能源、经济增长和生态危机
导读：随着俄乌冲突不断升级，欧洲能源危机已经成为事实。无论是当前欧洲短期重启煤电，购买天然气的措施，还是加速转向清洁能源的规划，都证明了能源对经济发展的极端重要性。欧洲咬牙承受天然气价格飙升的痛苦，无疑是将最终法宝压在了未来的能源转型上，背后的期待在于：未来以更低的能源消耗和碳排放量支持经济增长是可能的。但是，这个期待本身建立在一个错误的经济学结论上，即“经济增长可以与能源消耗脱钩”。本文解析了能源和经济活动的客观物理关系，提示我们：脱钩论可能遮蔽了我们对经济活动本质的认知，从而忽视了更为根本的危机。
穿透各种复杂经济模型的面纱，所有经济活动最终都要归结到自然资源的消耗和转化上。当前经济增长伴随的一次能源消耗降低，背后的数据测算却颇成问题：未计算能源运输过程中的消耗、未计算消费品生产端的能源消耗、不同层级能源转化中的耗散也不被留意。因此，经济增长与能源、资源消耗可以脱钩基本是个伪命题。同时，在流行的经济学模型还预设了另一个前提，经济增长中的劳动、资本和技术进步三个要素可以相互替代，然而，能源其实是不可替代的。化石能源储量有上限，新能源似乎是一个替代方案，可如果考虑到能源的流动、转化和质量差异，以及地球生态系统承载能力的有限性，实际上新能源也有其上限。另一方面，能源结构具有强大的惯性，提升技术、提高效率需要大量资源、人力投入，开发需要在消耗和收益之间寻求平衡。
种种事实表明：经济增长与能源消费的脱钩论本身是一个危险的神话。一方面，西方的富豪们借用脱钩论鼓吹减少化石燃料消费，却无视能源价格波动对普通民众生计和广大不发达国家的冲击；另一方面，脱钩论遮蔽了更深刻的体系变革的重要性，能源与生态危机要求人类社会转变对经济和发展的根本认知，寻找可持续的新路径，而这条路径不打破现有的全球社会、经济体系，是无法实现的。欧亚系统科学研究会特编译此文，供读者参考。本文原刊于《Monthly Review》，仅代表作者本人观点。
▲ 欧盟委员会主席乌尔苏拉·冯德莱恩于 2022 年 7 月 20 日在比利时布鲁塞尔举行的新闻发布会上发表讲话，呼吁一个“为安全的冬天节省燃气”的计划。
脱钩的神话
经济增长是否能永远持续？看似简单的问题难住了现代资本主义。在《大纲》中，卡尔·马克思认为资本不可被限制，也就是说，推动增长和寻找新市场是资本主义政治和经济的第一生存要务。这关乎整个当前秩序的生死存亡，资本主义不能承认经济增长有任何自然限制，因为那就意味着它终将灭亡。为了假装资本主义永恒存在、不可战胜，大多支持当前秩序的政治家和经济学家对经济与自然的关系进行了大量讨论，其中心涵义是：经济增长可以与人类文明的物质需求脱钩（decoupling）。受新古典理论的启发，新一代经济学家开始论证即使不消耗额外环境资源，经济也可能增长，尽管历史上已经有了诸多反证。
基本上，经济学家通常将脱钩定义为经济规模扩大而资源影响（通常是碳排放或一次能耗）降低的过程。当资源影响的绝对值下降时，即使经济不断扩张，也会发生绝对脱钩。支持资本主义的宏观经济理论通过计算国内生产总值（GDP)来衡量经济规模和活动。尽管被广泛接受，但将这一指标用作总体经济活动的准确晴雨表仍不完全科学。进一步地，碳排放增长与经济增长之差，以及经济增长与一次能耗之差，在关于脱钩问题的公共和学术讨论中经常混为一谈，造成各种混乱。
本文旨在综合和理解这些不同的想法，并全面概述能源、经济增长和社会发展之间的关系。从本质上讲，是因为许多人的论证用了不准确的理论或者误导性的说法，才导致其争议至今。人们经常将能源消耗与能源使用这两个概念混为一谈，潜台词就是他们其实不清楚能源核算的原理，或者二者之间的重要区别。许多经济学家看待能源与效率的方式都与物理学大相径庭，更是导致了跨学科认知上的混淆。
能量转化的关键作用
能耗十分复杂，涉及文明本质的多方面问题。大多数政府和组织讨论能耗时，指的通常是一次能耗，也就是消耗无需事先转化的能源，比如石油；石油、煤炭等一次能源需要先转化成汽油、电力等二次能源，才能有其他用途或最终用途，二次能源又可以根据其用途转化为三次能源。但是一次能源本身就是自然界早期转化和转化的结果。例如，构成石油的动植物残体的碳氢化合物是光合作用的二次产物。这构成常见能源核算方法面临的一个重要挑战：一次能源的概念在理论上本身存疑。
测量一次能源的常用方法有两种：部分替代法和物理能含量法。化石燃料转化时，一次能耗直接等于被燃烧的煤炭能量，但风能、太阳能和等可再生能源情况复杂，因为这些能源发电时，没有任何东西在燃烧。这就需要上述两种方法。国际能源署（International Energy Agency）采用物理能含量法，物理能含量法中，只需要将这些来源产生的电能算作一次能源，尽管电能其实是转化而来的能量。英国石油公司（British Petroleum）在其广受欢迎的全球能源报告中（BP Statistical Review of World Energy ）采用部分替代方法，部分替代方法中，需要假设生产的电力来自一个虚拟的火力发电厂，再乘以一个能效转化率。例如，如果工厂的转化率为20%，一次能耗就等于发电量乘以五倍。这些差异之所以重要，正是因为它们可能导致对能源消耗的估计出现分歧，尤其是对于严重依赖可再生能源的国家而言。
对哪种方法更准确的讨论不少，但其实那并不是核心问题。实际上，在统计会计学领域之外，只有能量转化才具有意义。可再生能源电来自自然界的动态流动；化石燃料运往加工和提炼点需要机器和人力进行能量转化，机器首先要提取这些燃料，然后将它们运送到特定位置。这都发生在真正的能量转化并得到记录之前。从一次能耗的角度计算会掩盖经济活动实际需要的能量流动和转化过程，还可能导致讨论中出现混乱和误导。经济学家和媒体展示的GDP增长与能耗差异，其实是与一次能耗的差异，然后就武断地声称经济增长已经与能耗脱钩。
这种假设具误导性极强。我们一般将能量定义为可以在不同物理系统之间转移的受限运动状态。它有多种形式：化学能、热能、动能和电能。化学能可以转化为机械能，比如汽车发动机燃烧燃料，并将产生的热能转化为车轮的机械运动。热能、机械能与电能之间也能相互转化。只考虑一次能耗会忽略和边缘化这些能量转换，但它们其实才是关键。
所有从钱到商品的经济交换都需要各种来源的能量转化。而能量的流动并不会在燃料燃烧后停止，而是会继续流向所有人类行为。但某些经济理论却暗示这种后续流动不存在，从而人为地将资本和劳动力从能源约束中分离出来，并有效地切断了物理学和经济学之间的联系。实际上，我们不应只关注一次能耗，而应强调能量的总流量（aggregate flow），即通过我们的经济活动转换的所有能源的总和。单位时间的总流量称为总流速（aggregate flow rate, AFR）。一般来说，富裕社会的AFR高于贫穷社会，也就是说富裕社会可以产生、流通更多的实际剩余财富。
除了至关重要的转化过程外，能源质量也十分重要。不同的一次能源效率有高下之分。例如，2017年生产1千瓦时的电平均需要7,812英国热能单位（BTU）的天然气，或10,465 BTU的煤炭。按照这一衡量标准，天然气在发电方面的效率大约比煤炭高25%。能源思想家瓦茨拉夫·斯米尔（Vaclav Smil）认为，能源的功率密度是经济增长和文明发展的重要特征。他将功率密度定义为在能源转化过程中可以释放的每单位面积的能通量。斯米尔认为，化石燃料对资本主义意义独特，是因为它们的功率密度高于风能和太阳能等其他能源。功率密度越大，产量越高，于是利润也就越高。
其他能源衡量方式也可以想象，但关键点在于：自然能源的用途和属性差异很大。而要了解这些差异的唯一方法是跟踪一次能耗的转化过程。如果忽略这一关键，就会得出所有能源应当被平等对待的错误结论。
新古典经济学的“替代”幻想与限度
脱钩理论的知识基础源自资本主义正统经济学家的普遍解释范式——新古典经济学理论。新古典主义通常因为其对社会不切实际的假设、数学上的大量不一致而被人诟病，更不要说它本身并不具备预测能力。而本文要提示的，是这一套理论的根本问题：否认物理学、忽视自然规律。19世纪50年代，经济学家罗伯特·索洛（Robert Solow）构建了描述经济增长的最早模型之一。这些新古典理论的不同版本中，都是将资本和劳动力等生产性投入与经济交易中的产出或最终产品进行结合。资本增长能提高产出，而固定资产折旧又会拉低数据。最终，增长和折旧的影响相互低效，增长归零，经济也就进入了稳定状态。新古典主义认为，经济体的产出想要持续增长，就需要技术不断进步，也就是需要总生产率不断提高。这种进步意味着生产性产出可以在生产性投入不变的情况下出现增加。索洛提出了一个数学模型检测这种技术性增长对GDP变化的影响，但其中大部分的数学结果存疑，实际上并不能证实他的主张。
对索洛理论的扩展中，生产性投入通常包括资本、劳动力和技术。能源有时被归入三种传统投入，有时被单独划为一种投入。至关重要的是，理论认为生产性投入彼此间独立，也就是说它们可以根据需要互相替代，以维持或提高生产水平的上限。新古典主义认为，如果社会缺乏自然资源，可以通过技术创新、效率提升或者其他方式进行替代，因此，资本主义的长期可持续性在物质上是可能的，需要的只是找到能确保这种可持续性的社会和制度构架。索洛也认同该观点，认为自然界不会限制经济增长，理由是：如果其他元素能轻易代替自然资源，那么原则上就不存在‘问题’，世界没有自然资源仍能存在，枯竭只是一个事件，而非灾难。虽然他的模型表明竞争最终会导致自然资源枯竭，但他的观点其实也代表了大多经济学家不可避免的普遍态度。
要阐释新古典主义，只需一个极简易模型：一家小披萨店。根据新古典主义理论，不论短缺什么，披萨店都能维持或提高当前的生产水平。短缺工人可以增加烤箱；短缺芝士可以提升制造芝士技术的效率；短缺电力可以提高劳动生产率，比如缩短工期后，训练工人提高做披萨的速度。一切皆可替代，无穷无尽。这就是新古典主义的基本假设，通常用以解释能源消耗与经济增长的关系。也就是说，改进技术或提高效率永远可以增产，哪怕这种增产导致了更广泛的自然世界出现某种枯竭或不稳定。
要打破这个精心编制的幻想，只需要一点基本的物理学素养。替代的最基本限制来自主要研究热、功和能量的热力学。热力学限制了技术系统中能量流的最大效率。汽车发动机、发电厂和光伏电池将一种能量转换为另一种能量的能力都有限制，而且技术进步无法克服。我曾提出，将经济系统的总效率定义为最终产生的机械功或电力与全部一次能耗之间的比例。总效率的数值在时间中具有强惯性，因为其大幅提高需要大量投资，而大量投资会扰乱已有的经济秩序。
一旦社会适应了特定的能源结构，想要改变它就变得举步维艰，因为精英阶层会严重依赖这种结构获取财富和影响力。以德国经验为例：2000年，德国政府启动了雄心勃勃的能源转型计划，想将能源重心转向风能和太阳能等可再生能源，以减少温室气体排放。与1990 年对比，2017年德国的温室气体排放量下降了 28%。同年，可再生能源在一次能耗中的占比达到 13%。但事实是，1990年以来碳排放量的大幅减少其实很大程度上是由于东德统一后重工业的崩溃。而过去八年中，德国的温室气体排放量几乎没有变化。风能和太阳能的不稳定特性带来了电力存储的相关问题，价格也会因天气状况剧烈波动。为了平衡这些和其他问题，当煤炭行业向默克尔政府施压，要求放松政策管控时，德国政府则立刻破坏了该能源计划，重新建造了一系列煤电厂。
替代的另一个主要限制是过度经济增长导致的生态不稳定。这些不稳定因素相互结合，会激发和放大现有的自然现象。资本主义是典型的高度耗散系统，经常产生强大的放大器效应，这些放大器制造了马克思所说的自然与社会之间的“新陈代谢断裂”（metabolic rift），这意味着文明的生态基础正在被逐利和能源密集型发展逐步侵蚀，损失其实比收获更多。自然界有些重要临界点是不该跨越的，但如果通过替代追求无限经济增长，一些关键临界点就必然被突破，进一步将威胁到支持人类文明的更广泛生态圈。
还有另一个问题。小规模和有限经济活动中，替代经常发生，小到电灯泡、披萨店的配料，大到某些国家的财富形式。然而，这种替代只能是暂时的。太平洋岛国瑙鲁就是一个案例：20世纪的瑙鲁拥有大量磷酸盐矿床，是备受推崇的农业肥料。瑙鲁对磷酸盐矿床过度开采致其枯竭，但是这场全球交易使瑙鲁在1990年达到了极高的生活水平。瑙鲁将磷酸盐贸易的部分收入转化为公共信托基金，并通过金融市场进一步投资。然而，磷酸盐枯竭后，瑙鲁的生活水平急剧下降，信托基金中的大部分资金也随之蒸发。人不能吃钱。替代能短期存在于经济活动的微观层面，但宏观层面的长期替代只是白日做梦。
有个假设可以帮我们更好地理解宏观层面的替代限制。假设地球的经济活动全部通过太阳能来实现。目前，大多商业光伏发电只能将不到 30% 的太阳能转化为电能，剩余的能量则以热平衡和红外辐射的形式损耗。光伏设施的理论效率限制略低于 90%，即使是最前沿的实验室实验也无法达到这一数字。即使根据新古典主义的假设，技术进步最终带来了转换率高达90%的光伏产品，一旦触达效率的理论天花板，那么还想进一步提高发电量就只能建造更多太阳能电池板，而这会占用更多的土地。由于地球的表面积有限，最终还是会触达太阳能的生产天花板。可再生能源并不能解决资本主义经济体制下的全球生态危机，即使用可再生能源代替化石燃料，只要我们还在追求经济无限增长，地球文明就终将在几个世纪内毁灭。
经济学家总认为在提高知识和技术增长的基础上，即使物品的数量不变，其货币价值也会不断增加。但他们忽略了，技术创新本身就需要投入。生产循环的变化取决于可用于研究和培训的电能、化学能和机械能。程序员编写新程序需要精力思考和打字，而计算机本身也需要电力才能继续运行。如果没有连续的能量转换流，就不可能对计算机程序进行改进。生产力的提高需要能量流动，这意味着所有形式的技术变革都与人类赖以生存的能量转化息息相关。
简言之，技术变革本身就受到硬性物理限制，同时受限的还有技术变革带来的质量增长。发电厂就是技术受限的典型：几十年来，发电厂一直在以最高效率运行，而进一步提升发电技术已经举步维艰。核电站扩建反应堆失败的案例将技术受限暴露无遗，而其他令人瞩目的技术，如聚变反应堆，也终将殊途同归。资本主义膨胀的利润率在很大程度上取决于其存在所依靠的能源密集型基础。去掉这个基础，资本主义也将不复存在。
能源、增长与排放的关系
所有经济活动都需要能源。近几十年来，尽管人均一次能耗在下降，但美国经济仍在继续增长，只是速度有所下降。此外，与一次能耗相关的成本在美国总需求中所占的份额也越来越小。据此，许多经济学家和权威人士得出结论，能源消耗和经济增长已经脱钩。“一个已经开始以更高能源效率和更大功率密度使用自然资源的经济体即使在一次能耗下降的情况下也可以实现增长”这一叙事得以建立。但其实不然，大卫·斯特恩（David Stern）和罗伯特·考夫曼（Robert Kaufmann）等经济学家清楚地表明，一旦将能源质量的差异纳入分析，就会发现美国的能耗增长与总需求的增长其实紧密相关。
1970年代的能源危机促使美国减少了人均石油消费量，并专注于通过使用其他自然资源来提高效率，这导致天然气的消费量增加。转向天然气和可再生能源有助于大幅减少碳排放，美国的温室气体排放量在2005年达到峰值，并开始逐年下降，及至2016年，降幅达到14%。其后，下降趋势逐渐停止，2018年的排放量实际上增加了超过3%，是8年来的最大增幅。交通部门对经济增长至关重要，交通部门的过度活跃就是激增的罪魁祸首。这就说明即使存在宏观层面的效率提升和技术创新，只要经济体还将增长置于最高优先级，那么大规模减排就几乎是不可能的。
▲ 美国碳排放走势图，单位：10亿吨。图源：美国能源信息署
对不同国家和地区的大量研究表明，一次能耗与经济增长呈正相关，并且相关性具有根本因果关系。过去几十年里，全球经济增长率开始放缓，全球能源消费增长率下降。诸如日本、欧盟等几大主要经济体已经进入了极低增长率和人口老龄化导致的停滞期。已有迹象表明，当今金融化资本主义的经济不合理性，以及我们选择使用何种自然资源都将限制未来的增长潜力。
资本主义正在失去动力，还无法大幅减少总排放量。温室气体排放量已经稳定多年，于是全球经济高层开始相信经济增长实际上可以与有害排放脱钩。2016年，国际能源署得意洋洋地宣布：“全球排放量与经济增长的脱钩得到证实。”然而就在2017年，全球温室气体排放量急剧上升。有关全球变暖危险的科学报告越来越令人担忧，而2018年排放量再次上升，且增速高于上一年。事实证明，排放与经济增长的脱钩没有全球精英最初想象的那么简单。（译注：2019年，全球发达国家碳排放在新能源转型下有所降低，约在2-3%，全球碳排放总量上升；2020年，由于疫情导致的经济停滞，全球碳排放总量下降约6%；2021年所有地区碳排放较2020年都有所上升，发达经济体碳排放较2019年略有下降。）
这个理论还有一个问题：精英阶层计算碳排放的方式。政府和各种组织通常从制造和生产的角度测量温室气体排放量，如果某美国公司在印度设立工厂生产商品，出售给美国消费者，该工厂的排放量将记入印度，而不是美国。这一过程被称为地理替代，即位于资本主义核心的企业将破坏生态的制造业转移到拥有大量廉价劳动力的发展中国家，这一直是西方碳排放量与经济增长之间存在差异的主要原因。换句话说，从消费点测量排放量就会发现，没有任何脱钩，跨国公司能做的只是在无处可去之前不断转移生产。但地理替代也是有限的。
除了将总需求与排放量进行比较外，另一种理解经济增长物质基础的方法侧重于原材料在到达最终消费点之前的过程流动。2012年，澳大利亚研究人员分析了通过国际贸易在各国之间交换的总原材料，并引入了材料足迹的概念，将原材料的消耗定位到最终需求经济体中。他们得出的结论：国内生产总值每增加10%，国家平均[材料足迹]就会增加6%。发达经济体在脱钩方面取得的成就比报道的要小，甚至根本不存在。他们还估计，大约40%的原材料用于促进向其他国家出口商品和服务，这表明减少全球资本的国际流动可能是解决日益加剧的生态危机的关键。（Thomas O. Wiedmann et al., “The Material Footprint of Nations” Proceedings of the National Academy of Sciences）
还有一个事实也能侧面证明说经济增长与资源消耗可以脱钩为时过早：过去三年间（译注：指2016-2018年），美国人的平均寿命连续下降，而美国经济在增长。但媒体并没有宣传平均寿命与经济增长脱钩这件事。脱钩幻想的破灭给了我们一个重要提示——我们不应依据近年才出现的微小变化趋势，来轻易下一个重大结论。
危机加速的社会效应
生态危机的早期阶段已经到来。2017年的波多黎各飓风，还有同年引发阿根廷衰退乃至货币危机的历史性干旱，种种灾难只是人类在未来几个世纪面临的紧张局面的开始。（译注：2019-2022年，美洲、澳洲、亚洲等地先后出现自然山火火灾，巴基斯坦遭受严重洪水灾害，欧洲主要河流断流，美国干旱和雨雪灾害频发，自然生态危机正在升级。）
生态学和其他左翼经济学家长期以来一直批评新古典主义思想是危险幻想，一些精英阶层也开始改变立场。2016年，国际资源小组（International Resource Panel ）得出结论：2000年以来，全球材料消耗的增速超过了全球GDP增长，并补充说“全球材料利用率百年来首次开始下降。”2017挪威石油天然气公司Equinor的原首席经济学家埃里克·沃尼思（Eric Waerness）写道，经济增长与能源消费“不可能”脱钩。乐观最终让位于现实主义，即使这些个人和组织中的许多人都忘了下一个必要的步骤：与资本主义进行全面的社会、政治和经济对抗。
分析阶级和社会对于理解资本主义即将引发的危机至关重要。在很大程度上，生态危机是富人大量消耗能源的产物。任何针对我们当前存在的弊病提出的解决方案都必须首先彻底解决造成这些弊病的阶级差异。西方富豪们推出了各种市场化税收和定价计划，旨在减少化石燃料的消耗，但却并不考虑这些提议会损害普通民众的生计。在这一过渡期间保护群众的正确方法是加强对化石燃料相关的生产和分配循环的社会控制，并且在消费端实施临时价格管控。如此一来资本家在破坏了生态圈之后会损失利润，而群众也不必面对任何突然的价格冲击。
现代资本主义社会的阶级结构可以大致分为三类：雇员、管理者和资本家。资本家凭借资产和公司获得巨额利润，不工作也可以维持现有的生活水平，但是雇员和管理者不同。大多数工人的负债都在增加，而资本对社会其他部分的财务控制也使工人很难要求更高的工资和更好的生活条件。结果就是一小群富人形成了财阀集团，完全劫持政治进程，并能轻易化解任何对民主变革的要求。
尽管这些阻力存在，但对新方向的社会和生态需求每年都在迅速增长。一个民主的、生态的社会主义文明需要限制自然资源的商品化，同时将富人的命运与贫穷之人紧密相连。向所有人保证六大普遍权益：食物、工作、住房、医疗保健、儿童保育和教育，限制和约束财富的增长。它可以通过对资本征收财富税和将大部分经济社会化来实现这一目标，从而使有限且受到严格监管的市场得以生存。世界各地的资本家都在囤积大量的金融财富，他们拒绝投资实体经济，因为增长率低，几乎没有获得超额利润的机会。政府应该管控这些财富的绝大部分，将其投资于改善社会服务、重建基础设施和提供负担得起的医疗保健。
我们的政界和商界领袖一生都在资本主义宣传中耳濡目染，他们已经相信经济增长是一剂灵丹妙药，能够治愈一切罪恶。对于现代社会的大多数人来说，按照目前资本主义的计算，经济增长的替代方案甚至是不可想象的。但想象和实现这些重要的替代方案可能是使人类文明免于迫在眉睫的灾难的唯一途径。我们不应围绕增长原则来组织我们的社会和经济，而应该围绕人类可持续发展的原则，这需要更广泛的生态圈的代谢稳定性。通过将生产和消费水平严格限制在某种动态平衡之中，强调改进人与社会的关系，就可以避免资本主义的周期性泡沫和危机，延长人类文明的寿命。通过将更多的财富和资源分配给工人和普通民众，我们就能建立一个公平社会，不受政治和经济不稳定反复发作的困扰。从经济到生态的危机即将汇聚，我们需要对社会秩序提出新的愿景。（作者：埃拉尔德·科拉西 美国城市研究所收入和福利政策中心研究员，乔治梅森大学物理学博士；译者：Nox、谈行藏）