【编者按】
比尔·盖茨花了十年时间调研气候变化的成因和影响。在物理学、化学、生物学、工程学、政治学和经济学等领域的专家的支持下，他专注于探索减少温室气体排放的新技术。
在《气候经济与人类未来》一书中，比尔·盖茨从电力、制造业、农业、交通等碳排放主要领域分析了零排放面临的挑战，可使用的技术工具以及我们需要的技术突破，并提供了一套切实可行的行动计划。本文摘编自该书第二章《艰难之路》，由澎湃新闻经中信出版集团授权发布。
请不要因本章的标题而感到压抑。我希望我现在已经说清楚了，那就是我相信零排放的目标是可以实现的。在接下来的几章里，我将试着向你说明为什么我这样认为，以及我们怎样才能达成这一目标。但是，在我们需要做什么及我们需要克服哪些困难方面，如果不讲求会计诚信，我们是无法解决气候变化之类的问题的。因此，带着我们能找到解决方案的想法，其中包括加快从化石燃料到清洁能源过渡的方法，让我们来看看我们当前面临的最大障碍。
化石燃料如同水资源。我是已故作家戴维·福斯特·华莱士的忠实粉丝，我正在看他的长篇小说《无尽的玩笑》（Infinite Jest），我会以我自己的方式慢慢品读他写过的所有文字。2005年，华莱士在凯尼恩学院的毕业典礼上发表了一次现已广为人知的精彩演讲。在演讲开头，他讲了这样一个故事：
两条小鱼在水里游，碰巧遇到一条迎面而来的年老的鱼。那条年老的鱼朝它们点了点头，然后说：“小朋友们，早上好，水怎么样啊？”两条小鱼听后继续游了一会儿，其中一条终于忍不住问另一条：“水到底是什么东西？”
华莱士解释说：“在关于鱼的这个故事中，最直接的一点就是，那些显而易见、普遍存在和至为重要的事实往往最难以觉察，也最难以言表。”
化石燃料就是这样，它们是如此普遍，以至于我们都难以全面了解它们（以及其他温室气体来源）对人类生活的种种影响。我发现，要在这方面讲清楚，最好还是从日常生活中的物品说起。
你今天早上刷牙了吗？牙刷的主要材料是塑料，而塑料是由化石燃料石油制成的。
你早餐吃的面包、喝的麦片，其谷物原料是使用肥料种植的，而生产肥料的过程会释放温室气体。收割谷物的拖拉机是用钢制造的，炼钢的过程会排放碳，而且拖拉机行驶烧的是汽油。再看你午餐时吃的汉堡，我中午偶尔也会吃汉堡，其所用牛肉涉及温室气体排放，因为牛在打嗝和放屁时会释放甲烷；制作汉堡胚要用小麦，在种植和收割小麦的过程中也会排放温室气体。
你穿的衣服可能是棉质的，种植和采摘棉花会使用肥料和机器；也可能由聚酯纤维制成，聚酯纤维是用乙烯制造的，乙烯则来自石油。你使用的卫生纸，涉及树木的砍伐，而这一过程也会释放碳。
如果你今天上班或上学乘坐的是电动交通工具，非常棒——尽管这些电力可能也是用化石燃料生产的。你乘坐的火车的运行轨道是用钢制造的，在隧道的修建过程中也会用到水泥，水泥的生产同样会用到化石燃料，也会释放碳。你驾驶的汽车或乘坐的公交车是由钢和塑料制成的，跟你在周末骑行的自行车的制造材料相同。铺设你开车走的道路会用到水泥，也会用到沥青，而沥青也源于石油。
如果你住的是公寓楼，那么你四周可能都是水泥；如果你住的是木屋，那么木材的砍伐和修剪会用到气动机器设备，而这些设备是由钢和塑料制造的。你家中或办公室里可能装有供暖系统或空调系统，它们不仅会耗费相当多的能源，而且空调设备的冷却剂也是一种强力温室气体。如果你坐的是由金属或塑料制造的椅子，那么还会造成更多排放。
另外，这些物品（从牙刷到建材）几乎都是用卡车、飞机、火车或轮船从一个地方运送到另一个地方的，这些运输工具本身都是以化石燃料为动力源，而且在制造过程中也用到了化石燃料。
换句话说，化石燃料无处不在。仅以石油为例，全球每天至少消耗40亿加仑石油。无论是哪种产品，在如此庞大的规模下，人类都不可能在一夜之间停用。
更重要的是，化石燃料之所以无处不在，背后有很好的理由支持——价格低廉。正如人们所说，石油比软饮料还便宜。我第一次听到这个说法时，还不敢相信，但这是真的。我们来算一下：一桶石油大约42加仑，2020年下半年，每桶石油的平均价格约42美元，所以每加仑石油的价格约1美元。同一时期，在Costco超市，8升装苏打水售价6美元，折算下来，相当于每加仑2.85美元。
即便把油价波动考虑在内，结论也是一样的：作为一种产品，全球日消耗量高达40余亿加仑的石油，其价格还不及健怡可乐。
化石燃料的价格如此之低，并非没有道理。它的储量非常大，而且易于运输。我们已经建立起规模庞大的全球性产业，用于化石燃料的钻探、开采、加工和运输，并通过运用不断开发的创新成果维持它的低价。显然，它的价格并没有反映出其所造成的危害，也就是在提炼和燃烧过程中对气候变化、污染和环境退化造成的影响。
就化石燃料而言，光是想一想这个问题的广度，就已经让人眩晕了。不过，它还没有发展到让人束手无策的地步。一方面，我们要部署已有的清洁能源和可再生能源；另一方面，我们要在“零碳”能源领域实现突破。这样一来，我们就可以找出有助于实现净零排放的路径。这其中关键的一点就是降低清洁能源的成本，使之变得和使用化石燃料的成本一样低，或者两者大致相当。
我们需要加快步伐，因为这种情况并不仅仅存在于富裕国家。在这个世界上，几乎所有地区的人都比以前活得更长，也更健康。人们的生活水平不断上升，对汽车、道路、房屋、冰箱、计算机和空调的需求日益增长，对维持它们正常运转的能源的需求量也更大。因此，人均能源使用量将增加，同时增加的还有人均温室气体排放量。为生产我们所需的能源，需要建造相应的基础设施，比如风力涡轮机、太阳能电池板、核电厂、电力存储设施，甚至在这个建造过程中也会涉及更多的温室气体排放。
每个人都将使用更多的能源，但事情并未到此为止。全球人口数量不断增加，到21世纪末将迈上100亿的台阶，而这其中的增长大多数来自高碳排放城市。城镇化的步伐之快，令人难以置信：到2060年，世界建筑存量（与建筑物数量及面积相关的一个指标）将翻一番，相当于连续40年，每个月都再建一个纽约市。究其原因，主要与新兴发展中国家的增长有关。（美国、欧盟等先进经济体的排放量基本处于持平状态，甚至有所下降，但很多发展中国家的增速很快，部分原因是富裕国家将高排放制造业转移到了发展中国家。）
就改善人们的生活水平来说，这自然是好消息，但对气候来说无疑是坏消息。想想看，世界上最富裕的16%的人口产生了全球近40%的排放量（这还不包括在其他地区生产但在富裕国家消费的那部分产品的排放量）。如果越来越多的人像最富有的那16%的人一样生活，这个世界将会发生什么？到2050年，全球能源需求将增加50%，而如果其他的一切未有改变，那么全球碳排放量也会增加大致相同的比例。即便富裕国家今天就能神奇般地实现零排放，也无济于事，因为世界上的其他国家还是会越排越多。
试图阻断处于经济阶梯底层的人的上升通道是不道德的，也是不切实际的。我们不能因为富裕国家已经排放太多的温室气体就要求贫困群体一直穷下去，更不要说即便我们有这种想法，我们也做不到。相反，我们要做的是创造条件，在不加剧气候变化问题的情况下，让低收入群体沿着经济阶梯向上攀爬。我们需要尽快实现零排放的目标，我们甚至要生产比现在还要多的能源，但前提是必须不再向大气中增排任何碳。
不幸的是，历史并没有站在我们这一边。仅从早前能源转型所用的时间来看，“尽快”是一个漫长的历程。
我们做过类似的事情——从依赖一种能源转向依赖另一种能源，我们知道这个过程往往需要持续几十年。（关于这个话题，我读过的最好的书是瓦科拉夫·斯米尔的《能源转型》和《能源神话与现实》。）
在人类历史长河的大部分时间里，我们的主要能量来源是我们自己的肌肉，是可以帮我们干活的动物——比如那些用来拉犁的，以及我们燃烧的植物。19世纪90年代末之前，化石燃料在世界能源消耗中的占比还未超过50%。中国直到20世纪60年代才完成这一能源转型。在亚洲和撒哈拉以南非洲地区的一些地方，这一转型甚至还没开始。
你可以想一下，石油在人类能源供应中成为重要组成部分花费了多长时间。要知道，石油的商业化生产从19世纪60年代就开始了。
半个世纪之后，它在世界能源供应中的比例仅为10%。这之后又过了30年，这个数字才达到25%。
天然气也经历了类似的轨迹。1900年，它在世界能源供应中的占比为1%，而把这一数字提升到20%，用了70年。核裂变比它要快得多，从无到有，到占比10%，总共用了27年。
燃料源还不是唯一的问题，在采用新型交通工具方面也有很长的路要走。内燃机是19世纪80年代发明的，而让50%的城市家庭拥有汽车用了多长时间呢？美国用了三四十年，欧洲用了七八十年。
更重要的是，我们现在所需要的能源转型是由先前对我们来说不重要的东西驱动的。过去，我们之所以从一种能源转向另一种能源，是因为新能源的价格更低廉，因此转换动力更大。比如，我们不再燃烧数量庞大的木柴转而开始大量烧煤，原因就在于1磅重的煤提供给我们的光和热远超1磅重的木柴。
举一个最近发生在美国的例子，美国电力公司越来越多地使用天然气，煤的用量则越来越少。为什么？因为新的钻探技术大大降低了开发天然气的成本。这是一个经济问题，而不是环境问题。其实，天然气和煤孰优孰劣，取决于二氧化碳当量的计算方式。部分科学家宣称，天然气对气候变化造成的影响实际上大于煤，这与天然气在加工过程中的泄漏程度有关。
随着时间的推移，我们自然会转向使用更多的可再生能源，但如果放任其自行发展，我们就无法达到期望的转型速度。再者，如果没有创新驱动，人类也无法实现零排放的目标。因此，我们必须用强有力的手段，以超乎寻常的速度推进能源转型。这就在公共政策和技术等领域造成了一定程度的复杂性，这种复杂性恰恰是我们从未应对过的。
为什么能源转型需要如此漫长的过程？
燃煤电厂跟计算机芯片厂是不一样的。你可能听说过摩尔定律——戈登·摩尔在1965年预测微处理器的能力每隔两年会提升一倍。事实证明戈登是对的，而摩尔定律也是计算机和软件行业一路腾飞的主要原因之一。随着处理器能力的不断增强，我们可以开发更好的软件，它驱动市场对计算机的需求，对计算机需求的增加又为硬件公司提供了持续改进机型的动力，这反过来又要求我们持续开发更好的软件。如此循环往复，也就形成了一个正反馈环。
摩尔定律之所以能发挥作用，是因为硬件公司一直在寻找制造晶体管（驱动计算机的微型开关）的新工艺，以不断缩小它们的尺寸，这样就可以在单一芯片上封装更多的晶体管。人们今天制造的计算机芯片上的晶体管数量大约是1970年制造的计算机芯片上晶体管数量的100万倍，因而其性能也强大了100万倍。
你有时会听到人们引述摩尔定律作为理由，认为人类在能源领域也可以取得同样的指数级进步。如果计算机芯片可以以如此快的速度取得如此大的进步，那么汽车和太阳能电池板为什么不能呢？
令人遗憾的是，它们的确不能。计算机芯片是个例外，它们的性能越来越强大，是因为我们找到了可以把更多晶体管封装在单一芯片上的方法，但我们无法通过技术突破让汽车的耗油量降到先前的百万分之一。我们来看一下亨利·福特的生产线：第一台T型车是1908年下线的，每加仑汽油行驶里程约为21英里。在我撰写本书时，市场上顶级的混合动力汽车，每加仑汽油可行驶58英里。在超过一个世纪的时间里，燃油经济性的提升不到此前的3倍。
太阳能电池板的性能也没有提升100万倍。晶体硅太阳能电池在20世纪70年代被引入时，其光电转换率约为15%，今天这个数字大概是25%。进展很大，但你很难说它符合摩尔定律。
能源行业无法像计算机行业一样实现快速变革，技术只是原因之一，还涉及规模问题。能源行业规模巨大，也是全球最庞大的业务之一，其每年的市场规模高达5万亿美元。任何大而复杂的事物都会抗拒变革，自觉或不自觉地，我们在能源行业内养成了很强的惰性。
我们对比看一下软件行业是如何运营的。在软件行业，你的产品不需要任何监管机构批准。即便你发布了一款不甚完美的软件，但只要它的净效益足够高，客户依然会对其给予热烈回应，并积极给出改善意见。而且，在这个行业，成本几乎都是预付成本，完成一款产品的开发之后，生产更多该产品的边际成本趋近于零。
我们再看看药品和疫苗行业。新药上市远比新软件上市难。事情本就应该这样，如果药品损害身体健康，那么其后果比存在缺陷的应用软件要严重得多。一种新药在最终被用到病人身上之前涉及基础研究、药物开发、药物测试的监管批准等诸多步骤，这一路下来需要很多年。然而，一旦证明新药是有效的，那么在之后的成药制造过程中，其成本极其低廉。
现在，我们把这两个行业同能源行业进行比较。首先，在能源行业，你要投入庞大的资本成本，这一点是确定无疑的。假设你花10亿美元建了一座燃煤电厂，那么接下来你再建一座燃煤电厂，其成本不会有丝毫的减少。你的投资者拿出这些钱是期望建起来的电厂能运营30年乃至更长时间，如果在该厂运营到第10个年头时有人发明了一种更好的技术，你是不会打算就此关掉旧厂进而再建一座新厂的。你至少没有很好的理由这样做，比如巨大的财务回报或政府监管机制的强制要求。
其次，我们这个社会对能源行业的风险容忍度很低。这一点是可以理解的，我们需要可靠的电力。在用户每次按动开关时，电灯最好立刻就能亮起来。我们还担心灾难，事实上，对安全的担忧几乎扼杀了美国新建核电厂的计划。自三里岛事故和切尔诺贝利核事故发生以来，美国仅建设了两座核电厂——尽管一年之中死于燃煤污染的人比死于所有核事故的人的总和还要多。
在坚持固有事物方面，人类有着强烈且可以被理解的动机，尽管我们知道这一事物是致命的。我们要做的就是改变这些动机，进而打造一个能源体系，使之全面涵盖我们所喜欢的东西（比如可靠性和安全性），并摒弃我们所不喜欢的东西（比如对化石燃料的依赖）。
但这并非易事，因为我们的法律法规已经严重过时。“政府政策”这个词并不会让人产生一种火烧眉毛的紧迫感。但毋庸置疑，政策（从税收条例到环境法规的一切政策）对人类和企业的行为有着重大影响。除非正确解决这一问题，否则我们无法实现零排放的目标。但在这方面，我们还有很长的路要走。（我在这里讲的是美国的情况，当然也适用于其他很多国家。）
其中一个问题是，当今很多有关环境的法律法规在起草时并没有把气候变化考虑在内，它们的施行是为了解决其他方面的问题，而现在我们试图用它们来减少温室气体排放量。在某种程度上，这就好比用20世纪60年代的大型计算机尝试开发人工智能。
比如《清洁空气法》，这是美国政府制定的与空气质量相关的最知名的法律，但它几乎没有提及温室气体。当然，这并不令人惊讶，因为它最初是在1970年通过的，目的是减少当地空气污染对健康的危害，而不是为了应对不断上升的全球温度。
再比如被称作“公司平均燃油经济性”（CAFE）的燃油经济性标准，该标准是在20世纪70年代通过的，因为当时油价大幅飙升，美国人希望开上燃油效率更高的汽车。燃油效率高是好事，但现在我们需要做的是加大电动车的推广力度，在这方面，公司平均燃油经济性标准不会起太大作用，因为它不是为此设计的。
过时的政策并不是唯一的问题，我们应对气候和能源问题的策略一直在围绕选举周期变化。每隔4~8年，入主华盛顿的新政府就会提出自己的能源优先事项。优先事项的改变本身并没有错，而且每届新政府都会这样做。问题是，这会严重影响那些依靠政府拨款的研究人员，也会严重影响那些依赖税收激励政策的企业家。如果每隔几年就不得不停下手上的工作，再从头开始另外的研究，那么不管是什么项目，都很难取得真正的进展。
另外，选举周期还在私人市场中创造了一种不确定性。政府提供各种税收优惠政策，旨在推动更多公司开展突破性的清洁能源研究。但这些政策发挥的作用相当有限，因为能源创新是一项艰巨的任务，很可能需要几十年才能修成正果。为了一个创意，你可能花了几年的时间，但在新政府上台之后，你原本指望的激励政策却全被废除了。
最根本的一点是，我们当前的能源政策对未来温室气体排放的影响几乎可以忽略不计。你可以把所有有案可查的联邦政府政策和州政府政策汇总起来，然后把它们在2030年前可贡献的减排量相加，看看它们的影响有多大。合计起来，这个数字是3亿吨， 约为美国2030年预计排放量的5%。这没有什么可嘲讽的，但话说回来，仅仅依靠现有的政策，并不足以助我们实现零排放的目标。
这并不是说我们无法拿出可对温室气体排放产生重大影响的政策。公司平均燃油经济性标准和《清洁空气法》均发挥了它们所应发挥的作用：汽车燃油效率提高了，空气也变得更清洁。目前，在与排放相关的领域，美国政府出台了一些颇为有效的政策，但这些政策之间并不具有关联性，从整体效果看，它们也还不足以对气候问题产生真正有意义的影响。
虽然我相信我们可以改变现状，但这必然是一条艰难之路。首先，修改现有法律比引入一部重要法律容易得多。从新政策的制定到公众意见的获取，从与法律挑战相关的法院裁定到政策的最终实施，是一个漫长的过程。更不用说现在还存在这样一种实际情况——
人们在气候问题上的共识并没有你想的那么多。在这里，我说的并不是大约97%的科学家的共识——在他们看来气候正在因人类活动而发生变化。的确，仍有一小部分人没有被科学说服，而这其中也包括一些强有力的声音，甚至是与政治相关的声音。但即便你接受气候变化的事实，也未必就认同这样一种理念：我们应当大规模投资有助于应对气候变化的突破性技术。
比如，有人会说：“是的，气候正在发生变化，但这不值得我们花那么多钱去阻止或适应这种变化。相反，我们应该把重点放到那些对人类福祉影响更大的事项上，比如健康和教育。”
对于这样的论调，我的回应是：除非我们迅速实现零排放，否则糟糕的事情（或许有很多）极有可能在我们大多数人的有生之年发生，非常糟糕的事情则会在下一代人的时间内发生。即便气候没有恶化到威胁人类生存的程度，它也会让大多数人的境况变得更糟，对极端贫困人口的影响更甚，他们会更加穷困。在我们停止向大气中增排温室气体之前，这种情况会持续恶化。因此，它理应受到与健康和教育同等程度的重视。
我们常听到的另一个论调是这样的：“是的，气候变化是真的，它的影响也是糟糕的，但我们有阻止它的一切手段。凭借太阳能、风能、水能，以及其他一些工具，我们足以应对气候变化。这其实是一个很简单的问题，只是看我们有没有意愿部署这些工具。”
我会解释为什么我不认同这一观点。在应对气候变化的问题上，我们是具备一些所需的工具，但还远远不够。
在建立气候共识方面，我们还面临另外一个挑战：众所周知，国际合作是个大难题，无论涉及什么事情，要让世界各国达成一致很难，特别是当这些事情会产生新的成本时，比如控制碳排放的开支。没有一个国家愿意单独为碳减排买单，除非其他国家都愿意为之付出努力。就此而言，《巴黎气候变化协定》（简称“巴黎协定”）是一项非常了不起的成就：超过190个国家签署了这项旨在限制排放的协定。之所以说它意义重大，并不是因为现有的承诺将实现大幅度减排（如果各国都兑现了各自的承诺，那么到2030年，温室气体的年排放量可减少30亿~60亿吨，尚不及当前总排放量的12%），而是因为这是一个起点——一个证明全球合作存在可能性的起点。美国退出2015年达成的《巴黎协定》的事实表明，维持全球契约跟当初建立全球契约一样困难重重。新一任美国总统拜登后来又宣布重新加入《巴黎协定》。
总之，我们需要以比先前任何时候都快的速度完成一项从未遇到的艰巨任务。为此，我们需要在科学和工程领域实现众多突破。我们需要着手建立新的共识，并制定新的公共政策，推动若非如此就不会出现的转型。我们需要一个新的能源体系，既能阻止我们去做我们不喜欢的事情，又能帮助我们去做我们喜欢的事情——换言之就是在不变中寻求彻底改变。
切勿绝望。我们是可以做到这些的，至于具体怎么做，我们已经有很多想法，其中也包括一些很有前景的想法。
《气候经济与人类未来: 比尔·盖茨给世界的解决方案》，[美国]比尔·盖茨著，陈召强译，中信出版集团2021年4月。
