据世界经济论坛称，新一代的智能机器可能会取代现有人类职业的很大一部分。但是，即使在“智能机器”出现之前，物理学家、工业家和领导人就已经清楚地认识到耗能和生产之间的关系。

然而，经济学家一直被19世纪菲利普·威克斯蒂德的“耗尽定理”所误导，可以说是被迷住了，该定理实际上是说，能源在一个国家经济中的重要性必须与能源成本在该国总支出中的份额成正比。基于这一定理，从罗伯特·索洛到威廉·诺德豪斯的经济建模者都认为，削减能源消耗（以减少导致气候变化的温室气体排放）不会对国内生产总值（GDP）产生严重影响。但这与今天的现实相去甚远，因为这个定理是有缺陷的。

今天，尽管能源很重要，但能源成本在美国国民账户中的份额只有4%左右，而以工资和薪金形式支付给工人的费用至少占GDP的70%。关于能源短缺对GDP的影响，可以看看俄罗斯入侵乌克兰对世界工业强国德国的影响。

自20世纪90年代以来，廉价的俄罗斯天然气一直为德国的工业提供动力。当接入被切断时，德国的天然气批发价格在2022年9月初飙升了近400%。能源密集型产业，如化学品、玻璃和金属生产商，被迫抑制产量，停止生产或转移生产。因此，德国2022年的GDP增长率下降了25%以上，从2021年的2.6%下降到2022年的1.9%。

一个重要的后果是，尽管计划在2030年前逐步淘汰燃煤发电，但德国不得不暂时倒向煤炭。在全球能源和气候危机以及经济衰退迫在眉睫的背景下，了解能源在生产中的作用，以及温室气体排放对环境造成的代价，特别是二氧化碳和甲烷，就显得愈发重要。

重新定义工作

经济完全依赖于能源来做工，在热力学意义上。这里的“做功”是指发电，以产生光和执行各种机械工作。它提供热量来烹饪食物、加热房屋、熔炼金属矿石和生产建筑用水泥。内燃机所做的工作也驱动着汽车、公共汽车、卡车、拖拉机、船舶和飞机。

所有这些经济和人类活动都依赖于能源的投入。没有能源，它们都会停止不前，再也不走了，就像那首《我爷爷的钟》。一个工人或工作的动物没有食物或饲料，就是一具尸体。一个没有燃料或电力的发动机是一堆无用的垃圾。外能或能量中能够进行热力学工作的部分，是唯一有意义的“生产要素”。虽然资本货物发挥了作用，但它们也是由过去的热力学工作所产生的。

然而，尽管在经济中发挥着至关重要的作用，但它在统计数据中的代表性却大大不足，在经济模型和教科书中也缺失。在经济增长理论中，科布·道格拉斯生产函数通常被用来模拟生产产出（GDP）和生产投入（或“要素”）之间的关系。自18世纪亚当·斯密时代以来，广泛认可的投入是：农业土地、劳动力和资本（工具、动物、建筑物）。哪儿有能量？

作为生产中的新劳动的能量

如果“劳动”是“做工作”的另一个词，如果工作可以合理准确地以能源（能量）消耗来衡量，那么能量将成为经济模型中解释和预测生产（GDP）产出的主导因素。这个观点可以提供关于能源限制对企业和经济影响的重要见解。

经过分析占全球GDP65%以上的十个最大经济体的GDP、资本、劳动力和能源数据：澳大利亚、加拿大、中国、法国、德国、印度、美国、英国、日本和意大利。我们使用科布·道格拉斯生产函数对每个国家进行了单独的经济估算，并对所有十个国家在1960年至2014年期间进行了估算。我们使用了两套可供选择的投入来进行估算：传统的基于劳动（支付给雇员）和金融资本存量的估算，以及外能和资本（以能源单位）的估算。

结果显示，将劳动视为所做的工作，通过外能消耗，几乎完美地解释了经济增长。具体来说，只有当代表技术变化（或“全要素生产率”变化）的外生乘数被包括在使用传统投入的第一次估计中时，两套投入的产出才会匹配。但在第二个估计中不需要这样的乘数。我们从经验上表明，在没有额外的乘数来说明技术变化的情况下，耗能可以取代劳动力作为生产的投入。

更重要的是，我们的研究结果证实了能源在GDP增长背后的重要作用，以及在总的生产函数中能量作为劳动力的替代品或补充的相关性。

更广泛的画面：环境视角

从经济角度来看，大多数人，包括政府和机构，持有的信念是经济必须增长。然而，不能孤立地看待能源和经济。随着对能源需求的增加来推动增长，单一地追求增长不会有利于环境，也不会使社会更加公平。

工业生产、食品生产、经济和其他系统是一个更大的环境系统的一部分，它们相互作用，不断发展。在全球系统中，粮食生产是最关键的系统之一，尽管是不可持续的。在一个典型的情况下，大量的水、硝酸盐和磷酸盐肥料被应用于巴西广阔的农田，以种植大豆，然后运往美国，与人工生长促进剂一起喂养牛。除了牛肉之外，还产生了甲烷和其他碳排放。获得负担得起的牛排的奢侈，显然是以环境为代价的。

在最近的达沃斯世界经济论坛上，人们普遍认为气候变化是一个重要的话题，所有的碳基燃料应该在2050年前被消除。问题是：如何才能最好地管理经济增长和可持续发展之间的内在矛盾？

投资于变革

在实践中，需要大量的投资来使能源和其他系统更具可持续性。在政府和行业的支持下，汽车行业的电气化正在以一种雄心勃勃的方式进行着。欧盟的目标是到2035年实现100%的全电动汽车（EV），中国则要求制造商生产新能源汽车（NEV）以满足信用要求。

然而，即使每辆车都是电动车，也只能消除目前30%的碳排放。为了消除所有的排放，有必要将一切电气化，由可再生能源驱动。涡轮机和光伏等技术能够挖掘太阳能、风能和水能，但其效率和规模需要改进，以带来重大的环境影响。最近在核聚变方面的突破，通常被描述为能源生产的“圣杯”，是为世界提供几乎无限的清洁能源而不是主要依赖化石燃料的另一个重要步骤。

虽然政府经常带头，但投资于变革并不限于政府。商业领袖有能力通过改变他们与环境的互动关系，使他们的业务更加高效和可持续。公司应该将部分利润分配给通过研究和开发为公司创造真正的价值，而不是将利润作为红利分配给股东或用于股票回购。

能耗与商业运作、生产力和环境交织在一起。对更多的可持续发展过程和产品的投资可能不会立即获利，但从长远来看，环境和企业都会获利。当企业领导人认识到这种相互依存关系时，就会导致改进风险评估，以及对环境的更大责任。