就像生命有機體不斷需要食物來維持自身生命一樣，經濟消耗能量來工作并保持運轉。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，我們如何利用能源來維持經濟的活力而又不會燒毀整個星球呢?

猶他大學大氣科學教授蒂姆·加勒特(Tim Garrett)與麥克馬斯特大學(McMaster University)的數(shù)學家馬修斯·格拉斯利(Matheus Grasselli)和倫敦大學學院(University London)的經濟學家斯蒂芬·基恩(Stephen Keen)在一篇《PLOS ONE》的論文中報告說，當今世界的能源消耗與過去經濟生產的不變聯(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。

“我們如何實現(xiàn)存在經濟生產的穩(wěn)態(tài)經濟，但又不會不斷擴大規(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衰變，同時將現(xiàn)有的化石基礎設施轉變?yōu)榉腔秤?我們能忘記火焰嗎?”

熱經濟學

加勒特(Garrett)是一位大氣科學家。但他認識到，大氣現(xiàn)象，包括二氧化碳水平上升和氣候變化，都與人類的經濟活動息息相關。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濟系統(tǒng)進行建模。”

在以物理定律來思考經濟系統(tǒng)方面，他并不孤單。實際上，有一個研究領域叫做熱經濟學。就像熱力學描述了熱量和熵(無序)如何流經物理系統(tǒng)一樣，熱經濟學也探索了物質，能量，熵和信息如何流經人類系統(tǒng)。

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

現(xiàn)在設想一種熱機，就像有機體一樣，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。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濟，看看是否有類似的想法可以用來描述我們的集體維護和增長。” 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更多的東西并發(fā)展我們的文明。

他補充說：“我們已經存在了一段時間。” “因此，這是過去生產的積累，導致了我們目前的規(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，加勒特及其同事使用了1980年至2017年的經濟數(shù)據(jù)來量化過去的累積經濟生產與我們當前的能源消費率之間的關系。不管檢查的年份如何，他們發(fā)現(xiàn)，經通貨膨脹調整后的2010年，全球經濟生產每增加一美元，就相當于一個擴大的文明，需要額外的5.9吉瓦電力來維持自身。加勒特說，在化石經濟中，這相當于大約10個燃煤發(fā)電廠，每年導致向大氣排放約150萬噸CO 2。因此，我們當前的能源使用是我們先前累積的經濟生產的自然結果。

他們得出兩個令人驚訝的結論。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的一切事物變得更多。文明的擴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?

那么這些結論對未來，特別是與氣候變化有關的未來意味著什么?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)展到這一點的經濟和技術進步?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?這是經濟設法保持穩(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施，每天大約要建設一個大型發(fā)電廠。在某種程度上，它必須在不無意間支持經濟生產的情況下進行，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。即使立即實施這種穩(wěn)定狀態(tài)的經濟，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到工業(yè)化前水平的兩倍。

通過熱力學的視角看待全球經濟，加勒特承認存在不變的現(xiàn)實。任何形式的經濟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果與一個完整的經濟模型聯(lián)系起來，包括對物質和能源在生產中的作用進行系統(tǒng)的調查。

格拉斯利說：“蒂姆使我們專注于能源消耗和累積經濟產出之間非常明顯的經驗關系。” “我們現(xiàn)在正忙于試圖理解模型所包含的模型，這些模型包括經濟學家更為熟悉的概念，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。”