆人。例如,让一辆普通汽油车以每小时50英里的速度行驶大约需要750个能源服务人员,而一台40英寸的电视需要两个能源服务人员。但是,100是在24小时平均能源消耗时,为一个人日夜工作的能源仆人的数量。

美国人享有的高生活水平只是他们高能耗的部分原因。欧洲人享受着类似的生活水平,但消耗的能源仅相当于49个能源仆人。世界平均每人不到25个能源仆人。

一个世纪前,美国人的能源消耗量不到现在的三分之一。美国人的生活方式仍有85%以上由化石燃料提供动力,这与英国石油公司的石油灾难有很大关系:毕竟,英国石油公司只是在为我们做寻找新的能源仆人的肮脏工作。

美国人应该受到指责,因为他们在节约能源方面比我们做得要差得多,也没有要求企业和企业迅速转向太阳能、风能、生物质能和地热等可再生能源。如果做不到这一点,可能意味着不可想象的事情,海湾石油泄漏很快就会在美国历史上最严重的石油灾难中排名第二或第三。

莎拉(史蒂夫)莫斯科博客作者Boogie Green (www.boogiegreen.com),也就是这篇文章首次发表的地方。