就像生命有機(jī)體不斷需要食物來維持自身生命一樣，經(jīng)濟(jì)消耗能量來工作并保持運轉(zhuǎn)。不過，這種消耗伴隨著溫室氣體排放和氣候變化的成本。那么，我們?nèi)绾卫媚茉磥砭S持經(jīng)濟(jì)的活力而又不會燒毀整個星球呢?

猶他大學(xué)大氣科學(xué)教授蒂姆·加勒特(Tim Garrett)與麥克馬斯特大學(xué)(McMaster University)的數(shù)學(xué)家馬修斯·格拉斯利(Matheus Grasselli)和倫敦大學(xué)學(xué)院(University London)的經(jīng)濟(jì)學(xué)家斯蒂芬·基恩(Stephen Keen)在一篇《PLOS ONE》的論文中報告說，當(dāng)今世界的能源消耗與過去經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的不變聯(lián)系在一起。而且，擺脫不斷增長的碳排放量的道路不一定意味著不斷提高的能源效率 -實際上，情況恰恰相反。

“我們?nèi)绾螌崿F(xiàn)存在經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的穩(wěn)態(tài)經(jīng)濟(jì)，但又不會不斷擴(kuò)大規(guī)模并增加我們的能源需求?” 加勒特說。“我們能否僅通過修復(fù)衰變，同時將現(xiàn)有的化石基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)變?yōu)榉腔秤?我們能忘記火焰嗎?”

熱經(jīng)濟(jì)學(xué)

加勒特(Garrett)是一位大氣科學(xué)家。但他認(rèn)識到，大氣現(xiàn)象，包括二氧化碳水平上升和氣候變化，都與人類的經(jīng)濟(jì)活動息息相關(guān)。他說：“由于我們將地球系統(tǒng)建模為物理系統(tǒng)，所以我想知道是否可以以類似方式對經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)進(jìn)行建模。”

在以物理定律來思考經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)方面，他并不孤單。實際上，有一個研究領(lǐng)域叫做熱經(jīng)濟(jì)學(xué)。就像熱力學(xué)描述了熱量和熵(無序)如何流經(jīng)物理系統(tǒng)一樣，熱經(jīng)濟(jì)學(xué)也探索了物質(zhì)，能量，熵和信息如何流經(jīng)人類系統(tǒng)。

其中許多研究著眼于能源消耗與當(dāng)前產(chǎn)量或國內(nèi)生產(chǎn)總值之間的相關(guān)性。加勒特采取了另一種方法。他的經(jīng)濟(jì)體系概念始于具有數(shù)百年歷史的熱機(jī)概念。熱力發(fā)動機(jī)在高溫下消耗能量以進(jìn)行工作并散發(fā)廢熱。但這只是消耗。它不會增長。

現(xiàn)在設(shè)想一種熱機(jī)，就像有機(jī)體一樣，它利用能量來做功，不僅可以維持自身，還可以生長。由于過去的增長，它需要不斷增加的能量來維持自身。對于人類來說，能量來自食物。大部分用于維持生計，少部分用于增長。從童年到成年，我們的食欲不斷增強(qiáng)。我們吃得更多，并呼出越來越多的二氧化碳。

加勒特說：“我們從整體上看待經(jīng)濟(jì)，看看是否有類似的想法可以用來描述我們的集體維護(hù)和增長。” 盡管社會消耗能量來維持日常生活，但一小部分消耗的能量卻用于生產(chǎn)更多的東西并發(fā)展我們的文明。

他補(bǔ)充說：“我們已經(jīng)存在了一段時間。” “因此，這是過去生產(chǎn)的積累，導(dǎo)致了我們目前的規(guī)模，今天我們非同尋常的集體能源需求和CO 2排放量。”

成長為癥狀

為了檢驗這一假設(shè)，加勒特及其同事使用了1980年至2017年的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來量化過去的累積經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)與我們當(dāng)前的能源消費率之間的關(guān)系。不管檢查的年份如何，他們發(fā)現(xiàn)，經(jīng)通貨膨脹調(diào)整后的2010年，全球經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)每增加一美元，就相當(dāng)于一個擴(kuò)大的文明，需要額外的5.9吉瓦電力來維持自身。加勒特說，在化石經(jīng)濟(jì)中，這相當(dāng)于大約10個燃煤發(fā)電廠，每年導(dǎo)致向大氣排放約150萬噸CO 2。因此，我們當(dāng)前的能源使用是我們先前累積的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的自然結(jié)果。

他們得出兩個令人驚訝的結(jié)論。首先，盡管通過創(chuàng)新提高效率是減少能源使用和溫室氣體排放的標(biāo)志，但效率具有副作用，使文明更容易成長和消費更多。

第二，當(dāng)前世界人口增長率可能不是能源消耗率上升的原因，而是過去效率提高的征兆。

加勒特說：“倡導(dǎo)能源效率緩解氣候變化似乎是有道理的，”但他們的論據(jù)只有在文明保持固定規(guī)模的情況下才有效，而事實并非如此。有效的文明能夠更快地成長它可以更有效地利用可用的能源來使包括人類在內(nèi)的一切事物變得更多。文明的擴(kuò)展是加速而不是衰退，其能源需求和CO 2 排放也是如此。”

穩(wěn)定的脫碳未來?

那么這些結(jié)論對未來，特別是與氣候變化有關(guān)的未來意味著什么?加勒特說，我們不能僅僅停止消耗今天的能量，而不能擺脫過去。“我們有慣性。拉緊能源消耗，文明就不再散發(fā)出來，但它也變得一文不值。我認(rèn)為我們不能接受這種饑餓。”

但是，是否有可能破壞使文明發(fā)展到這一點的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)進(jìn)步?用加勒特的話說，利用火力的物種現(xiàn)在可以“忘記火焰”，降低有效的增長嗎?

他說：“除非資源枯竭和環(huán)境惡化給我們帶來崩潰，否則我們似乎不會忘記我們先前的創(chuàng)新，”他說，“顯然，我們希望避免這種情況。”

那么，加勒特的作品有什么樣的未來呢?這是經(jīng)濟(jì)設(shè)法保持穩(wěn)定的狀態(tài)-我們使用的能源專用于維持我們的文明而不是擴(kuò)大它。

這也是未來能源不能基于化石燃料的一種。他說，那些必須留在地下。

“以目前的增長率，要使二氧化碳排放量保持在目前的水平，就需要迅速建造可再生能源和核設(shè)施，每天大約要建設(shè)一個大型發(fā)電廠。在某種程度上，它必須在不無意間支持經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的情況下進(jìn)行，以使化石燃料需求也增加的方式。”

他說，這是一種“奇特的舞蹈”，既消除了先前基于化石的，加速了文明發(fā)展的創(chuàng)新，又創(chuàng)新了非化石燃料新技術(shù)。即使立即實施這種穩(wěn)定狀態(tài)的經(jīng)濟(jì)，穩(wěn)定CO 2排放，全球變暖的步伐也將放慢，甚至不能消除。研究發(fā)現(xiàn)，大氣中的CO 2水平在平衡之前仍將達(dá)到工業(yè)化前水平的兩倍。

通過熱力學(xué)的視角看待全球經(jīng)濟(jì)，加勒特承認(rèn)存在不變的現(xiàn)實。任何形式的經(jīng)濟(jì)或文明都需要能量來工作和生存。訣竅在于平衡氣候影響。

加勒特說：“氣候變化和資源稀缺正在定義本世紀(jì)的挑戰(zhàn)。” “我們將不希望通過無視物理定律來擺脫困境。”

未來的工作

這項研究標(biāo)志著Garrett，Grasselli和Keen之間合作的開始。他們現(xiàn)在正在努力將這項研究的結(jié)果與一個完整的經(jīng)濟(jì)模型聯(lián)系起來，包括對物質(zhì)和能源在生產(chǎn)中的作用進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)查。

格拉斯利說：“蒂姆使我們專注于能源消耗和累積經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出之間非常明顯的經(jīng)驗關(guān)系。” “我們現(xiàn)在正忙于試圖理解模型所包含的模型，這些模型包括經(jīng)濟(jì)學(xué)家更為熟悉的概念，例如資本，投資以及貨幣價值和通貨膨脹這一始終重要的問題。”