美国国家科学院建议能源资源计划的未来11个方向
一、报告提出背景
2006年,美国地质调查局(USGS)启动了能源资源计划(ERP),主要任务是对美国国内及全球能源资源的分布位置、数量和质量进行研究和评估,主要内容是开展能源资源相关的科学调查以及对一些新兴技术和议题进行预测,以便报告出他们如何影响美国国内外能源结构和能源资源的使用。计划启动10年后,应USGS请求,美国国家科学院于2017年组织了一个特别委员会来分析ERP的任务和未来方向。2018年8月,美国国家科学院发布了该特别委员会完成的《美国地质调查局能源资源计划的未来方向》报告。
二、美国能源资源的挑战
1、对国家资源清单及其相关的不确定性保持充分的认识。资源估算依赖基于实际插值和外推的地质模型。资源开发需要广泛的绘图、耦合三维数值模拟、空间和统计分析。准确的评估需要充分了解地质工程、勘探和开发技术、以及经济复苏情况等。
2、以对环境和社会负责任的方式开发地质能源资源。需要了解的知识包括地下环境信息、对土地和水的使用需求、开发活动对环境的影响、废水的管理、二氧化碳的地质封存等。
3、克服新的资源开发过程中的技术和经济障碍。在可采资源被开采后,地下仍有能源资源。这为技术的发展提供了机遇。同样,相对新的或新兴的地质资源的开发也需要创新。减轻环境影响和废物封存需要其他领域的创新。
4、适应多种发电来源(例如风能和太阳能)和相关储能。由于可再生能源的发电量增加,多余的能源需要储存。地下存储包括用于地质构造中的压缩空气储能(CAES)、抽水蓄能、储气(例如液化天然气)和蓄热。必需了解地下储存的特征、能源资源如何被储存与提取以及储存的一些可能影响。
三、能源资源计划的未来发展建议
1、确保能源资源的相关活动符合ERP使命和国家的信息需求
ERP可以不断重新评估当前和新兴能源趋势和信息需求,通过优先考虑其活动来提高产品的相关性,并通过对利益相关者最有用的形式提供产品。ERP核心竞争力也可能随着国内外的能源结构和相关信息需求的变化而变化。
2、优先发展新兴技术,促进新能源资源开发
非常规油气勘探和开发是未来10~15年内能源部门的主推领域。ERP可以通过提高透明度来改善其评估,并确保评估可以在有新信息可用时无缝更新。与石油和天然气评估一样,地热资源潜力估算也需要随着新的数据和技术进步而进行更新。
3、保持战略资源供应能力
根据信息需求对这些领域和其他领域的产品和相关研究重点进行调整。常规油气、煤炭、铀和可再生能源仍然是能源结构的重要组成部分,了解他们的分布和可利用性仍然关键。
4、在ERP产品中整合资源开发活动对环境影响数据
ERP可以将经过验证的地理空间相关研究要素纳入其评估中,包括对土地和水的使用需求、开发活动对环境的影响、废水的管理等。ERP产品可以突出能源资源开发与环境脆弱性之间的关系。
5、能源规划可应用完整生命周期和全系统方法
与其他联邦组织一样,ERP倾向于将其工作按学科领域展开。然而,综合分析方法可以支持现有和未来的能源规划,可提升ERP产品的决策价值。未来的ERP需要提供易于获取的数据,可以进行可靠的情景分析和估算资源开发的影响和总成本。
6、提升资源经济可采性的评估
ERP不进行经济分析,但它可以提供资源储量和可采性信息,帮助其他人进行不同市场条件下的资源经济可采性的相关判断。决策者可以决定何时以及如何开发特定资源获取最大化利益。
7、开发多种资源和多个储层的地质模型
鉴于决策者需要权衡不同开发选择或不同组合的选择,在一个ERP产品中具有系统级信息是有利的。努力开发下一代ERP评估可以结合区域数据和数值模型来理解多种商品、流域规模的地质能源库存。
8、成为公认的国家级可用地质能源数据的监管者
ERP现有一些数据库对于ERP评估非常重要,利益相关者却始终认为这些数据库不够全面。ERP的目标可能是扩展其当前的数据编译、存档和传播功能,并建立自己作为美国国家级能源相关地球科学数据的国家监管者和传播者的地位。
9、提高ERP产品和相关数据的及时性
ERP往往花费很多时间才能使其产品中的信息引起利益相关者的注意。创建可更新评估、区域规模模型和数据库意味着ERP产品代表了最新的可用数据,资源估算反映了勘探和开发技术的最新进展。
10、建立外部和主要利益相关方定期参与的正式机制
内部咨询委员会目前负责确定ERP大多数优先事项,产品用户或外部主题专家的反馈很少。ERP没有正式的利益相关者识别和互动机制,也没有确定利益相关者需求或ERP产品影响的正式机制。
11、与USGS其他单元和其他国内外机构合作
ERP可以与具有数据库和样本档案的州级机构建立伙伴关系并整合资源。但在协同努力下,ERP需保持其客观性和中立性,以便它可以继续成为值得信赖的信息来源。 (刘学)
[1] Future Directions for the U.S. Geological Survey's Energy Resources Program. https://www.nap.edu/catalog/25141/future-directions-for-the-us-geological-surveys-energy-resources-program