郭 兆 暉

(中共中央黨校 經(jīng)濟學部，北京 100091)

能源轉(zhuǎn)型與經(jīng)濟轉(zhuǎn)型關(guān)系探析

郭 兆 暉

(中共中央黨校 經(jīng)濟學部，北京 100091)

能源使用與經(jīng)濟增長之間的關(guān)系一直是經(jīng)濟學界探討的熱點。傳統(tǒng)主流經(jīng)濟學理論從牛頓經(jīng)典力學出發(fā)，認為單純加快經(jīng)濟增長速度就可以促進經(jīng)濟轉(zhuǎn)型。而新的經(jīng)濟學思想按照熱力學定律糾正了這種錯誤，并把能源轉(zhuǎn)型作為經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵因素。在中國環(huán)境承載能力已達到上限的情況下，必須實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，用新能源與互聯(lián)網(wǎng)有機結(jié)合形成的第三次工業(yè)革命來推動從化石燃料支持的工業(yè)文明向生態(tài)文明轉(zhuǎn)變，這應是中國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的根本方向。

能源轉(zhuǎn)型；經(jīng)濟轉(zhuǎn)型；熱力學；生態(tài)文明

傳統(tǒng)主流經(jīng)濟學理論從牛頓經(jīng)典力學出發(fā)，錯誤地認識了經(jīng)濟活動，認為單純加快經(jīng)濟增長速度就可以促進經(jīng)濟轉(zhuǎn)型。而新的經(jīng)濟學思想從熱力學規(guī)律出發(fā)糾正了這種誤解，并重新解釋能源轉(zhuǎn)型對經(jīng)濟活動發(fā)展的重要意義與關(guān)鍵作用。中國只有推動從化石燃料支持的工業(yè)文明向新能源支持的生態(tài)文明轉(zhuǎn)變，才能實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展的根本轉(zhuǎn)型。

一、傳統(tǒng)經(jīng)濟學理論對經(jīng)濟活動的誤解

經(jīng)濟學理論的核心目標一直是對經(jīng)濟活動的認知與研究。亞當·斯密、馬歇爾、凱恩斯等一批西方經(jīng)濟學理論的開拓者，將牛頓經(jīng)典物理學作為經(jīng)濟學的框架，使用嚴謹?shù)臄?shù)學方法來闡釋當時正在興起、完善的市場經(jīng)濟，使人們深刻地理解了市場經(jīng)濟運行、發(fā)展的規(guī)律。

牛頓的經(jīng)典物理學是基于牛頓總結(jié)于17世紀、發(fā)表于《自然哲學的數(shù)學原理》的牛頓三大經(jīng)典力學基本運動定律所構(gòu)建起來的，具體包括牛頓第一定律，即慣性定律；牛頓第二定律，即加速度定律；牛頓第三定律，即作用力和反作用力定律。亞當·斯密根據(jù)牛頓第一定律，認為市場的運行慣性一旦形成，會促使市場精確地自動運行，而人天生的利己性是作用在市場上面的外力，維持著“慣性”。這種“力”就是“看不見的手”，它可以控制著整個市場的調(diào)整與運行。

馬歇爾則受到牛頓第三定律的啟示，把買方與賣方視為一對作用力與反作用力，也就是把供給與需求視為一對作用力與反作用力，用這樣的邏輯關(guān)系闡述經(jīng)濟系統(tǒng)中矛盾的兩個方面的變化與運動。馬歇爾把供求關(guān)系描述為市場活動的最根本規(guī)律。市場以與牛頓第三定律類似的方式進行自我管理、運行，即供給與需求就像兩個物體之間的一對作用力和反作用力，供求關(guān)系相互調(diào)整，最終達到均衡的狀態(tài)。其中的“力”就是價格機制，如果消費者對商品與服務的需求上升，廠商則會相應地提高價格；如果價格過高，便會導致消費者的需求下降，進而使廠商降低價格來刺激需求。凱恩斯的思想可以找到牛頓第二定律的影子。隨著大蕭條的爆發(fā)，凱恩斯發(fā)現(xiàn)單純依靠“慣性”，即“看不見的手”不能夠使市場自行達到均衡狀態(tài)，需要有一種能產(chǎn)生“加速度”的“外力”，改變調(diào)整市場的原有的慣性運行狀態(tài)。這種“外力”就是“看得見的手”，即政府要發(fā)揮自身作用，采用合理的宏觀調(diào)控手段來使市場達到均衡狀態(tài)。

但是，以牛頓的經(jīng)典物理學解釋市場運行機制存在諸多問題，其中，核心問題是牛頓的物理學世界中只涉及速度與位置兩個概念，是建立在相互獨立的個體物質(zhì)基礎上的，并沒有考慮時間發(fā)展及其過程。牛頓的經(jīng)典物理學在牛頓的宇宙觀中，所有的機械運動在理論上都是可逆的；在牛頓的數(shù)學理論中，每個時間點都有相對應的負時間存在；在牛頓的運動定律中，時間的概念是一種絕對的時間，沒有過程的概念。因此，牛頓的經(jīng)典物理學對于我們理解經(jīng)濟活動的本質(zhì)并沒有重大價值，也不足以成為經(jīng)濟學理論的基礎。牛頓的經(jīng)典物理學誤導了我們對經(jīng)濟活動的認識。在現(xiàn)實的經(jīng)濟活動中，所有的經(jīng)濟行為，如能源和原材料的采集、運輸、利用、損耗及廢棄的過程都是不可逆的。

二、用熱力學重新認知經(jīng)濟活動

直到19世紀，物理學家用能量守恒定律將熱力學第一定律與第二定律統(tǒng)一起來之后，才真正形成了一個可以精確描述經(jīng)濟活動的科學基礎。但是，經(jīng)濟學一直陷入牛頓力學的泥淖中無法自拔，并進一步陶醉其中。

熱力學第一定律，即能量守恒定律可以表述為：“自然界一切物體都具有能量，能量有各種不同形式，它能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個物體傳遞給另一個物體，在轉(zhuǎn)化和傳遞過程中能量的總和不變?！钡聡锢韺W家克勞修斯和英國物理學家開爾文分別于1850年和1851年提出了熱力學第二定律的不同表述。這兩種表述在理念上是等價的?？藙谛匏沟谋硎鰹椋骸安豢赡馨褵釓牡蜏匚矬w傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響；不可能從單一熱源取熱使之完全轉(zhuǎn)換為有用的功而不產(chǎn)生其他影響；不可逆熱力過程中熵的微增量總是大于零?！遍_爾文的表述為：“熱無法百分之百轉(zhuǎn)為功?！?/p>

我們可以一塊燃燒著的煤炭為例，來直觀地說明熱力學第一定律與第二定律。在燃燒的過程中，這塊煤炭所蘊含的能量并沒有消失。相反，它被轉(zhuǎn)化成了二氧化碳、二氧化硫和其他氣體，排放到大氣層中。盡管能量仍然存在，但我們不可能將這些分散在大氣層中的能量重新還原成煤的形態(tài)并加以利用?？藙谛匏箘?chuàng)造了一個術(shù)語“熵”(Entropy)來表示那些不可以再利用的能量?？藙谛匏拱l(fā)現(xiàn)，當能量由一個較高的、較集中的形態(tài)轉(zhuǎn)化成分散的形態(tài)，即由高溫的形態(tài)轉(zhuǎn)化為低溫的形態(tài)時，熵會增加[1]。例如，蒸汽機之所以能做功，是因為蒸汽機系統(tǒng)里的一部分很冷，而另一部分很熱。換而言之，要把能量轉(zhuǎn)化為功，一個系統(tǒng)的不同部分間就必須有能量集中程度的差異(即溫差)，當能量由高溫轉(zhuǎn)化到低溫時，它就做功了。更重要的是，每一次能量從一個溫度轉(zhuǎn)化到另一個溫度，都意味著下一次能做功的能量減少了。

按照熱力學第二定律的原理，能量是從高溫的地方向低溫的地方傳遞、轉(zhuǎn)移，由一種有序和集中的形態(tài)向混亂和分散的形態(tài)轉(zhuǎn)化。克勞修斯由此分析，自然界的發(fā)展過程是從有序到無序、從復雜到簡單，最后達到宇宙“熱寂”的退化過程(熵會隨著時間的流逝而累積，當熵增加到最大值時，有效能量已經(jīng)全數(shù)轉(zhuǎn)化為熱能，所有物質(zhì)溫度達到熱平衡，這種狀態(tài)稱為熱寂)。而達爾文從進化論角度分析，生命體從單細胞生物到人類這種復雜有機體的發(fā)展過程是從無序到有序、從簡單到復雜的進化過程。從表面現(xiàn)象上看，物理世界和生物世界似乎有著截然不同的發(fā)展方向及規(guī)律，這導致了熱力學和進化論之間的矛盾。諾貝爾化學獎得主普里高津創(chuàng)立的耗散結(jié)構(gòu)理論解決了這一矛盾[2]。

根據(jù)耗散結(jié)構(gòu)理論分析，形成耗散結(jié)構(gòu)的過程需要外部環(huán)境更大的無序化為代價。由此推論，人類有序化發(fā)展的進化過程需要以人類周邊的生態(tài)環(huán)境更大的無序化為代價。而把人類與其周邊的生態(tài)環(huán)境視為一個開放系統(tǒng)，從整體上看，它是朝著無序化不斷發(fā)展的，依然符合熱力學第二定律。所以，熱力學第二定律與進化論是辯證統(tǒng)一的。

建立在牛頓力學基礎上的新古典經(jīng)濟學認為，人類周邊的生態(tài)環(huán)境是取之不盡、用之不竭的，只有人類通過勞動將生態(tài)環(huán)境轉(zhuǎn)化為商品與服務(我們稱之為“生產(chǎn)性資本”)，生態(tài)環(huán)境才能體現(xiàn)其價值。經(jīng)濟活動是一項推動地球無限制的物質(zhì)進步的線性過程，只要自由市場機制存在，“看不見的手”便可以自動調(diào)節(jié)供求關(guān)系。而熱力學定律告訴我們截然不同的事實：經(jīng)濟活動只是從人類周邊的生態(tài)環(huán)境“借用”了低熵的能源，把它轉(zhuǎn)化成有經(jīng)濟價值、暫時性的商品與服務。但是在轉(zhuǎn)化過程中，散失到生態(tài)環(huán)境中的能量比生產(chǎn)出的生產(chǎn)性資本所蘊含的能量大得多。因此，實質(zhì)上，經(jīng)濟活動只是以降低其所依賴的能源效用等級為代價創(chuàng)造暫時性的經(jīng)濟價值。

三、單純加快經(jīng)濟增長速度不能促進經(jīng)濟轉(zhuǎn)型

建立在牛頓力學基礎上的經(jīng)濟學把生產(chǎn)率定義為固定投入下的產(chǎn)出比率，經(jīng)濟增長速度越快，生產(chǎn)率越高，額外回報也越大。但是在熱力學標準下的生產(chǎn)率應該是固定產(chǎn)出下的熵值。實際上，我們對生產(chǎn)和流通速度的追求最終是以消耗額外的能量為代價的，能源使用越多意味著浪費越多，自然界中的熵也在不斷增加。我們一直認為，通過加快經(jīng)濟活動的速度可以節(jié)約能源，但從熱力學的角度來考慮，事實卻恰恰相反。

新古典經(jīng)濟學家大談特談生產(chǎn)率和經(jīng)濟增長是衡量固定投入下的產(chǎn)出比率的指標時，他們所指的投入僅僅是資本和勞動力。新古典經(jīng)濟學的代表人物羅伯特·索洛把影響經(jīng)濟增長的因素分解為資本、勞動，以及資本、勞動之外的余值(被稱為“索洛余值”)，而曾經(jīng)有經(jīng)濟學家分析工業(yè)國家的實際經(jīng)濟增長率的時候，人均資本投入只能解釋經(jīng)濟增長的14%，而剩余的86%(即索洛余值)無法解釋。索洛自己也將這一余值稱為“我們無知的度量”。

德國物理學家萊納·屈梅爾涵蓋能源、資本和勞動投入的增長模型，并對美國、英國和德國在1945—2000年間的發(fā)展進行測量，最終發(fā)現(xiàn)能源正是“我們無知的度量”。

現(xiàn)代社會中每項經(jīng)濟活動都離不開能源的驅(qū)動，這些研究告訴我們，日益提高的將能源和原材料轉(zhuǎn)化為有用功的熱力學效率是生產(chǎn)率提高和工業(yè)社會經(jīng)濟增長的主要原因。但是，熵損失的重要作用也不可忽視。我們時刻不能忘記每當我們使用額外的能源加速經(jīng)濟進程時，必須將所獲得的商品與服務的價值同散失到生態(tài)環(huán)境中的熵進行衡量。

四、把能源轉(zhuǎn)型作為經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵因素

熱力學規(guī)律認為，每一個舊的經(jīng)濟時代都是以能源危機而終結(jié)的，每一個新的經(jīng)濟時代都是以新型能源機制的引入而發(fā)端的。初期，新型能源的開采、加工和運輸成本較高，隨著技術(shù)進步和經(jīng)濟規(guī)模擴大，成本將會不斷降低，熵的流動會不斷加強。直到最后，原本豐富的資源變得稀缺，長期以來不斷累積的熵值導致人類社會難以承受，出現(xiàn)能源危機，經(jīng)濟便開始衰落，需要另一種新型能源的出現(xiàn)，來提升經(jīng)濟活動，這描繪出了一幅新的經(jīng)濟規(guī)律圖式。

按照熱力學定律的思想，美國學者里夫金在其著作《第三次工業(yè)革命》中總結(jié)了人類經(jīng)濟發(fā)展的歷史，發(fā)現(xiàn)新型能源系統(tǒng)的出現(xiàn)，加之其與新型交通、通信技術(shù)的融合，將推動經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的到來[3]。當前的能源轉(zhuǎn)型是從以煤炭、石油及天然氣為代表的化石能源向新能源轉(zhuǎn)型；新能源指太陽能、風能、水能、生物質(zhì)能、潮汐能等。利用新能源產(chǎn)生的熵，不會在地球上累積；而化石能源消耗產(chǎn)生的熵會累積在地球上，影響地球的生命過程。隨著工業(yè)化的進行，我們越來越依賴于有限的化石能源，盡管這種做法短期內(nèi)非常便利，但是長期來看是不經(jīng)濟的。

自第一次工業(yè)革命以來，以煤炭、石油為代表的化石燃料的使用，已經(jīng)成為經(jīng)濟增長的基礎，但是化石燃料總量不大，不可能在人類的可預見的未來再次生成。而這些化石燃料一經(jīng)燃燒，以二氧化碳、二氧化硫和其他氣體形式發(fā)散的能量就不能再做功，而且二氧化硫又導致了區(qū)域性生態(tài)破壞，如酸雨等，二氧化碳則直接導致了全球氣候變化。

在20世紀的大部分時間里，石油的價格極其低廉，因此很少有人注意其背后的隱憂。而現(xiàn)在石油價格節(jié)節(jié)攀升，導致能源價格高漲。同時，化石燃料燃燒造成的環(huán)境、生態(tài)問題已經(jīng)極大地影響了各個產(chǎn)業(yè)。長久以來，經(jīng)濟活動在環(huán)境中所累積的污染物已經(jīng)大大超過了環(huán)境循環(huán)處理廢棄物和補充能量的速度，最終將會導致任何過度攫取自然資源的經(jīng)濟體制走向墳墓。

發(fā)達國家通過“先污染、后治理”的模式，正在努力地“漂白”兩次工業(yè)革命的發(fā)展給環(huán)境造成的巨大污染。但是隨著以化石燃料燃燒的人為溫室氣體排放被證明是全球氣候變化的“元兇”之后，由于溫室氣體受地理區(qū)域束縛，會全球擴散，并會長期在大氣累積，因此，全球無論哪個國家過量排放溫室氣體，都會對任何一個國家造成影響。工業(yè)革命留給我們的污染物不再是區(qū)域性堆積，而是一地產(chǎn)生、全球彌漫。

生態(tài)環(huán)境問題不再是區(qū)域性問題，而是一個全球性問題。聯(lián)合國環(huán)境署和世界氣象組織成立的政府間氣候變化委員會于2015年發(fā)布的第五次評估報告提出警告：人類正在改變地球的氣候體系，二氧化碳、甲烷和氧化亞氮等三種主要的溫室氣體目前已達到80萬年以來的最高濃度。全球必須在2100年之前把溫室氣體排放減少到零，否則恐將引發(fā)生態(tài)和社會災難。氣候變化匯集的風險十分巨大，如果溫室氣體繼續(xù)以失控的速度排放，有可能會讓幾代人在消除貧困和饑餓上取得的進步停滯甚至逆轉(zhuǎn)。更可怕的是，地球本身就是由氣圈、水圈、巖石圈及生物圈構(gòu)成的緊密聯(lián)系的“活球”，但是化石燃料造成的溫室氣體排放不僅影響氣圈，更會對水圈、巖石圈及生物圈造成了巨大的損害，全球氣候變化已經(jīng)為人類及生態(tài)系統(tǒng)帶來了極端天氣、冰川消融、永久凍土層融化、珊瑚礁死亡、海平面上升、生態(tài)系統(tǒng)改變、旱澇災害增加及致命熱浪等眾多災難。

改革開放以來，中國經(jīng)濟建設取得巨大成就。世界銀行2014年統(tǒng)計顯示，從1978年以來，中國年均GDP增長率達到9.83%，在全球206個國家和地區(qū)居于第二位。2015年上半年，中國國內(nèi)生產(chǎn)總值29.7萬億元，同比增長7.0%，外匯儲備余額為3.69萬億美元，居世界第一位。但中國的經(jīng)濟增長奇跡是建立在消耗了大量能源與原材料、排放了環(huán)境已經(jīng)難以承受的污染物的基礎上的(詳見下表)。

表 中國生產(chǎn)的原材料與能量(2014年)及排放的廢棄物(2013年)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)

注：原煤、粗鋼、水泥、氧化鋁中國數(shù)據(jù)來自國家統(tǒng)計局，世界數(shù)據(jù)來自互聯(lián)網(wǎng)；二氧化碳數(shù)據(jù)來自《2014全球碳預算》(http://cdiac.esd.ornl.gov/GCP/carbonbudget/2014/)；人口數(shù)據(jù)按國家統(tǒng)計局公布的2014年人口13.6782億計算；化學需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物中國數(shù)據(jù)來自環(huán)保部；二氧化硫、氮氧化物占比為2008年聯(lián)合國環(huán)境署模型推算數(shù)值

在中國環(huán)境承載能力已達到上限的情況下，必須實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，用新能源與互聯(lián)網(wǎng)有機結(jié)合形成的第三次工業(yè)革命來推動從化石燃料支持的工業(yè)文明向生態(tài)文明轉(zhuǎn)變，這應是中國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的根本方向。

首先，中國已經(jīng)成為“世界工廠”、制造業(yè)第一大國。但是中國不僅面臨著發(fā)達國家“再造”制造業(yè)的巨大影響，還面臨其他新興市場國家的日益增大的挑戰(zhàn)。2009年，墨西哥超過韓國和中國，成為世界第一大平板電視生產(chǎn)國，墨西哥還是雙開門冰箱的第一大生產(chǎn)國。中國制造業(yè)在面對諸多挑戰(zhàn)的背景下，急需向以新能源和互聯(lián)網(wǎng)為基礎的第三次工業(yè)革命升級過渡。同時，也要加大扶持第三次工業(yè)革命的推動主體——中小微企業(yè)的發(fā)展，這需要政府加大減免中小微企業(yè)的稅負，減少審批權(quán)限，使資金流向?qū)嶓w經(jīng)濟。

其次，第二次工業(yè)革命以來，農(nóng)業(yè)逐步發(fā)展成石化農(nóng)業(yè)。石化農(nóng)業(yè)的核心是大規(guī)模的毀林墾田和機械化連片種植，是化肥、農(nóng)藥的過度過量使用。從全球范圍看，人類在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)取得巨大發(fā)展的同時，對地球生態(tài)環(huán)境也造成了嚴重的破壞。過度使用化學農(nóng)藥，化肥等造成了全球生態(tài)環(huán)境的持續(xù)惡化及糧食危機。由于長期實行主要依賴投資和增加物質(zhì)投入的粗放型經(jīng)濟增長方式，中國農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境惡化問題更加突出。為此，應通過能源互聯(lián)網(wǎng)推動生物技術(shù)的發(fā)展，進而推進農(nóng)業(yè)的低碳化、生態(tài)化發(fā)展，減少農(nóng)業(yè)污染物的累積。

最后，在第三次工業(yè)革命的浪潮下，金融業(yè)也要進行變革。虛擬資本應當考量生態(tài)環(huán)境的發(fā)展，協(xié)助實體經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，吸引越來越多的金融市場參與者投入應對生態(tài)環(huán)境危機和發(fā)展低碳經(jīng)濟的領域中來。通過金融市場發(fā)現(xiàn)價格的功能，調(diào)整不同經(jīng)濟主體利益，支持新能源技術(shù)發(fā)展，鼓勵、引導產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級和經(jīng)濟增長方式轉(zhuǎn)變；化解生態(tài)環(huán)境危機的風險，通過市場設計，以最低成本降低整個經(jīng)濟體系的生態(tài)環(huán)境成本，有效分配和使用國家環(huán)境資源，落實節(jié)能減排和環(huán)境保護目標。

[1] 里夫金，霍華德.熵:一種新的世界觀[M].上海:上海譯文出版社,1987：103.

[3] 里夫金.第三次工業(yè)革命[M].北京:中信出版社,2012：47.

[2] 普利高津.從混沌到有序[M].上海:上海譯文出版社,1987：215.

[責任編輯：房宏琳]

2015-05-17

國家社會科學基金青年項目“生態(tài)文明競爭力評價指標體系研究”(14KS012)

郭兆暉(1985—)，男，講師，經(jīng)濟學博士，從事生態(tài)文明、低碳經(jīng)濟學研究。

F299.2

A

1002-462X(2015)10-0100-04