我们的能源需求与我们的经济过去息息相关

就像生命有机体不断需要食物来维持自身生命一样，经济消耗能量来工作并保持运转。不过，这种消耗伴随着温室气体排放和气候变化的成本。那么，我们如何利用能源来维持经济的活力而又不会烧毁整个星球呢?

犹他大学大气科学教授蒂姆·加勒特(Tim Garrett)与麦克马斯特大学(McMaster University)的数学家马修斯·格拉斯利(Matheus Grasselli)和伦敦大学学院(University London)的经济学家斯蒂芬·基恩(Stephen Keen)在一篇《PLOS ONE》的论文中报告说，当今世界的能源消耗与过去经济生产的不变联系在一起。而且，摆脱不断增长的碳排放量的道路不一定意味着不断提高的能源效率 -实际上，情况恰恰相反。

“我们如何实现存在经济生产的稳态经济，但又不会不断扩大规模并增加我们的能源需求?” 加勒特说。“我们能否仅通过修复衰变，同时将现有的化石基础设施转变为非化石食欲而生存?我们能忘记火焰吗?”

热经济学

加勒特(Garrett)是一位大气科学家。但他认识到，大气现象，包括二氧化碳水平上升和气候变化，都与人类的经济活动息息相关。他说：“由于我们将地球系统建模为物理系统，所以我想知道是否可以以类似方式对经济系统进行建模。”

在以物理定律来思考经济系统方面，他并不孤单。实际上，有一个研究领域叫做热经济学。就像热力学描述了热量和熵(无序)如何流经物理系统一样，热经济学也探索了物质，能量，熵和信息如何流经人类系统。

其中许多研究着眼于能源消耗与当前产量或国内生产总值之间的相关性。加勒特采取了另一种方法。他的经济体系概念始于具有数百年历史的热机概念。热力发动机在高温下消耗能量以进行工作并散发废热。但这只是消耗。它不会增长。

现在设想一种热机，就像有机体一样，它利用能量来做功，不仅可以维持自身，还可以生长。由于过去的增长，它需要不断增加的能量来维持自身。对于人类来说，能量来自食物。大部分用于维持生计，少部分用于增长。从童年到成年，我们的食欲不断增强。我们吃得更多，并呼出越来越多的二氧化碳。

加勒特说：“我们从整体上看待经济，看看是否有类似的想法可以用来描述我们的集体维护和增长。” 尽管社会消耗能量来维持日常生活，但一小部分消耗的能量却用于生产更多的东西并发展我们的文明。

他补充说：“我们已经存在了一段时间。” “因此，这是过去生产的积累，导致了我们目前的规模，今天我们非同寻常的集体能源需求和CO 2排放量。”

成长为症状

为了检验这一假设，加勒特及其同事使用了1980年至2017年的经济数据来量化过去的累积经济生产与我们当前的能源消费率之间的关系。不管检查的年份如何，他们发现，经通货膨胀调整后的2010年，全球经济生产每增加一美元，就相当于一个扩大的文明，需要额外的5.9吉瓦电力来维持自身。加勒特说，在化石经济中，这相当于大约10个燃煤发电厂，每年导致向大气排放约150万吨CO 2。因此，我们当前的能源使用是我们先前累积的经济生产的自然结果。

他们得出两个令人惊讶的结论。首先，尽管通过创新提高效率是减少能源使用和温室气体排放的标志，但效率具有副作用，使文明更容易成长和消费更多。

第二，当前世界人口增长率可能不是能源消耗率上升的原因，而是过去效率提高的征兆。

加勒特说：“倡导能源效率缓解气候变化似乎是有道理的，”但他们的论据只有在文明保持固定规模的情况下才有效，而事实并非如此。有效的文明能够更快地成长它可以更有效地利用可用的能源来使包括人类在内的一切事物变得更多。文明的扩展是加速而不是衰退，其能源需求和CO 2 排放也是如此。”

稳定的脱碳未来?

那么这些结论对未来，特别是与气候变化有关的未来意味着什么?加勒特说，我们不能仅仅停止消耗今天的能量，而不能摆脱过去。“我们有惯性。拉紧能源消耗，文明就不再散发出来，但它也变得一文不值。我认为我们不能接受这种饥饿。”

但是，是否有可能破坏使文明发展到这一点的经济和技术进步?用加勒特的话说，利用火力的物种现在可以“忘记火焰”，降低有效的增长吗?

他说：“除非资源枯竭和环境恶化给我们带来崩溃，否则我们似乎不会忘记我们先前的创新，”他说，“显然，我们希望避免这种情况。”

那么，加勒特的作品有什么样的未来呢?这是经济设法保持稳定的状态-我们使用的能源专用于维持我们的文明而不是扩大它。

这也是未来能源不能基于化石燃料的一种。他说，那些必须留在地下。

“以目前的增长率，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设施，每天大约要建设一个大型发电厂。在某种程度上，它必须在不无意间支持经济生产的情况下进行，以使化石燃料需求也增加的方式。”

他说，这是一种“奇特的舞蹈”，既消除了先前基于化石的，加速了文明发展的创新，又创新了非化石燃料新技术。即使立即实施这种稳定状态的经济，稳定CO 2排放，全球变暖的步伐也将放慢，甚至不能消除。研究发现，大气中的CO 2水平在平衡之前仍将达到工业化前水平的两倍。

通过热力学的视角看待全球经济，加勒特承认存在不变的现实。任何形式的经济或文明都需要能量来工作和生存。诀窍在于平衡气候影响。