气候变化争论：人类活动主导并塑造未来趋势

截至20世纪末21世纪初，越来越多的证据表明气候变化已经影响到人类社会，但公众对一些关键问题仍没有达成共识。人类活动推动气候变化，这一基本结论尽管得到了绝大多数气候科学家的赞同，但仍然遭到了大量的抨击。而这些公众间的争议又反过来衍生出对人为变暖这一科学共识的误解。事实上，真正的科学争论所关注的并不是人类在气候变化中所扮演的角色；相反，气候科学家专注的是如何识别和测量气候反馈的影响，并对其变化速度进行预测。

气候变化与人类历史紧密相连，二者很难被截然分开。千百年来，复杂社会对气候变化的适应能力越来越强；然而，当前人类社会命运与气候变化影响相脱离的趋势，已经走到了尽头。人类活动已成为迫使气候变化的主要因素。人类在当前及未来对能源的使用将塑造未来气候变化的趋势。现在，在任何一种正常的场景下，我们都面临着希望自己生活在什么样的未来的重大选择。

20世纪末21世纪初，气候科学发展迅速。在世界各地科学家的努力下，气候科学以及气候史各方面的知识几乎都得到了拓展。他们的研究成果在现有的许多科学期刊以及专门针对气候科学这一特定领域的新期刊上都有发表。作为回应，联合国于1988年成立了“政府间气候变化专门委员会”（IPCC）。1990年，该专门委员会发布了第一份评估报告，在接下来的时间里大约每五六年发布一次评估报告。至2013年，已发布了5次评估报告。2007年，“政府间气候变化专门委员会”与美国前副总统戈尔一起共同获得诺贝尔和平奖，以表彰他们在公布有关气候变化最新信息方面的贡献。

与此同时，一些国家出现了对气候科学多种形式的强烈抵制。由于碳排放监管可能会对一些行业产生不利的影响，这些行业往往会支持对气候科学的质疑。各国政治在气候科学上分歧的程度不尽相同。在美国，有相当数量的民选政治领导人公开谴责或质疑气候科学的有效性。21世纪初，政治上对气候科学最强烈的抨击来自共和党，尤其是在那些主要依赖化石燃料的工业区。民意调查显示，在是否接受地球正在变暖这一观点或是否认这是一个重要问题方面的美国人中，美国人表现出的党派界线十分明显。澳大利亚和加拿大等国的个别政治领导人也对气候科学表示怀疑。除了政治机构之外，还有许多不同的组织和网站也在抨击或诋毁气候科学的发现。这些声音在一些大型广播公司和网络及纸质媒体的推动下传播开来。

这种政治鼓动的效果在针对“曲棍球棒”曲线、英国气候研究机构以及“政府间气候变化专门委员会”的争议中都有所体现。“曲棍球棒”曲线由气候科学家迈克尔·曼图、雷蒙德·布拉德利和马尔科姆·休斯在1998年首次提出，体现了自1400年以来的全球气温变化情况，后又扩展到最近2000年的时间段内。该图显示，在20世纪后期，全球气温大幅上升，整条曲线呈现出曲棍球棒的形状。2001年，政府间气候变化专门委员会在其第三次评估报告中收录了该图。作为回应，反对者发动了运动，通过攻击图表的有效性来推翻气候科学家的研究以及这份评估报告。这些攻击引起了公众的注意，但原始“曲棍球棒”曲线中反映出的全球气温急剧上升的情况已经得到了多项历史温度趋势科学评估的证实。

在另一起针对人类活动导致气候变化以及全球变暖这一科学共识的重大攻击中，身份不明的黑客侵入了英国主要气候研究中心——英国东安格利亚大学气候研究部门的电子邮件。他们断章取义，选择性地向公众泄露了邮件中的信息，旨在给人留下气候科学家制造阴谋的印象。然而，经过多项调查和讯问，并没有发现任何此类行为的证据。后来，政府间气候变化专门委员会第四次评估报告中，一段关于未来喜马拉雅冰川融化速度的内容被发现有误，阴谋论又一次得到宣扬。

对气候研究的攻击，一部分是源于对科学本身缺乏了解。“全球变暖”一词给人一种气温每天都在升高的错觉；在这种认知下，寒冷的一天或一场雪就足以让人们打消对变暖趋势的赞同。沿着这种思路，最近又出现了一种更为复杂的观点，即全球变暖已经停止。尽管空气中二氧化碳的浓度继续增加，但过去10年的记录显示，气温并没有同步增加。这一明显的气温上升间歇期，却被怀疑论者视为反对变暖趋势的证据。与此相反，气候科学家指出，气候变暖仍在继续。他们中有些人认为，大部分新增的能量出现在海洋而非大气之中，而另一些则认为，实际上根本没有所谓的气温上升间歇期。2014年，大多数气候数据集显示，那一年是有纪录以来最热的一年。2015年，全球所有主要地表温度数据集都显示出，气温纪录被刷新。随后大多数数据集确定，2016年创造了新的气温纪录。有记录以来最热的年份大多发生在2000年以后。根据美国宇航局的分析，记录中17个最热的年份中有16个发生自2001年1月4日以后。

在任何情况下，这些运动或争议都没有改变人类活动导致气候变化这一基本科学共识，但这种对反气候科学的鼓动突出了不同国家对气候变化认识的差异。例如，2014年发布的一项民意调查显示，在回答气候变化“主要是人类活动的结果”时，各国受访者的差异最大。在美国，54%的受访者赞同这一立场，略低于加拿大的71%，与其他一些国家相比则更低，如巴西为79%，法国80%，意大利84%，以及中国93%。调查结果会随着时间变化而变化，不同的问题也会产生不同的结果，但美国受访者对气候变化感到的紧迫性仍比大多数其他地区的受访者要低。2015年，皮尤研究中心公布的另一项调查结果表明，在美国仅有41%的人赞同“气候变化正在危害人类”，低于亚洲和太平洋地区（48%）、非洲（52%）、欧洲（60%）以及拉丁美洲（77%），只有中东地区（26%）比美国更低。

气候科学家使用一系列全球气候模型（GCMs）试图预测温室气体排放将如何改变地球系统。全球气候模型使用已建立的数学公式来模拟气候过程，可以考虑到各种排放情景。最早的全球气候模型可以追溯到20世纪70年代，它所包含的气候系统的参数相对较少。从那时起，模型的复杂性和精确性都有所增加，气候预测的准确度得到提高。在最近的报告中，政府间气候变化专门委员会选择了四种“代表性浓度路径”（RCPs），涵盖了一系列可能的排放情景。如果我们继续遵循当前的轨迹，那对未来气候的预测，最轻也足以让人清醒。即使采取了积极的气候政策来控制排放，全球气温也可能会至少上升1℃。到21世纪末，持续的高排放量可能会使平均气温升高3℃以上，达到人类历史的最高水平。这些并不是按高值估算的结果，因为即使已经是高排放途径，仍可能出现更极端的结果，或由于气候反馈的作用，或是由于在能源生产和消费扩大的时候，没有能够同步大幅度减少碳排放造成的。

继续沿着我们目前的道路走下去也将会导致海平面更大幅度的上升。根据之前的预测，到2100年全球海平面将平均上升1米，但新的研究将这一数字提高了一倍。随着人类在海洋变暖对冰原影响方面的认识不断加深，预测的结果出现了较大的增长。对冰原上下融化情况的详细研究和建模发现，在未来格陵兰岛和南极洲两地冰川的不稳定性会更大，融化速度也将更快。无论哪种情况，最终的结果都将是海平面上升速度加快。通过对潜在反馈效应的研究，对高排放路径可能产生的最大影响进行估计，得到的结果更加极端。著名的气候科学家詹姆斯·汉森以及他的同事认为海平面的上升可能会高达几米。根据这些最新的预测，世界上许多主要城市都将面临重大威胁。像纽约、波士顿、上海和达卡这样的城市虽然不会被洪水立即淹没，但在没有建造耗资巨大的海堤的情况下，这些城市的重要区域将无法居住。沿海城市将会面临海平面的进一步上升。

相比之下，对未来降水模式的预测更加困难，但从总体上来看，未来的情况可能更加极端。从最简单的意义上说，潮湿地区将变得更加潮湿，干燥地区也将变得更加干燥。个别降水事件可能变得更加极端和频繁。加强版的极端降水和干旱将使那些较为贫穷的社会触及压力的极限，进一步增加社会的不稳定性和移民的可能性。

尽管气候模型得到了改进，人们对预测也越来越有信心，但不确定性仍然存在。例如，模型很难预测在未来气温更高的世界里，云会是什么样。云具有不确定性，部分原因是它们对全球变暖的反馈作用既可能是消极的，也可能是积极的。低空云层的增加会带来负反馈，因为与吸收的热能相比，它们反射阳光会更多，从而产生净降温效应。因此，低空云层的增加将在一定程度上抵消全球变暖的趋势。相反，高空云层会导致净变暖，因为与反射回太空的阳光相比，它们吸收的地球热能更多。从目前的预测来看，高空云层将会增加，这将放大目前气候变暖的趋势。当前，这仍是一个活跃的研究领域。

其他类型的气候反馈也可能会加剧全球变暖。目前北极永久冻土中蕴藏的大量碳物质就是一个例子。永久冻土的融化会使冻结在其中的古代动植物遗体的腐烂。此间释放出的二氧化碳或甲烷会产生额外的温室气体，产生正反馈。对这种反馈进行预测与对云层的影响进行预测一样具有挑战性。永久冻土中的碳，其释放量和释放速度并不确定。最近的一项分析表明，永久冻土中储存的碳在未来几十年至几个世纪的时间里将缓慢释放。政府间气候变化专门委员会的最新报告中使用的模型没有充分考虑到永久冻土层的反馈，因此实际气温可能会比他们目前预测的更高。

尽管对于高排放路径的预测结果十分严峻，但现代社会在创造替代路径方面仍面临重大的政治、认知和经济障碍。一些人拒绝接受气候科学的发现，这本身就是一个障碍。如果数量庞大的少数群体坚称不存在快速变暖，或在某些情况下快速变暖实际上是有益的，那么这个问题就很难得到解决。

在应对气候变化方面的拖延不仅源于对科学发现的否认或拒绝，更广泛的原因还在于对气候变化的认知。仅仅认识到人类活动正在引起气候变化，并不一定等于理解了威胁的全部层面，或做好了准备，支持采取行动以遏制气候变化。从政治调查的结果来看，气候变化经常被大批选民视为一个较不重要的问题。

认知，或者更具体地说，人类识别和应对潜在威胁的方式，也会影响采取重大行动的准备程度。人类进化为我们提供了识别和应对某些威胁的手段，但我们并不总是有能力对风险进行全面评估。例如，开车这样的正常活动似乎比被毒蛇咬伤这种不寻常的事情更安全，尽管从统计学上讲，开车的风险其实更大。我们一般比较擅长感知即时的身体上的风险，但在识别和应对如气候变化这般更加复杂的长期风险方面则逊色得多。研究还表明，我们更愿意接受更大的风险，以避免可能的损失，而不是获得潜在的利益。目前，一个新的研究领域正在兴起，研究者通过应用行为科学来解决这些问题，试图更好地理解人类对气候变化的感知和反应。人们争论的焦点之一在于，究竟哪一种做法更有效，是向人们展示一个更普遍的潜在的严峻前景，还是采取一种更加乐观的方式，告诉他们可以采取的独立的个人行动来应对这一问题。事实上，除非这些个人行动与更广泛的行为规范的转变相关联，否则它们将不足以防止最极端的气候变化。

经济上的利己主义对解决气候变化带来的问题构成了更直接的障碍。地球大气中二氧化碳浓度之所以能够增长到人类历史上前所未有的水平，正是源于以化石燃料为主要动力的工业化浪潮和运输革命。这一现实反映在全球最大企业的构成上。全球最大公司名单的评选标准各不相同，但无论以何种标准衡量，专门生产石油和天然气的能源公司因其巨大的收益而在全球最大公司中占据很大比例。2015年，在全球收入最高的25家公司中，这类公司占了8家，除此之外，还有另一家公司也大力涉足采矿业。一旦离开化石燃料，这些强大的经济力量将遭受重大损失，而各国政府由于高度依赖这些公司，因而出于经济动机，也对这种转变有所忌惮。沙特阿拉伯等波斯湾国家和俄罗斯是世界上最大的石油和天然气生产国，另外还有加拿大、巴西和墨西哥等。水力压裂技术使美国成为世界上最大的天然气生产国，而原油产量在经历了长时间的下降后，在2005—2015年之间也有所增长。在煤炭储量丰富的国家中，中国、美国、澳大利亚、印度、印度尼西亚和俄罗斯是最大的煤炭生产国。一个国家，并不会仅仅因为拥有丰富的化石燃料储备，就竭力阻挠遏制全球变暖的努力。气候谈判代表批评沙特阿拉伯试图在语言上淡化气候变化的影响，并试图尽量降低国际气候谈判的目标。与此同时，即使是在国际上享有更环保声誉的国家，也可能会发现，很难放弃历史悠久且占支柱地位的工业。例如，2016年，挪威颁发了钻探许可证，允许在北极地区开采石油。

减少化石燃料的使用将对石油、天然气以及矿业部门的就业形势产生冲击，然而，能源生产并非零和博弈。在许多地区，可再生部门的就业增长速度已经快于现有化石燃料生产部门的就业增长速度。尽管如此，化石燃料开采的大幅减少会带来了一个新问题，即应该采取何种措施来帮助那些失业的工人。

为大量使用化石燃料而建造的基础设施过于密集，这是改革的另一个障碍。经过好几代人的努力，我们已经在这方面累积了巨额的固定投资，这种基础设施已成为一种常态。在某些情况下，新能源可以接入现有的基础设施，但经济学家也提到沉没成本的问题，即那些已经付出但无法收回的成本。例如，美国在公路上的投资远远超过铁路。在一个绝大多数人乘坐私家车上下班的社会里，很容易将修建和维护道路的成本视为一种常态，但这实际上也是一种沉没成本，其中的一部分本可以投资于铁路或其他地方。

对成本的假设也为脱离化石燃料制造了障碍。我们通常将成本分为两类：消费者要支付的直接前期成本和将来要支付的后期成本。由于我们广泛地依赖化石燃料，必然会计算石油、天然气和煤炭的生产和购买成本。举个简单的例子，任何一个正在加油的司机都应该会知道当天汽油的价格，但任何人都不会预先支付与污染相关的疾病以及气候变化造成的损害的相关费用。因此，虽然加油站的消费者非常清楚汽油的价格，但我们实际上并没有为污染买单，不管是对个人还是对集体。只要没有人预先支付全部费用，化石燃料就会依然人为地保持廉价。

在国际上，联合国召开了一系列针对气候变化的会议。这项努力最早体现在1992年通过的《联合国气候变化框架公约》。该公约于1994年生效，其终极目标是将温室气体排放保持在一个稳定的水平，“在该水平上人类活动对气候系统的危险干扰不会发生”。1997年，《京都议定书》颁布，此举被视为为实现这一目标所作出的第一次重大尝试。根据《京都议定书》的条款，各缔约方同意在1990年的基础上削减碳排放量。各国的削减量各不相同，例如，欧盟承诺削减8%，美国承诺削减7%。总体平均削减量达到5.2%。许多国家最终核准了《京都议定书》，但美国在2001年拒绝批准《京都议定书》，加拿大则在2011年退出了该议定书。该议定书并未包括要求中国和印度等发展中国家强制性减排的条款。原因在于，在谈判开始之前，这些国家的碳排放量一直低于发达工业化国家；然而，由于非参与国的排放以及有些国家未能完成《京都议定书》的减排目标，到2010年，全球碳排放实际上比1990年的基准日期的规定大幅增加了近50%。

制定全球协议以遏制减排的这种努力，面临着如何设定气温上升极限的问题。全球变暖大会及其协议决定，将全球气温上升控制在前工业化时期水平之上2℃以内。这一目标的提出最早可以追溯到20世纪70年代。欧洲在90年代时，在气候政策的讨论中将其确立下来。2009年，哥本哈根会议将2℃确定为国际目标，但却未能写入最终文件。2010年，各国政府在坎昆达成一项后续协议，承诺“将全球平均气温升幅控制不超过工业化前水平2℃”。2015年，在主办国德国总理安格拉·默克尔的敦促下，七国集团领导人最终同意了这一目标。

虽然经历了长时间的磋商，但2℃的目标本身还是引发了争议。一些科学家认为它过于保守，可能会产生一种错误的安全感。考虑到全球变暖带来的诸多反馈机制，2℃目标可能不足以阻止人类社会以及许多其他物种所面临的重大挑战。气候科学的先驱詹姆斯·汉森写道，气温上升2℃将“让年轻人、子孙后代和大自然遭受无法弥补的伤害”。另一些批评者则认为2℃目标太过简单，相比之下，他们呼吁关注一组“生命体征”，其中包括大气中二氧化碳浓度、海洋温度以及高纬度气温等因素。一些顶尖的气候科学家之间在许多方面也存在分歧，如设定具体目标的价值、选择有效生命体征的难度以及废除温度目标是否会为进一步地拖延和无所作为提供借口等。德国总理默克尔和教皇方济各的气候顾问汉斯·约阿希姆·尚胡贝尔指出了2℃目标的价值和潜在风险。他认为，这个目标至少给政府指出了一些方向，“2℃是一个妥协，但它至少是一个切实可行的目标，所以这是有意义的”。不过，他又补充说这可能并不能给人们带来安全，“但2℃实际已逼近临界点甚至已在其之上，所以2℃目标并不是一个好的妥协。它是危险和灾难性气候变化之间的分界线”。2015年，《巴黎协定》保留了将本世纪全球平均气温上升幅度控制在2℃以内的目标，同时又增加了一项目标，即“将全球气温上升控制在前工业化时期水平之上1.5℃以内，这将显著降低气候变化的风险和影响”。

围绕气候问题所进行的谈判，旷日持久，这不能简单地归因于国际和国家政治机构及领导人的低效，而是源于成本分摊和利益分配的实际争端。人类活动造成的气候变暖持续发展，将给人类社会带来广泛的挑战，但在早期，有些社会承担的成本可能会高于其他社会。例如，2013年编制的气候变化脆弱性指数显示，南苏丹、海地、塞拉利昂、几内亚比绍以及孟加拉国承担的风险最大，尽管这些国家的经济发展水平各异。一般来说，贫困人口最难以避免早期气候变化的影响。这种风险的不平衡既来源于资源方面的巨大差距，有时也来源于气候变化可能产生的区域影响。面对气候变化带来的新挑战，较贫穷的社会能够调用的资源很少。例如，西非的几内亚比绍是一个地势较低的国家，人口160万，人均国内生产总值只有500美元左右，因此，在适应气候变化方面能够投入的资源很少。几内亚比绍的碳排放在人类温室气体排放总量中所占的比例几乎可以忽略不计，还有许多国家也处于类似的境地。与此同时，这些最没有能力投入大量资源应对气候变化的国家，很可能会遭遇降水的显著变化。例如，在海地这个西半球人均国内生产总值最低的国家，极端降水和干旱的频率越来越高，可能会对其造成特别严重的破坏。

在全球范围内，风险与资源的差异影响着人类对气候变化的反应。一些社会尽管深受其害，但却没有能力制定和影响各种气候协定。与此同时，富裕国家的居民可能觉得自己受到的直接影响不大，因此可能并不热衷于采取积极的应对措施。这种风险水平的差异甚至在地区层面上也会有所体现。在城市地区，面对气候变暖，贫困社区的居民面临的后果比富裕社区的居民更加严重。随着气候变化的发展，极端热浪出现的可能性越来越大，死亡率也将节节攀升。热浪带给各地的死亡风险却并不相同。无论是在巴基斯坦、美国还是其他地方，穷人最有可能在极端热浪中死去。

除了发达国家和欠发达的国家之间需要分摊成本，分配利益之外，平衡过去、现在以及未来温室气体排放国之间的成本是应对气候变化的另一项重大挑战。迄今为止，早期工业强国在工业革命进程中，排放出的碳物质是最多的。例如，美国是20世纪碳排放量最大的国家。从1850年到2002年，美国的碳排放量占全球总量的29.3%，超过了其他任何一个国家。1850年，世界上第一个工业化国家英国，是当时主要的温室气体排放国，其排放量占全球总排放量的6.3%，低于德国的7.3%，高于日本的4.1%。考虑到过去的模式，《京都议定书》只对发达国家的减排量做出了规定。根据《京都议定书》的条款，那些在工业革命过程中排放量居世界前列并获得最大经济效益的国家，将首先减排。(www.xing528.com)

截至21世纪初，美国及其他早期工业化国家仍是碳排放大国。自20世纪后期以来，发达国家的碳排放量仍在增长之中。从1850年开始，美国就是世界上最大的累积二氧化碳排放国，截至2011年，情况仍是如此，但比例已降至27%。亚洲新兴工业大国的碳排放增加，中国超过美国，成为全球最大的碳排放国。2006年，除了中国、美国、俄罗斯、日本、加拿大和欧盟国家之外，印度、印度尼西亚、巴西、墨西哥也加入了21世纪初碳排放大国之列。

随着中国和印度等国排放量的增加，平衡碳排放新旧领军者之间的减排量，成为大多数围绕控制排放而展开的辩论的焦点。显然，历史悠久的工业强国对已经发生的气候变化应负有最大责任，但世界各地排放量的激增必将导致气候的进一步变化。双方都可以轻易地将碳排放量的转变作为其拖延的一个政治借口。新兴工业国家的政治领导人有理由辩称，老牌工业强国应该先行一步。而来自老牌工业强国的政治家则呼吁，除非所有的国家都加入，否则就应推迟采取行动。限制气候变化的可行性途径要求所有主要排放国联合采取全球行动，但即使是真诚的努力，也需要就如何分配或分担减排达成协议。

几十年来，发达国家的碳利用率越来越高。从碳排放强度，即每单位国民生产总值的增长所带来的二氧化碳排放量来看，俄罗斯、中国、印度尼西亚以及加拿大都比美国要高。然而，从人均碳排放量来看，美国低于澳大利亚，但却远高于中国和印尼等国。减少排放强度，为推动发展中国家加入全面减排计划提供了一条路径。2015年，全球最大的碳排放国中国，承诺在2030年之前，将碳排放强度在2005年的基础上降低60%～65%。尽管如此，中国的碳排放总量仍将继续上升。

经过多年的多轮谈判，2015年巴黎气候变化大会达成了一项新协议，各国提交了各自的减排计划。根据协议条款，各国必须每5年提交一份新的更严格的计划。《巴黎协定》揭示了找到确保减排的方法的持续困难，但它确实开辟了新的领域：与《京都议定书》侧重于发达国家减排不同，《巴黎协定》涵盖了世界上大多数国家。

2016年11月，美国总统选举结果引发了一系列关于如何应对气候变化的新问题。在竞选中，唐纳德·特朗普承诺支持煤炭发展，并将退出《巴黎协定》。2017年，特朗普正式宣布美国将退出该协定。他还反对降低发电厂碳排放的法规。美国在国内和国际上减少遏制温室气体排放行动的承诺，将进一步阻碍遏制全球变暖的努力。

如果人类能够共同努力，来避免气候变化的最坏结果，那么在未来几十年里，将可以从多种可能的替代能源做出选择。从更广泛的意义上说，气候变化和能源使用的趋势对世界经济未来的走向提出了根本性的问题。

工程师和科学家在识别和开发新的碳来源方面可谓独具慧眼，大量化石燃料储备，使人类面临着前所未有的选择——是否对它们进行开发和使用。20世纪后期，随着能源消耗的增加，人们开始对石油峰值进行预测，有人认为世界石油产量已经达到了顶峰；然而，石油和天然气行业已经成功勘探到了大量的后备资源。换成人类历史上的其他大多数时刻，这可能都是一件好事。但在21世纪，由于碳预算方案的存在，化石燃料储备大增却反而使人类陷入两难境地。碳预算决定了碳的释放量，为了避免人类面对气候变化最极端的后果，即通常所说的将全球变暖控制在不超过2℃的范围内。2014年，据参与全球碳项目的研究人员和科学家估计，全球已经用掉了三分之二的碳排放配额，未来30年内，人类将面临着排放量超过预算的风险。尽管研究者对碳预算总额的估计各不相同，但无一不要求对碳排放进行大幅削减，其幅度往往要远高于政治领导人的预期。许多人预测，如果目前的趋势继续下去，到本世纪下半叶，排放量将不得不降至几乎为零。

这些令人不安的数字，推动了一场“将碳留在地下”的运动。2014年至2016年，受这场运动的影响，美国用于运输加拿大阿尔伯塔省焦油砂所产石油的加拿大基石管道项目引发了人们的反对。这场运动，从更广泛的意义上来看，针对的是一系列可能在未来继续维持目前的高排放量，甚至是进一步增加碳排放量的化石燃料项目。

大多数遏制人为气候变化的方案都要求大力发展清洁能源，简单地说，即扩大低碳或零碳形式的能源生产。最典型的例子莫过于太阳能、风能以及水电。这些能源并非都是新能源，风车和水车的历史一样悠久，然而，当前世界消耗的能源远远超过人类历史上其他任何时期，因而所需的清洁能源的部署规模也是前所未有的。风能和太阳能的成本一直在下降。在个别国家如丹麦、德国等，替代能源已成为主要能源。2015年，丹麦40%以上的电力来自风能。在德国，可再生能源的发电量占总发电量的比重从2000年的6.2%上升到2014年的27.8%。有时在春夏两季，可再生能源的发电量占总发电量的比重超过70%，甚至高达85%。尽管如此，要想在全球范围内加快和扩大清洁能源的使用，则需要大规模地扩大生产和部署。

在寻找更清洁能源的整个过程中，争论的焦点主要集中在水力压裂法在提高天然气产量方面的作用以及核能的作用。利用水力压裂法，将水和沙子的混合物注入页岩等岩层中，增大岩石裂隙，从而进行石油或天然气的开采。这一原理并不新鲜，水力压裂技术的进步帮助美国大幅提高了石油和天然气的产量。水力压裂法的支持者认为，天然气产量的增加，提供了通向更清洁未来的桥梁。实际上，与石油相比，天然气的碳密度更低，甚至比煤炭的还要低。从原则上讲，用天然气取代煤炭可以减少温室气体的排放。

依靠水力压裂法抑制温室气体排放的有效性却引发了争议。争论的一个主要方面与水力压裂过程中释放出的甲烷有关。甲烷本身是一种强效的温室气体，因此，在水力压裂过程中释放的甲烷可能会抵消碳密度较低的燃料所带来的潜在好处。在远离生产现场的许多社区，旧的天然气管道也存在甲烷泄漏的问题。减少此类泄漏需要有效的监管来确保天然气生产商遵守规定的机制以及对天然气输送系统的大量投资。

关于天然气在控制温室气体排放上的作用，第二个主要争论来源于压裂天然气的扩张将如何影响能源市场方面。即使可以通过严格的钻探法规和管道维护来控制甲烷的排放，但在一些经济模型中，扩大压裂天然气的产量会延迟向低碳未来的转变。水力压裂天然气成本相对较低，不仅导致了美国部分煤炭产区的产量下降，也可能会大规模减缓可再生能源的发展速度，导致正常排放情景下的气候预测发生偏差。

大多关于水力压裂技术成本和收益间激烈争论的焦点并没有落实在对气候变化的影响上。在一些社会中，水力压裂法已成为主流，然而，反对者经常表示，他们担心注入岩层以挤出石油和天然气的化学物质会影响水质。另一方面，水力压裂作业所需的水量也引起了人们的关注。

在替代能源的选择中，核能的使用也引发了争论。支持发展核能的人指出，核能发电不会产生温室气体，然而，2011年日本福岛核电站事故增加了人们对核能安全的担忧。建造常规核电站的成本极高，初期建设成本高达数十亿美元，而放射性废料的储存仍存在一些未能解决的问题。迄今为止，人们对于究竟该如何储存高放射性废物并没有达成共识。例如，美国曾计划在内华达州尤卡山下建造核废物储存库，在经过30多年的讨论、设计、施工和辩论之后，该计划宣告中止。目前正在进行的研究仍在寻找核电的其他形式，包括钍反应堆和增殖反应堆等。除了成本问题，人们对核安全以及核扩散可能性的担忧依然存在。

在一个能源需求量巨大的世界中，专注于减少能源生产所产生的温室气体排放是有意义的，但同时也有另外一套不同的方法，侧重于使用技术来储存或捕获二氧化碳，或尝试消除气候变化的影响。考虑到二氧化碳浓度不断上升在气候变化中所起的作用，一些研究人员已经开始研究在能源生产过程中或直接从大气中去除二氧化碳的方法。例如，所谓的“清洁煤”并不是指煤炭本身清洁，而是指捕获燃煤发电厂所释放的二氧化碳。捕获二氧化碳的技术是存在的，但目前已经证明，要达到使燃煤电厂正常运营或者说实现低成本高收益的运行方式所必需的规模，是极其困难的。此类计划还必须考虑如何储存捕获到的二氧化碳。一种可能的用途是：将捕获的二氧化碳用于增大岩石裂隙，以提高石油和天然气的产量。

另一个颇具吸引力的想法是直接从大气中去除二氧化碳。同样，这在一个非常低的水平上是可能的，但远没有达到抵消温室气体排放的必要规模。在冰岛进行的示范项目已成功地将二氧化碳转化为方解石，在未来这一研究很可能会继续下去。

又一种从大气中去除二氧化碳的地球工程，着眼于增加海洋中藻类的光合作用，随着这些藻类的死亡和下沉，碳被分流到深海。几十年来，人们一直在研究增加海水中的铁含量，以促进浮游植物的繁殖。在某种意义上，这与冰河时期强风将大陆上的铁尘埃输送到海洋中的情况类似。尽管这些研究表明，随着铁元素的增加，浮游植物的生长在总体上有所增加，但这并不总是意味着碳就会被封存到深海中。一些模型显示，长期施用铁肥实际上会降低海水吸收二氧化碳的能力。浮游植物数量的增加也可能对其他海洋生物产生难以预测的后果。其中可能出现的一种负面结果是氧气水平降低，从而导致海洋死亡区的扩大。

与此相对，有一套应对气候变化的提议主张以其他方式保护地球免受气候变化的影响，而非捕获二氧化碳。在地球大气工程的提案中，多利用某种机制（如镜子、气球或注入大气层的某种气溶胶）来形成阻碍，从而减少到达地球表面的太阳能。从某种意义上说，这些提案试图模拟火山爆发所产生的影响。当火山爆发时，向大气中喷射的微粒会暂时减少太阳辐射量。

这些地球工程提案的可行性还有待证实。即使可以通过某种机械地球工程来减少气候变暖，也无法遏制气候变化的其他许多影响。如，对许多生命形式构成威胁的海洋酸化，就无法得到任何改善。此外，地球工程系统的任何故障都可能导致气候变暖在突然间迅速达到潜在峰值，带来灾难性的影响。

大幅减排的必要性引发了人们对世界经济组织的质疑。在一种对未来世界经济的设想中，市场可以提供一种降低排放的机制。仅仅宣称一种产品是“绿色”的，并不足以为品牌赢得认知度。如果政策制定者能够成功地设定碳排放的实际代价，那么企业将竞相拿出解决方案。

一些基于市场的方法可以帮助减少温室气体排放，从而减轻气候变化，其中包括碳税制度和碳排放交易计划。这两种方案基本上都是通过对碳定价，并开始纳入碳排放的生命周期成本。这种基于市场的方法旨在让消费者考虑碳密集型产品的全部社会成本。它还提供了改变消费模式的动力，以全面减少碳排放。

实施碳税制度，设定每吨碳排放的标准价格，利用纳税人试图降低成本的心理，可以鼓励人们减少排放。根据该制度的一种变体，碳税收入将被重新分配，从而实现税收中立。这有时被称为“税收与红利”。两种形式的碳税都不会对排放设定一个绝对上限。对引入或提高税收的反对是这一制度的主要障碍。

总量管制与排放交易制度（简称排放交易）的原理是，对全部或大多数经济部门的排放设定一个总体限制，然后分配排放许可。不同部门可获得一定数量的排放配额，或通过招标程序获得配额。一旦这些公司获得许可，他们就可以出售或交易这些配额。碳市场将推动这些配额的价格。“总量管制与排放交易”制度面临的主要挑战包括排放总量的设定以及配额价格的制定。2005年，欧盟出台的总量管制与排放交易计划，由于提供配额过多，结果导致配额价格和总体收入处在非常低的水平。与整个经济体相比，总量管制与排放交易制度更倾向于关注某些特定行业。

与此截然不同，对未来走向的另一种观点反对资本主义本身当前的组织方式，认为其对经济增长和企业利润的关注助长了气候危机。这种观点主张重建占主导地位的经济体系，以应对气候变化，甚至可能需要重新考虑经济增长的衡量标准。目前，衡量经济增长的主要指标仍是国内生产总值，它只计算在特定时期内生产的所有商品和服务的货币价值，而不考虑这种产出可能造成的影响。经济学家们已经提出了一些替代方案，这些方案将环境、健康、不平等以及人们对工作的满意度等纳入其中。

不同经济愿景之间的冲突放大了人类在面对未来时所作选择的深远影响。人类社会的未来将与气候变化密切相关。如今，可预测的显著气候影响的时间尺度远低于人类的平均寿命。这意味着，今天生活在这个世界上的无数人都将会承担自己所作出的选择的后果。