书名：跨越能源鸿沟
著者：罗伯特•U•艾尔斯 爱德华•H•艾尔斯
出版时间：2015年3月
定价：39.00元
1980年前后，德国维尔茨堡大学的理论物理学教授雷纳•屈梅尔开始思考1973—1974年的阿拉伯石油禁运和1979—1980年的伊朗人质危机的经济后果。他惊讶地发现，虽然（在他这样的物理学家看来）能源对所有的经济活动都至关重要，但它却没有出现在最初由罗伯特•索洛创立，后来被几乎所有的经济学家采用的主流经济增长理论中。他强烈怀疑能源可以跟资本和劳动一起，作为增长的一个要素得以体现。跟那些怀疑过却放弃了的人不同，屈梅尔努力解决这个问题。在几个年轻同事的帮助下，他建立了一个替代的增长模型，将一次能源作为第三种可以解释的变量纳入其中。屈梅尔没有正式学习过经济学，他忽视了一个其他经济学家通常都会采用，而且至今仍然采用的假设。（后文还会讨论这个问题。）
几十年前，索洛通过重构之前半个世纪中的美国经济增长来检验他的双要素模型。同样，屈梅尔和他的同事也对他们的三要素模型进行了检验，他们选择了第二次世界大战结束到2000年期间的三个国家——美国、英国和德国。索洛模型未能解释大部分实际发生的经济增长（索洛将之归结为“技术进步”），相反，屈梅尔的模型则近乎完美地还原了真实历史。但是他的模型参数对经济学家来说很难解释，大多数经济学家都持怀疑态度。有人说，只要有足够多的参数，数学函数能够再现任何形状，甚至是一头大象。
屈梅尔并不孤独，本书作者之一（位于枫丹白露的欧洲商学院INSEAD环境与管理学教授罗伯特•艾尔斯）的独立研究与他有异曲同工之处。艾尔斯也是物理学家，在其大部分职业生涯中致力于研究能源与物质流动、技术变革，以及环境视角下的经济输入—输出模型。他和研究助理本杰明•沃尔一道，决定建立一个三要素模型，不是围绕一次能源本身，而是围绕将一次能源（可用能）转化为“有用功”的热力学效率。
从美国开始，艾尔斯和沃尔将各个国家的历史数据在有用功输出的基础上进行了重构。他们通过重构整个20世纪的经济增长来检验新模型的公式，先分析了美国，然后是日本和英国的数据，接下来是奥地利1920年以来的数据。结果令人惊讶：新方法能够近乎100%地解释这四个国家在20世纪的经济增长。又有少数经济学家对结果表示怀疑,这个结果“好得令人难以置信”。屈梅尔模型和艾尔斯沃尔模型都忽略了一个科班出身的经济学家们的普遍信条：资本和劳动作为经济增长要素的相对重要性（称为产出弹性）与其在国民经济核算中的“成本份额”是成比例的。
成本份额假设从简化的模型计算中来，几十年来从未受到挑战。但是，与经济模型隐含的抽象而过度简化的假设不同，真实世界的经济活动并不是由单一部门生产单一产品。屈梅尔最近给出了在现实的多部门经济中，产出弹性不一定等于成本份额的数学证明。他的证明对主流经济学家最主要的反对意见做出了回应。读者可以通过若干出版物和我们的网站了解这一证明的详情，以及回应对两个重构结果“好得令人难以置信”的独立模型的反对意见所做的统计分析。
通过将大部分“技术进步”明确地定义为将能源和原材料转化为有用功的热力学效率的提高，艾尔斯沃尔增长模型似乎澄清了长久以来围绕经济增长这一缺失的第三要素的不确定性。如果经济学家能够采取明智的政策加速这一效率的提高，经济增长也会加速。相反，如果这一效率在未来增速放缓，经济增长几乎可以肯定会同样放缓。这个发现的附带结果，以及新增长模型令人耳目一新的结果，提供了一种关于经济生产率和经济增长本质的重要的新视角。这也进一步揭示了在未来几十年里，经济增长（如果能源服务的成本继续不受控制地上升，则是经济缺乏增长）会如何影响我们成功实现能源转型的努力。
一种经济范式竟然如此不完整，以至于不能对经济活力和经济增长的主要驱动力做出解释，根本原因在于在18世纪和19世纪初，自然资源是归总在“土地”这一类目之下的。地主管理经济（而且地主拥有投票权）。19世纪后半叶，土地被吸纳进更大的“资本”类目之下。在农业经济中，经济生产率［国内生产总值（GDP）］主要是农民在土地上劳动的产出——劳动力对资本进行加工。在工业革命的机械化经济中，经济生产率由开动机器的工厂工人产生。
那么能源呢？农业经济的能源输入是植物生长所需要的阳光（继而为动物提供食物）。但是阳光的数量是与土地的面积成比例的，因此拥有土地自然也就拥有了土地上的阳光。理论不需要将能源当作独立于资本的东西。双要素（劳动和资本）成为19世纪经济学家思想和教学的核心，至今仍然如此。
20世纪70年代的第一次能源危机本来可以成为一个警告，提醒我们该理论需要修正，但它没有。一次能源仍然被视为劳动和资本的中间产品。人们假定是劳动和资本的结合生产了能源。煤矿工人削平西弗吉尼亚的一座山头来“生产”煤炭。把一座煤矿（或者一口油井、一个风力发电厂）当作新能源的生产者看起来似乎有道理。但事实上不是这样。可用能早已存在——在山间、在海底，或者在风中。这或许就是物理学家开始质疑双要素理论的原因，他们无法轻易忽视热力学第一定律。劳动和资本提取了能源，而不是制造了它。
提取能源和生产能源之间的差别好像只是说法不同。但是像劳动—资本理论所主张的那样，将能源作为经济活动的产品，与将能源作为经济活动的前提之间，存在着巨大的差别。首先，如果劳动和资本没有动力，经济活动就不可能发生。劳动者需要吃饭，资本也需要获得输入。如果资本是一个农场，需要的就是阳光；如果是一台机器，需要的就是燃料或电力。没有作为前提的能源，劳动和资本都不可能生产哪怕1美元的GDP。双要素理论将能源作为中间产品，新理论则将能源作为一种独立的第三要素，这种区别非常重要，因为二者对经济活动和经济增长的计算结果截然不同。
在2008—2009年的经济危机期间，我们见证了无数预示着主流经济范式大厦将倾的例子。不过，这座大厦并不只是将资本视为土地及照射在土地上的阳光的18世纪理论的遗产。造就它的还有企业经理和政府官员将物理资源的可获得性视为理所当然的普遍倾向。投资就像买玩具附带电池一样自然。但是对于物理学家来说，经济学的故事需要从能源开始。可以这样理解，在我们的学校教育中，技术进步围绕着天才的发明和我们所经历的令人难以置信的进步，从蒸汽机到电力、马车到汽车、打字机到电脑。最新款的iPod当然比一块煤炭有趣，尽管本质上它还需要一块煤炭来提供动力。正如我们在本章开头强调的，如果没有燃料，机器就是没用的摆设。
因此，机器的历史在很大程度上也是驱动它们的燃料的历史。过去两个世纪里，能源和机器几乎一直在变得越来越廉价，直到最近才有所改变，这一事实进一步推动了化石能源（及核能）对人类和动物劳力的替代。在一个世纪里，以2006年美元计价的原油价格从1869年的超过80美元/桶下降到了20世纪70年代末的不到20美元/桶。石油输出国组织（OPEC）1973年的石油禁运暂时打断了这种下降的趋势，但是这一趋势在20世纪80和90年代又得以延续。不过，“9•11”再次打断了这一趋势，而且包括我们在内的大多数分析家都认为，长期来看石油将不会再次变得廉价。但是在石油峰值过后、碳排放受到限制的未来，能源密集型产业的增长将放慢，包括化工、冶金、运输，以及所有的制造业和建筑业。无论有什么天才的新产品和新发明投入市场，这都会发生——除非新技术能够让能源服务变得便宜。如果交付给使用者的能源服务变得非常昂贵，经济增长将完全停止，并带来灾难性的社会后果。
经济顾问传统上将劳动和资本作为经济增长的驱动力，他们用来指导经济政策的复杂的数学模型极少关注一次能源究竟是如何使劳动和资本发挥作用的。在早期工业革命中，当蒸汽机开始代替人类和动物劳力，经济理论的发展演变就从来没能充分认识和整合动物新陈代谢和工业代谢的一些基本事实。
●马、牛和其他动物吃草来获得卡路里。区别于常规热量单位，食物中的卡路里通常以“大卡”计。1大卡等于1 000卡路里，或1千卡。而且，当它们工作时，就不能再依靠放牧来吃饱；它们需要吃收获的谷物。
●人类劳动者也不能放牧。他们吃食物来获得卡路里，包括植物和吃植物的动物。
●机器“吃”植物化石（煤炭、石油和天然气，从石炭纪生长的植物中来）来获得卡路里。
因此，今天的经济顾问轻易地忽视了文明的一个基本事实，而这对世界面临的愈演愈烈的问题至关重要：所有的经济活动都从物质和能量载体（燃料和电力）开始。没有物质，就没有食物、住所和技术；没有能量，就没有工作——也就没有经济活动。
为什么这很重要？如果对经济模型加以修正，正确地反映物质和能量在经济预测中的重要性，那么预测的结果将与传统模型现在的结果截然不同。那些失去房屋（无论是被银行没收还是被洪水和飓风摧毁）和金钱（无论是由于失业还是对冲基金的崩盘）的人对理论毫无兴趣。但是如果没有对世界运行方式的深刻的理论理解，我们现在还住在山洞里，抓兔子充饥。未开化的人不可能发明汽车、飞机和电脑，这些发明也不会偶然出现，它们必须以物理学、化学、冶金学和数学的基本原理的发现为基础。如果指导经济政策的理论缺少了关键的部分，真实世界经济增长的发动机迟早会崩溃。我们可能已经走到这一步了。
