87.5%经济增长来自能量转化效率

　　多年来，经济学家仅满足于通过机械资本和劳动力表现两个要素衡量生产力发展。直到最近才发现“能源”带来绝大多数份额的经济增长。我们认为，向第三次工业革命基础设施转型将提升能源利用效率，未来40年生产力增长将比肩整个20世纪。
　　罗伯特·索洛因其经济增长理论获得1987年诺贝尔经济学奖，他在追溯研究工业时代的发展进程后发现机械资本和劳动力表现仅占到经济增长中约12.5%的份额，让人不禁怀疑剩余87.5%的增长是怎样形成的。这一困惑使经济学家、美国经济协会前主席阿布拉莫维茨承认了其他经济学家不敢承认的事实，即另外的86%是“我们无知的体现”。
　　过去25年间，数位分析人士，包括德国维尔茨堡大学物理学家瑞尼·库梅尔以及法国欧洲工商管理学院经济学家罗伯特·艾尔斯都以机械资本、劳动力表现、能量转化效率三个要素来分析、回溯工业化时期的经济增长。他们发现正是“能量和原料转化为有用产品的能量转化效率的不断提升”带来了工业经济体其余大部分的生产力发展和经济增长。换句话说，“能量”是被忽视的要素。
　　为实现向物联网基础设施和第三次工业革命范式的转变，必须从根本上重新思考经济理论和实践。
　　传统经济学家未能认识到，所有经济活动都是受热力学定律支配。热力学第一、第二定律指出，“整个宇宙的总能量守恒，其中熵的总量不断增加”。热力学第一定律即能量守恒定律认定能量既不能被创造也不能被消灭，宇宙中的能量总量自时间起源始到时间终结止都保持不变。虽然能量总量守恒，能量的形式在不断地发生变化，这种变化是不可逆的，只是从可提取能量到不可提取能量的转变。根据热力学第二定律，能量总是从热向冷、从集中向分散、从有序到无序转移。举例而言，如果燃烧一块煤，能量的总量将保持一致，但会以二氧化碳、二氧化硫和其他气体的形式分散到大气中。尽管没有能源消耗，分散的能源也不能再发挥任何作用了。物理学家将不能再发挥作用的能量称为熵。
　　所有的经济活动都来源于利用自然界中的可提取能源，并将其转化成为产品和服务。在生产、存储、销售的每一过程当中，都要利用能量将自然资源转化成为制成品和服务。产品和服务中蕴藏的能量，以经济活动沿价值链方向开展过程中能量的使用和耗损为代价，即会收到熵账单。最终，我们生产的产品经过消费、废弃和回收利用回到自然界中，且再次增加了熵值。工程师和化学家指出，经济活动当中从未出现过净能量增益，且在将自然资源转为经济价值的过程中总会出现可提取能量的损耗。那么唯一的问题就在于什么时候会收到熵账单？
　　第一次、第二次工业革命已经收到熵账单。大量燃烧含碳能源造成的二氧化碳排放，加速了气候变化，使人们质疑现有的经济发展模式。经济学领域，从整体上看，尚未正视经济活动是建立在热力学的基础之上这一事实。
　　对于第一次、第二次工业革命更深入的研究显示，通信、能源和交通相互结合，包含通用技术平台在内的基础设施建设，以及企业对于此类基础设施的利用共同带来了生产力和经济的跨越式增长。举例而言，没有供电网络，亨利·福特的工厂生产效率就不会因使用电动工具而大幅提升；没有电报以及之后出现的电话为企业提供与上游供货商和下游分销商以及企业内部、外部运营各管理层级之间的即时通信，各企业就不能通过大规模、纵向一体化运营大幅提高生产效率；没有全面建设道路体系联通全国市场，各企业就不能显著削减其物流成本。同理，没有纵向一体化能源基础设施，就不能将资源从最初的开采传送到最终用户手中，就不会出现电网、电信网络、以及汽车和卡车穿梭于全国道路系统上的情景。
　　第二次工业革命中建立的通用技术基础设施促进了生产力发展，使得20世纪经济出现大幅增长。1900至1929年，美国初步建立了第二次工业革命的基础设施，包括供电网络、电信网路、道路系统、油气管线、灌溉排水系统及公立学校体系。二战后美国建立了州际高速公路体系，完成了全国供电和通信网络建设，从而建立起一套成熟、完备、一体化的基础设施体系。
　　1900至1980年，美国累计能源利用效率（原料中可利用的部分同实际耗费之间的比率）随其基础设施建设的不断提升，从2.48%升至12.3%。20世纪90年代，因第二次工业革命基础设施建设已经完成，美国的累计能源利用效率保持在13%左右。尽管能源利用效率显著提升带来了美国经济和生产的增长，但在第二次工业革命过程中将近87%的能源还是在利用和转化过程中被浪费掉了。
　　即使我们对第二次工业革命的基础设施进行升级改造，也不太可能在经济效率、生产力和经济增长方面带来可衡量的效果。化石能源的利用已经成熟，并且将其投入市场的成本也愈加昂贵；旨在利用此类能源的技术，比如内燃机和集中供电，其生产力发展的潜力已经消耗殆尽，没有继续开发的价值。
　　毋庸赘言，实现热力/能量的100%转化是不可能的。尽管如此，包括我的全球咨询集团所开展的研究在内的新研究均显示，向第三次工业革命基础设施转型可在未来40年内将累计能源利用效率提升至40%以上，生产力如此大幅度的增长甚至超过了整个20世纪所实现的经济增长。