文 | 張樹(shù)偉

經(jīng)濟(jì)學(xué)博士、高級(jí)工程師、德國(guó)洪堡學(xué)者，卓爾德環(huán)境研究（北京）中心主任兼德國(guó)能源轉(zhuǎn)型智庫(kù)高級(jí)顧問(wèn)。具有電力、交通、可再生能源部門(mén)與德國(guó)、法國(guó)、中國(guó)等地區(qū)工作經(jīng)驗(yàn)。

技術(shù)發(fā)展存在一定的規(guī)律，這是技術(shù)動(dòng)力學(xué)以及創(chuàng)新經(jīng)濟(jì)學(xué)研究的內(nèi)容。關(guān)于過(guò)去技術(shù)的進(jìn)步，特別是進(jìn)入小市場(chǎng)之后的擴(kuò)散過(guò)程，學(xué)者們喜歡總結(jié)一些程式化事實(shí)（stylized facts），作為參考基準(zhǔn)去預(yù)測(cè)未來(lái)技術(shù)的可能前景，以及檢驗(yàn)未來(lái)情景的可信度乃至現(xiàn)實(shí)可行性。這方面的集大成者，無(wú)疑是剛剛退休的耶魯大學(xué)/國(guó)際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所Arnulf Grübler教授，一個(gè)高大的奧地利人。沒(méi)錯(cuò)，那個(gè)以“創(chuàng)造性毀滅”與企業(yè)家精神研究馳名的偉大思想家——熊彼特的老鄉(xiāng)。

2006年7月炎熱的夏季，我與他在北京新世紀(jì)日航酒店見(jiàn)面，聊我正在打磨的博士論文。現(xiàn)在15年過(guò)去了，我至今仍記得那天晚上我跟他討論了2個(gè)小時(shí)交通能源情景模擬，然后吃了1個(gè)半小時(shí)海鮮大餐之后，我撐著肚子，站在北京天橋上的那種無(wú)助與悵然——他把我之前2年多的工作全部扔進(jìn)了垃圾堆，稱之為“trash”。我不知道怎么辦了。

當(dāng)然，后來(lái)?yè)?dān)憂與不安變成了喜劇。半年的時(shí)間，他幫我重新確定了工作重點(diǎn)；我因此得以發(fā)表自己的第一篇國(guó)際論文；因?yàn)檫@篇論文有了進(jìn)一步拓展工作平臺(tái)的機(jī)會(huì)；因?yàn)檫@種經(jīng)歷從而對(duì)氣候變化問(wèn)題有了專業(yè)的了解，為今天的持續(xù)關(guān)注與應(yīng)用研究打下基礎(chǔ)；從而，今天疫情期間，我能夠靜靜地坐在書(shū)桌前，冰箱中充滿著食物、房間具有充足供暖，給讀者寫(xiě)下這些文字。

目前確定的氣候目標(biāo)看起來(lái)十分緊迫。這使得氣候減排的情景在大眾和各路專家眼中都有些極端。讓我們首先看看這些情景預(yù)示的結(jié)構(gòu)變化需要多大以及多快。

由于排放的“累積”性質(zhì)，從現(xiàn)在到2100年排放軌跡如何，無(wú)疑存在著一個(gè)短期與長(zhǎng)期的權(quán)衡問(wèn)題。那么基于系統(tǒng)成本最小化的標(biāo)準(zhǔn)，就可以得出一個(gè)所謂的“最優(yōu)排放軌跡”（optimal emission pathway）。

2度目標(biāo)的研究大體給出的排放“里程表”是：盡快在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)達(dá)峰，然后電力部門(mén)經(jīng)歷一個(gè)20-30年的快速脫碳過(guò)程接近于零；其他減排困難部門(mén)，特別是貨運(yùn)、重工業(yè)以及部分非CO ₂ 氣體減排逐步跟上，在2050-2070年間實(shí)現(xiàn)所有溫室氣體零排放，之后進(jìn)入凈碳回收的階段，盡管這部分量級(jí)不大；而1.5度需要的減排節(jié)奏更快，全球2030年的排放就需要下降到20 Gt CO ₂ 的程度（目前僅能源部門(mén)CO ₂ 排放就在35Gt），然后借助大量的負(fù)排放技術(shù)（森林碳匯、地球工程）才能使1.5度目標(biāo)保持可行。

基于典型減排路徑的分析表明： 要實(shí)現(xiàn)2度氣候目標(biāo)，年平均減排要超過(guò)3%，而要實(shí)現(xiàn)1.5度目標(biāo)，大約年減排需要7%。 排放開(kāi)始以某個(gè)速率下降的時(shí)間每晚1年，實(shí)現(xiàn)1.5度目標(biāo)預(yù)算的耗盡時(shí)間就提前大約2年。

最新的測(cè)算表明： 要在50%的概率上實(shí)現(xiàn)1.5度氣候目標(biāo)，90%的煤炭?jī)?chǔ)量需要永久地留在地殼中。 2021年的COP會(huì)議，首次在政治認(rèn)識(shí)層面明確，“要最終實(shí)現(xiàn)1.5度目標(biāo)，到2030年全球必須相比2010年減排45%”。

在避免大量使用高風(fēng)險(xiǎn)不確定性的地球工程的情況下，本世紀(jì)中葉大部分能源部門(mén)排放降低到接近于零的程度，這似乎是個(gè)不太需要思考的答案。那么，現(xiàn)狀在哪里呢？以我國(guó)為例，從一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)來(lái)看，能源系統(tǒng)中煤炭仍舊占據(jù)50%以上份額。終端能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)（對(duì)應(yīng)于采暖、照明、炊事等吃穿用行的能源需求）與電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的情況更加復(fù)雜與困難。目前我國(guó)煤炭發(fā)電仍舊占據(jù)總發(fā)電量的60%以上，而終端（工業(yè)、建筑、交通、農(nóng)業(yè)等）的化石能源直接消費(fèi)（煤、天然氣、各種油品）也超過(guò)60%。這對(duì)應(yīng)著巨大的能源基礎(chǔ)設(shè)施存量。他們都需要在30-40年的時(shí)間內(nèi)被替代掉或者關(guān)掉，這意味著技術(shù)可得性、經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力、新的投融資充分性、政治上的可行性、社會(huì)變革接受程度等問(wèn)題。

人類(lèi)社會(huì)已經(jīng)經(jīng)歷了從薪柴到煤炭、從煤炭到油氣的能源轉(zhuǎn)型。這種轉(zhuǎn)型是自然發(fā)生的，在微觀、中觀、宏觀層面上都有所體現(xiàn)。

微觀上，一個(gè)地區(qū)的煤炭如果采光了，那么它必須實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)模式、能源結(jié)構(gòu)與就業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，比如中國(guó)遼寧的阜新地區(qū)就是最早一批煤炭資源枯竭地區(qū)與轉(zhuǎn)型的試點(diǎn)。

中觀上，天然氣基礎(chǔ)設(shè)施如果普及——比如在四川、重慶、甘肅等地——那么當(dāng)?shù)乩锰烊粴獾奈锢碚系K消除，這些地區(qū)發(fā)展天然氣的更大程度的利用，也自然是順理成章的事情。

宏觀上，能源的結(jié)構(gòu)隨著基礎(chǔ)設(shè)施、消費(fèi)升級(jí)、市場(chǎng)動(dòng)態(tài)與技術(shù)進(jìn)步也隨時(shí)在變化，比如歐美發(fā)達(dá)國(guó)家上世紀(jì)50年代之后的油氣化，我國(guó)農(nóng)村地區(qū)在上世紀(jì)90年代以后比較快速的生物質(zhì)燃料（薪柴）退出。

技術(shù)動(dòng)力學(xué)回答了一個(gè)“技術(shù)是如何變化、進(jìn)步以及普及”的問(wèn)題?？傮w上， 過(guò)去的能源轉(zhuǎn)型是緩慢的，從開(kāi)始出現(xiàn)到占據(jù)3%的小市場(chǎng)，通常需要20年以上的時(shí)間。

Grübler 1999年的文章提供了一個(gè)理解這一現(xiàn)象的分類(lèi)方法，并且認(rèn)為： 壽命長(zhǎng)且屬于某個(gè)網(wǎng)絡(luò)組成部分的技術(shù)，通常需要最長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)擴(kuò)散并與網(wǎng)絡(luò)中的其他技術(shù)共同發(fā)展 ；這種網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)產(chǎn)生了很高的進(jìn)入壁壘。即使是對(duì)眾多標(biāo)準(zhǔn)下更優(yōu)秀的競(jìng)爭(zhēng)者，可能也會(huì)因?yàn)榕c網(wǎng)絡(luò)中的其他技術(shù)并不配套而困難甚至被淘汰，典型的比如目前這種字母排列混亂的QWERTY鍵盤(pán)（最初為了防止打字過(guò)快，造成打字機(jī)故障而引入），以及磁帶制式的標(biāo)準(zhǔn)。

并且，新的技術(shù)進(jìn)入市場(chǎng)，往往經(jīng)歷“S型”變化——先緩慢增長(zhǎng)成為小市場(chǎng)、再起飛提速，到最終飽和，然后進(jìn)入衰退。英國(guó)是世界上第一個(gè)使用煤炭與煤電的國(guó)家。煤炭使用驅(qū)動(dòng)了整個(gè)工業(yè)革命的發(fā)生與輝煌。如果以降低到高峰份額的10%以內(nèi)計(jì)算，英國(guó)用了100多年，而美國(guó)德國(guó)是60-80年。現(xiàn)在，英國(guó)也將成為第一批即將淘汰煤炭的國(guó)家。

當(dāng)然，以上的技術(shù)動(dòng)力學(xué)討論仍然立于理解過(guò)去發(fā)生的事情，總結(jié)其“規(guī)律”。至于這些規(guī)律是否在未來(lái)保持穩(wěn)定是另外一個(gè)問(wèn)題。我們也有不少的案例證據(jù)表明： 政府積極的政策改變，以及某些創(chuàng)新型技術(shù)的突然進(jìn)步，可以促進(jìn)轉(zhuǎn)型的更快發(fā)生。

1865年，英國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家William Jevons寫(xiě)了一本帶有預(yù)言性質(zhì)的書(shū)——關(guān)于英國(guó)對(duì)于煤炭的依賴，題為《煤炭問(wèn)題；關(guān)于國(guó)家的進(jìn)步和我們的煤炭可能耗盡的調(diào)查》。他提到：“鑒于煤是一種有限的、不可再生的能源資源，我們是否明智，允許這個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)超過(guò)我們可以長(zhǎng)期維持的程度？”。

這一思想跟影響力巨大的羅馬俱樂(lè)部《增長(zhǎng)的極限》是一脈相承的。類(lèi)似的，1956年，美國(guó)人Hubbert根據(jù)對(duì)美國(guó)油田產(chǎn)量的觀測(cè)，認(rèn)為對(duì)于任何特定的地理區(qū)域，從個(gè)別產(chǎn)油區(qū)到整個(gè)地球，石油生產(chǎn)的速度將趨向于遵循一個(gè)鐘形曲線。也就是說(shuō)： 產(chǎn)量必然會(huì)在某個(gè)時(shí)候達(dá)到一個(gè)高峰，并且最終不可避免地下降。這就是著名的“石油峰值論” 。

這一預(yù)言在70年代得到了近乎驚訝的證實(shí)，美國(guó)的石油產(chǎn)量似乎達(dá)到頂峰并且逐年下降了——直到2005年的頁(yè)巖氣革命。2005年之后，頁(yè)巖油氣重新開(kāi)始迅速地上升并占據(jù)開(kāi)采量的重要乃至主體部分。石油峰值論只能修正為“對(duì)傳統(tǒng)油氣資源而言”。當(dāng)然，何為傳統(tǒng)，何為非常規(guī)（nonconventional），很難劃一條明確的界限。因此這一經(jīng)驗(yàn)理論已經(jīng)日漸式微了。

人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到： 化石能源相對(duì)于有限的大氣資源，可以說(shuō)是過(guò)度的豐富。 以儲(chǔ)采比——探明的經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量與年度開(kāi)采量的比值——衡量，世界石油與天然氣一直保持在不下降的程度，而煤炭的豐富程度也還足夠開(kāi)采上百年乃至200年以上。相比大氣資源在10-25年內(nèi)的耗盡，這一程度還豐富的很。

歷史總是驚人的相似，但卻并不是簡(jiǎn)單的重復(fù)。過(guò)去的總結(jié)，往往只能用來(lái)理解過(guò)去，在多大程度上可以預(yù)測(cè)未來(lái)，不得而知。預(yù)測(cè)神棍們?nèi)绻凑醋韵灿谒坪鯗?zhǔn)確或者比較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)了某個(gè)東西，而不是從這種預(yù)測(cè)準(zhǔn)確中獲得了多大收益或者避免了多大的損失，其實(shí)99%（或者100%）的情況下都是運(yùn)氣還好而已。

“未知的未知”是永遠(yuǎn)存在的。就在作者寫(xiě)下這些文字的時(shí)候，太平洋島國(guó)湯加發(fā)生了破壞力驚人的海底火山爆發(fā)。它的影響是大是小，會(huì)對(duì)全球氣候與農(nóng)業(yè)產(chǎn)生多長(zhǎng)時(shí)間影響，還有待進(jìn)一步理解。

趨勢(shì)是那假以時(shí)間就可以實(shí)現(xiàn)的東西。 在我國(guó)，由于社會(huì)規(guī)范巨大的“裹挾”作用，趨勢(shì)還是一種“論證完畢”的快捷方式。 它自動(dòng)跳過(guò)了為何需要順勢(shì)而為，而不是逆勢(shì)而動(dòng)的必要邏輯論證。趨勢(shì)有內(nèi)在的，或者已經(jīng)存在的持續(xù)動(dòng)力。

在煤炭代替薪柴的過(guò)程中，很明顯可以看到確定性的趨勢(shì)。因?yàn)槊禾吭诋?dāng)時(shí)的環(huán)境下，可能各個(gè)方面都比薪柴要“優(yōu)質(zhì)”，清潔，能量密度高；內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)代替馬車(chē)的過(guò)程，無(wú)疑也是一種快速的趨勢(shì)。那么，碳中和中，有哪些趨勢(shì)呢？便宜的占據(jù)更大的市場(chǎng)份額是個(gè)趨勢(shì)？碳中和的趨勢(shì)，可惜筆者還總結(jié)不出來(lái)一個(gè)。

情景是我們理解復(fù)雜未來(lái)多種可能性的工具之一，幫助建立能動(dòng)性的政策。基于可能的驅(qū)動(dòng)力與影響因素，探討其可能的結(jié)果。 碳中和顯然不是“照常發(fā)展”情景。也就是說(shuō)：基于目前的政策、技術(shù)與消費(fèi)動(dòng)態(tài)現(xiàn)狀，是無(wú)法實(shí)現(xiàn)碳中和的。 需要探討的是“從現(xiàn)在開(kāi)始的增量政策是什么？”。情景無(wú)疑是一種主觀社會(huì)構(gòu)建（social construct），它并不代表客觀與真實(shí)存在。因此，對(duì)國(guó)際機(jī)構(gòu)發(fā)表的情景結(jié)果做“預(yù)測(cè)式”解讀，諸如國(guó)際能源署預(yù)測(cè)顯示：2050年碳中和，煤炭份額會(huì)下降到5%以內(nèi)。無(wú)疑是一種“偷懶”的行為。

Wild Card——牌類(lèi)術(shù)語(yǔ)中的“百搭”，體育術(shù)語(yǔ)中的“外卡”——也有著“難以琢磨的足以改變事物形態(tài)的低概率、高影響的事件或者變化”含義。與“黑天鵝”事件不同的是，Wild Card跟“微弱信號(hào)分析”（weak signal analysis）與臨界點(diǎn)（Tipping）聯(lián)系在一起，可以包括各種微小概率事件釀成的巨大改變動(dòng)力。而“黑天鵝”本來(lái)就是存在的，它更多指的是確定性事件但是還不普遍為人所知。一些重大的顛覆性技術(shù)可以預(yù)見(jiàn)是通卡，比如極其便宜的儲(chǔ)能、熱核聚變商業(yè)化等。當(dāng)然，它們是否具有實(shí)現(xiàn)這樣的技術(shù)經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)，是高度不確定的。

負(fù)排放技術(shù)與手段在政治與心理上降低了立刻行動(dòng)的緊迫性。OLIVER GEDEN是個(gè)德國(guó)政治學(xué)者，為不少人贊賞或者唾棄。他在2010年就明確斷言：“ 由于聯(lián)合國(guó)氣候談判在短期內(nèi)不會(huì)取得突破，加上當(dāng)前的碳排放趨勢(shì)無(wú)法扭轉(zhuǎn)，因此達(dá)到兩度目標(biāo)幾乎不可能 ”。這在數(shù)學(xué)可行解意義上顯然是不對(duì)的。因?yàn)橐呀?jīng)存在示范或者想象中的“負(fù)排放”技術(shù)與手段。無(wú)論你超出排放限額多少，未來(lái)總可以通過(guò)回收技術(shù)重新達(dá)到之前的平衡，如果忽略掉那些不可逆的變化的話。

當(dāng)然，數(shù)學(xué)上的解只是理論上的可能性。數(shù)學(xué)上的可行解有無(wú)具有清晰的含義。一個(gè)優(yōu)化問(wèn)題，如果約束太多，或者約束的邊界條件太緊，那么可能，這樣的問(wèn)題就無(wú)解。比如如果只考慮年度的電量約束，那么無(wú)疑，只要你堆足夠多的風(fēng)光一起，完全可以覆蓋100%的電量需求。但是，如果加上8760小時(shí)每個(gè)小時(shí)都需要滿足電力需求的條件，那么很可能有些時(shí)刻風(fēng)也不刮，也沒(méi)有太陽(yáng)，其約束就無(wú)法滿足了。這樣的問(wèn)題就無(wú)解。稍微放松一下標(biāo)準(zhǔn)，比如允許需求一定程度的“削減”，那么這個(gè)問(wèn)題可能就又會(huì)變得有解。

可以想象，允許削減的程度越高，那么獲得可行解的機(jī)會(huì)也會(huì)越大。必須區(qū)分以上理論上的可行性（feasibility）與現(xiàn)實(shí)中的可能性（possibility）?，F(xiàn)實(shí)中的約束很多是無(wú)邊界的，不可預(yù)見(jiàn)的。所以，一個(gè)東西是否可行，特別是涉及到未來(lái)，并不存在涇渭分明的判斷標(biāo)準(zhǔn)以及客觀性，屬于主觀問(wèn)題。

近些年，一些年輕學(xué)者展露頭腳，有力地從“可行性”視角補(bǔ)充了能源情景的可實(shí)現(xiàn)性。能源情景基于簡(jiǎn)化的經(jīng)濟(jì)—環(huán)境—經(jīng)濟(jì)描述，能夠考慮模擬的因素是有限與有邊界的，而現(xiàn)實(shí)無(wú)疑存在更多以及諸多操作性因素，特別是一些影響轉(zhuǎn)型進(jìn)程的摩擦因數(shù)（friction）。比如Elina Brutschin的工作從時(shí)序（timing）、打破舊秩序（disruptiveness）以及轉(zhuǎn)型的量級(jí)（scale）視角，區(qū)分了5個(gè)維度的可行性因素：

地理與物理因素。 比如巨量的風(fēng)電與光伏，是否存在足夠的地理空間。這個(gè)因素不再是個(gè)瑣碎的問(wèn)題。比如在西歐的德國(guó)、法國(guó)以及島國(guó)英國(guó)，都已經(jīng)出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的陸上可再生能源發(fā)電選址困難。

技術(shù)因素。 技術(shù)是否存在，經(jīng)過(guò)了大規(guī)模商業(yè)開(kāi)發(fā)的考驗(yàn)？是否具有可擴(kuò)展性，比如CCUS的很多技術(shù)明顯不具備。需要的增長(zhǎng)速度是否在歷史上出現(xiàn)過(guò)？

經(jīng)濟(jì)因素。 比如，是否過(guò)于昂貴，是否在政治經(jīng)濟(jì)上可行？

社會(huì)因素。 需求是否需要大幅下降？

制度因素。 特別地，減排的節(jié)奏與規(guī)模是否挑戰(zhàn)決策者的心理？

現(xiàn)實(shí)世界無(wú)疑比各種仿真模型要復(fù)雜的多。任何一項(xiàng)偉大的事業(yè)是否可行，歸根到底是一個(gè)主觀認(rèn)識(shí)問(wèn)題，事先并不能確切準(zhǔn)確的掌握，而事后存在失敗的可能。因此，推行足夠程度的能源轉(zhuǎn)型，無(wú)疑也意味著擁抱某種程度的不確定性。

在這方面，一些缺乏參照系的貌似穩(wěn)妥的表達(dá)，對(duì)于理解正視我們面臨的挑戰(zhàn)是沒(méi)有幫助的。這些說(shuō)法諸如“應(yīng)避免出臺(tái)激進(jìn)的碳減排措施，大幅度減少煤炭、油氣等化石能源的產(chǎn)量與消費(fèi)，導(dǎo)致出現(xiàn)因能源轉(zhuǎn)型力度過(guò)大、化石能源投資不足而帶來(lái)的能源短缺，損害經(jīng)濟(jì)的發(fā)展”。

模糊邏輯上你不能說(shuō)它不對(duì)，但是因?yàn)槿狈Α斑^(guò)大”、“不足”、“大幅度”等抽象形容詞的明確參照系（比如結(jié)合現(xiàn)狀的力度）界定，缺乏明確的信息含量與行動(dòng)方向。它反而容易對(duì)決策者的政治心理造成影響，進(jìn)一步保守化，從而失去信心，可能從不可行（infeasible）的主觀認(rèn)識(shí)過(guò)渡到“不期望”（not desirable）的政治運(yùn)動(dòng)當(dāng)中。這在我國(guó)反對(duì)“運(yùn)動(dòng)式減排”的討論中已經(jīng)有苗頭。