隨著全球人口不斷增長，水、土地和礦產等自然資源的稀缺性日益突出。在能源生產和消費領域，能否以更加高效的方式利用這些自然資源，對于能源行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展而言至關重要。

根據BP公司資助的、由世界15所頂尖大學參與的“能源可持續(xù)性挑戰(zhàn)”研究成果顯示，全球層面的實物稀缺性很少成為限制性因素，但自然資源局限性的地區(qū)差異非常大。這正有力地影響著能源生產和利用的模式。

舉例來說，中國的人均水資源僅為世界平均水平的1/4，并且分布極不均勻。中國政府向來重視水資源問題，嚴格設置了2030年工業(yè)用水目標。但如果在“一切照舊”的技術情景下，保守估計，這個目標也將在2020年前就被突破。因此，水電和煤化工等水資源密集型行業(yè)必須未雨綢繆，提前做出改變。

可喜的是，研究發(fā)現(xiàn)，更好的技術選擇能夠改變現(xiàn)狀。以發(fā)電過程中的冷卻裝置用水量為例，目前發(fā)電過程中的冷卻用水量占全球淡水取水總量的10%左右。在“一切照舊”的技術情景下，即使不考慮加裝碳捕獲和封存系統(tǒng)的潛在影響，到2030年，這部分用水量也將增長近50%。但如果所有新建電廠都采取用循環(huán)冷卻系統(tǒng)取代直流冷卻系統(tǒng)等措施，即使加裝碳捕獲和封存系統(tǒng)，也能減少用水量達30%。

僅就水資源的高效利用來說，技術改進的方向可以概括為“4個R”。第一個是“替代”（Replacement），即用咸水、半咸水或者是廢水來替代淡水資源；第二個是“再利用”（Reuse），即同樣的水在多個流程中實現(xiàn)多次利用；第三個是“循環(huán)”（Recycling），即將已經污染的廢水重新治理再利用；最后則是“地區(qū)責任”（Regional responsibility），即以全局視野科學規(guī)劃產業(yè)布局等，挖掘產業(yè)間高效利用水資源的潛力。

傳統(tǒng)的油氣開采需要使用大量的水資源，但不一定必須使用淡水。中東地區(qū)和海上油田通過使用海水和半咸水，每桶石油的淡水消費強度已經達到接近于零的水平。水資源也是頁巖氣可持續(xù)開發(fā)的關鍵因素。目前美國正嘗試用海水、廢水等來替代淡水，從而解決大規(guī)模水力壓裂耗水量大的問題。中國的頁巖氣開發(fā)剛剛起步，最好從一開始就做好技術創(chuàng)新工作，通過利用非淡水資源、廢水循環(huán)再利用等途徑進行水力壓裂。

那么，技術改進會不會增加能源行業(yè)的生產成本？很多人會疑慮：非常規(guī)油氣資源開發(fā)本已面臨嚴峻的效益問題，提高自然資源使用效率的技術和裝備投入會不會雪上加霜？其實，短期內這些技術改進可能會增加一部分成本，但從長遠來看，這不僅能帶來環(huán)境效益和社會效益，而且還能創(chuàng)造更多的經濟效益。

BP公司位于澳大利亞西部的奎納納（Kwinana）煉廠的實踐就是一個成功的范例。十多年前，澳大利亞發(fā)生了一次嚴重的干旱，促使奎納納煉廠改進工藝和設備，并且建造了一座工廠，專門收集居民使用過的廢水，處理后再利用。十多年間，在當地淡水價格上漲2倍的同時，奎納納煉廠成功將淡水使用量減少50%，并且通過將處理后的凈水賣給其他工廠實現(xiàn)了創(chuàng)收。

總而言之，通過技術創(chuàng)新更加高效地使用自然資源，對能源行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展意義深遠。BP公司正聯(lián)合麻省理工學院、清華大學、劍橋大學、哈佛大學、普林斯頓大學、牛津大學、耶魯大學等15所世界頂尖大學，繼續(xù)深入開展“能源可持續(xù)性挑戰(zhàn)”研究，為能源行業(yè)找尋更好的技術路徑，開發(fā)并提升能源系統(tǒng)領域的專業(yè)知識。（作者：魏艾倫（Ellen D. Williams），為BP集團首席科學家。記者 顧虹采訪整理）