沈維萍?陳迎

摘要 全球氣候變化危及當代人及子孫后代的福祉，嚴重制約人類的可持續(xù)發(fā)展。越來越多研究表明，僅靠減緩和適應氣候變化難以實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》氣候目標，地球工程人工干預氣候系統(tǒng)是實現(xiàn)1.5℃溫控目標難以避免的無奈選擇。地球工程的引入及其特殊經(jīng)濟學屬性也為氣候變化經(jīng)濟學的研究提出了新的研究課題。本文立足氣候變化經(jīng)濟學視角，就地球工程的概念、地球工程作為應對氣候變化措施的定位與作用、地球工程的經(jīng)濟學屬性、經(jīng)濟評估等問題進行分析。作者認為，應對氣候變化的討論，不能回避地球工程，但要科學認知和區(qū)別對待不同類型的地球工程技術;不同地球工程技術作為應對氣候變化手段的作用不同，但相較于減緩手段來說都具有末端治理屬性，不僅不能從根本上改善人類福祉，還可能給整個地球生態(tài)系統(tǒng)引入新的風險;太陽地球工程與大規(guī)模的生物能源碳捕集與封存（BECCS）的外部影響具有潛在不確定性，作為全球公共物品的成本收益難以簡單、直接權衡，盲目實施會加劇區(qū)域和代際之間的不公平;太陽地球工程潛在影響的巨大溢出效應、風險、不確定性和區(qū)域非對稱性是尋求最優(yōu)氣候政策組合的關鍵變量，給全球氣候治理的國家間博弈增加了新的變數(shù)。中國要在全球生態(tài)文明建設中發(fā)揮重要參與者、貢獻者和引領者的作用，必須區(qū)別對待CDR和SRM不同類別的地球工程，加緊研發(fā)關鍵技術;將地球工程置于可持續(xù)發(fā)展大框架下，積極開展地球工程的綜合影響評估和國際治理的專題研究，精心部署地球工程的發(fā)展戰(zhàn)略;中國作為2020年生物多樣性大會的主辦國，應謹慎應對可能出現(xiàn)的地球工程治理議題，尋求國際共識，積極引領各國參與構建公平有效的地球工程治理機制。

關鍵詞 地球工程;氣候變化經(jīng)濟學;減緩;適應;全球氣候治理

中圖分類號 F062 ? 文獻標識碼 A ? 文章編號 1002-2104（2019）10-0090-09 ? DOI：10.12062/cpre.20190621

全球氣候變化直接或間接損害當代人福祉，還將諸多的氣候風險和不確定性傳遞給子孫后代，嚴重制約人類的可持續(xù)發(fā)展。越來越多研究表明，僅靠減緩和適應難以實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》氣候目標。2018年，政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發(fā)布的《全球升溫1.5℃特別報告》指出，根據(jù)國家自主貢獻目標（NDCs），本世紀末，全球升溫將達到3℃。要實現(xiàn)控制全球升溫1.5℃目標，相比2℃情景，1.5℃途徑的邊際減排成本大約高出3～4倍，難度大、時間緊，僅靠常規(guī)減排路徑恐不足以實現(xiàn)[1-2]。地球工程技術通過人工手段干預氣候系統(tǒng)是實現(xiàn)1.5℃溫控目標難以避免的無奈選擇。2019年3月，瑞士在聯(lián)合國環(huán)境大會（UNEA）首次提出地球工程治理案文，引發(fā)各國高度關注，推動了地球工程的國際治理進程。中國在全球氣候治理中的地位舉足輕重，在地球工程問題上，國際社會也高度關注中國的態(tài)度。地球工程是一個跨領域的新問題，涉及自然科學和社會科學領域內(nèi)多學科的交叉。近年來，國際上關于地球工程的研究持續(xù)升溫，從人文社會科學角度討論地球工程的文獻開始快速增長，研究涉及到社會認知、科學機理、經(jīng)濟評估、氣候倫理、國際治理等多個領域，但國內(nèi)的研究和探討相對較少[3-6]，系統(tǒng)地對地球工程進行經(jīng)濟學分析的研究十分缺乏。作為應對氣候變化的特殊手段，地球工程也給氣候變化經(jīng)濟學的研究提出了新的前沿課題?；诖?，本文立足氣候變化經(jīng)濟學視角，辨析了地球工程的概念;剖析了地球工程作為應對氣候變化措施的定位與作用;從公共物品、外部性、碳權益與公平的不同角度分別對比分析了碳地球工程、太陽地球工程、減緩和適應四種應對氣候變化手段的不同的經(jīng)濟學屬性;闡述了地球工程作為新的氣候政策工具的經(jīng)濟評估問題;提出了中國在全球氣候治理和生態(tài)文明建設中如何應對地球工程議題的幾點建議。

1 地球工程的概念

1.1 地球工程的定義

關于地球工程的定義，國際上經(jīng)常引用的是英國皇家學會提出的定義，即“為了應對氣候變化及其影響，對地球環(huán)境和氣候進行干預而采取的大規(guī)模的人工技術和方法”。也有中國學者對地球工程提出自己的看法與定義。如胡國權等提出，地球工程是指人為對地球系統(tǒng)的物理、化學或生物特質(zhì)反應過程進行干預來應對氣候變化，減少并有效管理氣候變化帶來的風險的工程項目[7]。潘家華認為，地球工程是指包括所有能源生產(chǎn)和消費以外的、不涉及工業(yè)生產(chǎn)過程管理，在較大地球尺度或規(guī)模上，去除大氣中的二氧化碳或直接控制太陽輻射而降溫的各種人為工程技術手段[8]。此外，IPCC第五次氣候變化評估報告將地球工程定義為“所有旨在改變氣候系統(tǒng)以應對氣候變化的方法”。美國國家科學院將其定義為“專指人們?yōu)閼獙夂蜃兓瘑栴}所采取的各種工程設想”[9]。由此，國際上越來越多的文獻用“氣候工程”（Climate Engineering）或“氣候干預”（Climate Intervention）替代地球工程，以區(qū)別于其他目的的大規(guī)模人類活動。

總而言之，關于地球工程的具體定義，雖然眾說紛紜，但存在基本共識，即“為了應對全球氣候變化而對氣候系統(tǒng)采取的有計劃、大規(guī)模的人工干預活動”。相比應對氣候變化的減緩和適應（“Plan A”），以地球工程手段人工地為地球降溫，是常規(guī)手段之外的非常規(guī)手段（“Plan B”）。

1.2 地球工程技術的分類

地球工程技術的分類一直是有爭議的問題，存在模糊認識。通常，根據(jù)作用機理的不同，學者們傾向于使用碳地球工程（Carbon Geoengineering）和太陽地球工程（Solar Geoengineering）來區(qū)分兩大類地球工程技術，即碳移除（CDR）和太陽輻射管理（SRM）。在此常規(guī)分類之外，也有學者提出，依據(jù)碳的移除方式及“歸宿地”的不同，可將CDR分為陸地生物圈封存、海洋碳封存、巖石圈封存三種技術手段，這一分類方案在IPCC第五次評估第三工作組報告中也得到了采用。

具體來看，CDR是通過生物、物理或化學的方法移除或轉化大氣中的二氧化碳，降低大氣中溫室氣體濃度，主要技術有造林和森林生態(tài)系統(tǒng)恢復、生物能源碳捕集與封存（BECCS）、生物炭提高土壤碳含量、增強風化或海洋堿化、直接空氣捕獲和存儲（DAC）、海洋施肥等;SRM不減少大氣中二氧化碳含量，而是通過減少到達地面的太陽輻射來緩解地球升溫，具體方法包括平流層氣溶膠注射 （SAI）、陸地或水面上空云改造、表面反照率修改等。

需要特別指出的是，IPCC在《全球升溫1.5℃特別報告》中，對CDR與CCS進行了區(qū)分，能源和工業(yè)部門應用碳捕獲、封存與利用（CCS/CCUS）技術歸為減排技術，不屬于地球工程。CDR強調(diào)從空氣中移除二氧化碳的技術。當然，一些CDR技術，如BECCS，本身包含了CCS，依賴成熟的CCS技術作為大規(guī)模實施的基礎，既需要面對與CCS技術相關的問題，也存在潛在的環(huán)境問題。

總而言之，地球工程是為了應對全球氣候變化而對氣候系統(tǒng)采取的有計劃、大規(guī)模的人工干預活動，是許許多多復雜技術方案的總稱，不同技術的作用機理不同，技術成熟度、有效性、經(jīng)濟成本、起效時間、對環(huán)境的可能影響和風險也不相同，需要區(qū)別對待，不能簡單化地一概而論。

2 地球工程作為應對氣候變化手段的定位與作用 ?科學研究顯示，二氧化碳的排放對人類福利的影響存在很長時間的滯后性[10]，有其特有的因果傳導機制：二氧化碳的排放使大氣和海洋中二氧化碳的濃度提高，二氧化碳的濃度提高使溫度升高，溫度升高導致溫室效應等氣候變化，給人類和生態(tài)系統(tǒng)帶來經(jīng)濟損失等負面影響，從而影響人類福祉。

根據(jù)因果傳導機制，人類為改善福祉，首先采取減緩手段來應對氣候變化，從源頭減少二氧化碳排放。從減少商品和服務的消費來節(jié)約資源，到提高能源效率來降低化石能源的消耗，再到大力開發(fā)利用低碳排放能源技術，都起到直接減少二氧化碳排放，降低大氣中二氧化碳濃度的效果，從而打破二氧化碳排放與濃度升高之間的傳導關系。在減排的同時，為應對已排放的二氧化碳導致的未來潛在的氣候變化風險，人類采取有計劃的、系統(tǒng)的、前瞻性的適應政策和行動，來打破溫度升高與損害之間的傳導關系。但大量科學證據(jù)表明，僅靠減緩和適應措施來實現(xiàn)1.5℃溫控目標是遠遠不夠的。從二氧化碳存量的角度，大氣中現(xiàn)存的歷史排放積累的二氧化碳總量和濃度已經(jīng)開始產(chǎn)生溫室效應，即使在未來一直保持溫和的碳排放，累加的二氧化碳存量所會導致的氣候變化仍會產(chǎn)生持續(xù)數(shù)個世紀之久的影響?；诖?，在減緩和適應之外，人類試圖人工干預二氧化碳對人類福祉影響的因果鏈傳導過程。碳地球工程通過人工捕集與封存已經(jīng)排放到空氣中的二氧化碳，減少大氣中的二氧化碳存量，降低大氣中的二氧化碳濃度，打破碳排放與濃度之間的聯(lián)系，起到的效果與減排相同。而且它可以實現(xiàn)大氣中的二氧化碳存量的凈負變化，且比自然過程快得多。與碳地球工程不同，太陽地球工程改變的指標是溫度，通過管理太陽輻射直接降低地球溫度，從而干預二氧化碳濃度與溫度之間的傳導關系（見圖1）。

作為應對氣候變化的措施，減緩手段從源頭減少二氧化碳增量（流量），并通過傳導機制抑制溫度升高，最終改善人類福祉。適應手段相比減緩和地球工程的作用節(jié)點位于最末端，并不能從根本上改變二氧化碳濃度和溫度這兩個關鍵指標，而是在給定狀態(tài)下采取局部的適應行動，盡可能降低氣候變化對人類和生態(tài)系統(tǒng)的影響，產(chǎn)生的福利改善也具有局部性。碳地球工程和太陽地球工程雖然都屬于過程治理手段，但兩類技術的作用機理不同。碳地球工程直接減少二氧化碳存量，降低二氧化碳濃度，作用于已排放的二氧化碳，但并未消除源頭碳排放;太陽地球工程雖然直接抑制了溫度升高，但并未降低二氧化碳濃度，也無法消除與碳排放相關的影響，如海洋酸化[11]。所以，只有作為源頭治理的減緩能根治二氧化碳引起的溫度升高，而地球工程的作用節(jié)點位于減排措施的后端，相較于減緩手段來說具有末端治理屬性，不僅不能從根本上改善人類福祉，產(chǎn)生的復雜廣泛不確定的副作用，還可能給整個地球生態(tài)系統(tǒng)引入新的風險。

3 地球工程的經(jīng)濟學屬性

碳地球工程與太陽地球工程不同的作用機理決定了其經(jīng)濟學屬性的差異。要剖析地球工程的經(jīng)濟學屬性，既需要區(qū)別分析碳地球工程和太陽地球工程，也需要將其置于應對氣候變化的大框架下，明晰地球工程與常規(guī)的減緩和適應手段的經(jīng)濟學屬性異同。

氣候變化是一個典型的全球尺度的環(huán)境問題，應對氣候變化作為一種全球集體行動，減緩和地球工程手段均是提供全球公共物品來應對氣候變化的貢獻方式。氣候變化經(jīng)濟學是在氣候容量和氣候生產(chǎn)力約束下，追求以風險防范為前提的經(jīng)濟效率（最優(yōu)產(chǎn)出）和社會公平（分配保障）。所以，不同于常規(guī)的經(jīng)濟學問題，氣候變化問題不是環(huán)境經(jīng)濟學的外部性理論、公共經(jīng)濟學的公共物品理論、“公地悲劇”的產(chǎn)權理論以及成本收益理論所能完全解釋的[12]。氣候變化的風險是不確定的，碳排放涉及人類發(fā)展權益和公平，所以應對氣候變化措施也具有特殊的經(jīng)濟學屬性。由此，對地球工程經(jīng)濟學屬性的認知，可以從氣候變化經(jīng)濟學的不同理論角度出發(fā)，與減緩和適應進行對比分析。

3.1 不確定的外部性：存在系統(tǒng)性風險

在環(huán)境經(jīng)濟學中，外部性又稱溢出效應、外部經(jīng)濟，指經(jīng)濟主體的經(jīng)濟活動對他人和社會的福利造成了非市場化的影響，需要通過政府稅收或補貼來使外部性內(nèi)部化。減緩、適應、碳地球工程和太陽地球工程外部性的分析與治理，首先需要明確其產(chǎn)生的具體正外部性和負外部性，以及綜合外部性的強弱。

減緩措施是局部行動產(chǎn)生全球性的正外部性。減少商品和服務的消費、提高能源效率來降低化石能源的消耗以及大力開發(fā)利用低碳排放能源技術，除了能減少碳排放，還起到節(jié)約資源、保護環(huán)境、倒逼技術創(chuàng)新的正外部性;適應措施主要是局部行動產(chǎn)生局部影響，雖然區(qū)域溢出效應有限，但能直接降低氣候變化引起的災害損失，于區(qū)域可持續(xù)發(fā)展也具有正向作用[13]。所以，從綜合效應來看，減緩和適應均具有確定的、可見的正向綜合效應，是人類應對氣候變化的“無悔”選擇。

碳地球工程技術同減緩措施一樣，局部實施會帶來全球正向效應，其直接降低二氧化碳濃度或?qū)崿F(xiàn)凈負排放，能削弱或者逆轉各區(qū)域的氣候變化影響。但是碳地球工程技術也存在風險，仍有很多技術缺乏實驗基礎，如海洋施肥有較大風險，可能存在不可靠的二氧化碳封存，導致海洋生態(tài)系統(tǒng)中的次生影響產(chǎn)生額外溫室氣體排放的風險;BECCS的大規(guī)模部署既需要大量生物質(zhì)能源，也需要成熟的CCS技術的支持，其需要的土地利用變化可能對土地使用、糧食安全和水安全產(chǎn)生較大的負外部性。

太陽地球工程雖也是局部行動產(chǎn)生全球影響，但其影響具有高度的不確定性、巨大的風險以及區(qū)域非對稱性，除了限制溫度升高等氣候效應，還會給環(huán)境、社會經(jīng)濟帶來一系列負面影響。如SAI向平流層注射化學物質(zhì)，對大氣物理化學環(huán)境有潛在危害，還會減緩臭氧層的恢復，可能對農(nóng)業(yè)產(chǎn)生不利影響;SRM造成的大量局部降水減少，會降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力和水電產(chǎn)量;SAI技術一旦實施需要延續(xù)上百年，需要超長時間的維護，意外終止可能帶來氣溫的快速反彈，可能給自然和人類系統(tǒng)帶來難以預料和難以控制的其他風險[14]。模擬研究發(fā)現(xiàn)，如果太空反光鏡或者SAI突然停止，全球大部分地區(qū)溫度將快速上升，上升速率將超過無地球工程情景下的變暖速率[15-18]。此外，科學研究顯示可以通過各種手段有效控制太陽光反射的空間分布特征，如SAI可以對平流層氣溶膠微粒的維度分布進行管理;MCB只能對海洋表面上的大氣層進行云反射操作，地區(qū)適用性受到限制。這種空間異質(zhì)性會給對地球工程有不同訴求的國家提供局部行動的自由度，給地球工程的國際治理帶來更大的挑戰(zhàn)。

總體來看，減緩和適應的正外部性是相對確定的，碳地球工程中BECCS等技術對環(huán)境安全的負外部影響有待進一步評估，而太陽地球工程的外部影響復雜且高度不確定，需要將其置于可持續(xù)發(fā)展目標下進行綜合評估。

3.2 全球公共物品：成本收益難權衡

公共物品與私人物品相對，存在非競爭性和非排他性，是導致市場失靈的主要原因之一，存在“搭便車”問題[19]。而減緩、碳地球工程和太陽地球工程作為全球公共物品，需要基于成本收益來考慮如何提供。

從成本和收益來看，減緩措施能從根本上控制溫升，但效果緩慢，代價相對較高;而適應根據(jù)其規(guī)模不同，可以是相對快速和低成本的。根據(jù)已有研究，某些碳地球工程技術成本都比較高，通常與減排成本基本相當，甚至高于減排成本[20];但某些碳地球工程技術與減排措施相比，成本較低，破壞性也較小，將成為未來實現(xiàn)全球凈負排放的關鍵技術，如陸地碳去除與封存、BECCS。同時，碳地球工程技術相對減排能更快降低大氣中溫室氣體的濃度，而且產(chǎn)生附加效益，造林和森林生態(tài)系統(tǒng)恢復、增加生物質(zhì)還可以改善生態(tài)環(huán)境，減少大氣污染，還附帶木材等的商業(yè)收益。太陽地球工程并沒有實施，至今沒有戶外實驗的驗證，其成本收益具有不確定性。但研究普遍認為平流層氣溶膠注入技術相比傳統(tǒng)減排措施起效快，直接經(jīng)濟成本低[20]。有觀點指出向平流層注射氣溶膠還需要考慮其他間接費用，如果利用飛機播撒，技術比較簡單，相對常規(guī)減排，成本低，但需要持續(xù)地撒播，產(chǎn)生的氣溶膠備置費、飛機撒播、人工費等，對于某些國家或者企業(yè)來說成本也是高昂的[8]。也有研究者提出可以利用氣球，但并沒有實踐。而對于太陽地球工程實施的潛在收益，可能會控制地表溫升的速度和幅度，但可能的負面影響具有高度的不確定性。

從公共經(jīng)濟學的角度，減緩、碳地球工程和太陽地球工程都是應對氣候變化的全球公共物品，從理論上公共物品可以由政府供給，但實際上并沒有全球政府的存在。適應手段作為局部措施具有私人物品屬性，存在區(qū)域間相互競爭和排斥，且適應的低成本可能會影響“減緩”這一公共物品的局部提供，以適應替代部分減緩。減緩和碳地球工程作為全球公共物品，都存在嚴重的“搭便車”問題。面對低碳減排技術和碳地球工程技術的高成本，無論是國家還是企業(yè)和個人都會尋求推遲減排，以促使其他國家或他人做出更高的減排努力。所以，人類通過全球氣候談判，制定減排公約和全球定期盤查的方式來進行減排約束，或試圖利用市場機制廣泛收取“碳排放稅”來進行減排激勵，但這一方式實際操作困難很大。而對于太陽地球工程，有學者提出，太陽地球工程與減緩、碳地球工程的免費“搭便車”（freerider）屬性不同，具有“開便車”（freedriver）特性[21-22]，即由于太陽地球工程對于某些國家或企業(yè)來說部署起來非常便宜，可以在沒有全球充分參與的情況下局部實現(xiàn)，如果一個國家認為其非常有益，便可能單方面使用。如果不加限制，可能使其在未來供應過剩，產(chǎn)生不可預估的負面影響。從這個角度來看，如果實施太陽地球工程，其低成本與強大降溫有效性會進一步導致其供求的市場失靈。

基于以上分析，無論是減緩、碳地球工程的“搭便車”問題，還是太陽地球工程的“開便車”問題，都需要進行全球治理。不同的是減緩和碳地球工程從科學上是確定可以提供的，需要解決的問題是如何提供;而太陽地球工程面臨的首要問題是從科學上是否可以提供，如果可以，也要明確如何提供，如“牛津原則”里提出的“先有治理框架然后付諸實施”。

3.3 碳權益與公平：涉及代內(nèi)區(qū)域公平與代際公平

從福利經(jīng)濟學的角度，減緩、碳地球工程和太陽地球工程涉及二氧化碳排放這一全球共享的緊缺資源的分配問題，還應該考慮供給本身涉及的碳權益和公平問題。

在當前的能源結構和技術水平下，任何經(jīng)濟活動均涉及化石能源的燃燒，因而二氧化碳排放是一種基本發(fā)展需求和權益。從福利經(jīng)濟學角度，二氧化碳排放作為一種共享資源，每個人都有分享的權力，而不是靠征收“碳排放稅”或進行碳交易并就能實現(xiàn)公平分配。一方面，發(fā)達國家在資金和技術方面相比發(fā)展中國家具有低碳發(fā)展的優(yōu)勢，征收統(tǒng)一“碳排放稅”并不是集體成本最小化的途徑;另一方面，考慮歷史碳排放，發(fā)達國家已經(jīng)排放的溫室氣體總量多于發(fā)展中國家，而在當下征收統(tǒng)一碳稅并不公平。而且，排放涉及人的發(fā)展權益，二氧化碳排放是每個人的權利而不是國家的權利。此外，從代際公平的角度，二氧化碳的排放與其對人類福利的影響之間存在很長時間的滯后性，碳價的選擇存在決策惰性。基于此， “碳排放稅”和碳交易可以激勵減緩和碳地球工程的技術創(chuàng)新，減少二氧化碳排放量或降低二氧化碳濃度，減少“碳排放”這一全球緊缺資源的使用，但并不能起到公平分配碳排放權力或分攤減排義務的作用。

對于太陽地球工程，如果允許實施，那么每個國家或者企業(yè)都有可能實施，將產(chǎn)生復雜廣泛的外部性，科學上也無法利用“溫度稅”將其強大的外部性問題內(nèi)部化來調(diào)節(jié)太陽地球工程的供求，達到集體效用最大化，從而也就無法解決其潛在的區(qū)域公平與代際公平問題。從區(qū)域公平的角度，太陽地球工程的潛在區(qū)域影響具有非對稱性，可能對一個國家或某些國家有益，但同時也可能通過改變季風或增加海洋酸化對其他國家產(chǎn)生危害。有學者擔心，大規(guī)模太陽地球工程的跨區(qū)域副作用可能造成緊張局勢并給國際機構帶來挑戰(zhàn)，如果部署后發(fā)生極端天氣事件，可能被歸因于地球工程，造成外交關系緊張[23]。還有學者擔心可能會存在一種情況，即加強工業(yè)溫室氣體的排放并通過單方部署SRM技術手段來抵消影響，然后通過軍事干預來銷毀部署設備[24]。這種情況不僅會增加“碳排放”這一全球緊缺資源的使用，還可能產(chǎn)生跨區(qū)域負外部性影響，實現(xiàn)相對收益或損失賠償非常困難，從而帶來嚴重的法律挑戰(zhàn)。從代際公平的角度，應當考慮我們當代人是否有權來開展這樣一項具有巨大科學不確定性的地球工程。對于SRM，即使是科學實驗，影響也將超出國界，超出當代人，如果要采取行動，也存在一個國際治理問題： 誰來決定、在何時、何地、何種規(guī)模上做？ 可見，實施SRM的影響已經(jīng)超越了應對氣候變化本身，對其進行治理不能局限在單一氣候變化目標上，必須考慮可持續(xù)發(fā)展的各個方面。

總之，從效率與公平的角度，對于碳排放這一全球共享的緊缺資源，依靠減緩和碳地球工程可以減少其使用，并通過稅收和使用權交易的方式提高效率，優(yōu)化 ?分配，但仍存在碳排放權分配不公平的問題。若實施太陽地球工程，不僅可能增加碳排放，無法通過稅收和使用權交易解決外部性問題，增進福利，還會產(chǎn)生額外的區(qū)域與代際不公平問題，給地球工程的全球治理帶來更多挑戰(zhàn)。

以上分析分別從公共物品、外部性、碳權益與公平三個不同角度分別對比了碳地球工程、太陽地球工程、減緩和適應的經(jīng)濟學屬性（見表1）。地球工程因應對氣候變化這一全球性需求而被提出，但其一旦實施產(chǎn)生的影響將會超越氣候系統(tǒng)。當減緩、適應和碳地球工程難以達到既定氣候目標時，就必須在面對溫升超過閾值的風險還是太陽地球工程的風險之間進行兩難的抉擇，溫升的危害相對確定，而人工干預太陽輻射具有高度不確定性，兩者孰輕孰重，難以精確相權。盡管地球工程具有直接降低二氧化碳濃度和降溫的作用，但太陽地球工程與大規(guī)模的BECCS的外部影響具有潛在不確定性，作為全球公共物品的成本收益難以直接、簡單權衡，兼具“公共良品”和“公共惡品”[25]屬性，盲目實施會加劇區(qū)域和代際之間的不公平，可能危及當下全球以及子孫后代，且對于實施者來說，若損害自身局部氣候的同時很可能波及其他國家，存在潛在的區(qū)域公平與代際公平問題，單邊實施可能會受到各方的道義譴責和法律挑戰(zhàn)。所以，建立地球工程的全球治理機制必要且緊迫。

4 地球工程的經(jīng)濟評估

不同的地球工程手段經(jīng)濟學屬性的差異，意味著方法規(guī)范和政策選擇的路徑就會有所不同。在定性分析外，需要一系列定量分析，來評估不同地球工程技術的效果、成本，來尋求最優(yōu)氣候政策組合。

4.1 不同技術方案的經(jīng)濟評估

綜合目前評估結果，各類地球工程手段潛在實施成本差異很大（見表2）。一般對于碳地球工程類技術，估算的是每單位碳移除所需要的成本，而對于太陽地球工程類技術，估算的是單位輻射變化所需的成本。在不同的能源成本和技術參數(shù)假設下，所估計出的碳地球工程技術的成本存在很大差異。Lackner[26]曾估計如果小規(guī)模使用階段CDR，在商業(yè)應用階段，成本會降至30美元/t CO2e左右; Klepper[27]估算發(fā)現(xiàn)BECCS以及海洋施肥技術手段成本的變化范圍在8～101美元/t CO2e之間;Heutel et al[20]建立了一套經(jīng)濟模型，認為CDR和SRM的邊際效用要明顯高于減緩措施的邊際效用，而且在大多數(shù)常規(guī)情景下，SRM都有著良好的成本收益效應;McClellan et al[28]發(fā)現(xiàn)如果采用平流層氣溶膠注射（SAI）去抵消目前大氣層中二氧化碳濃度提高一倍所產(chǎn)生的溫升效應，所需的成本將從11億美元/年降至6億美元/年;有自然科學研究表明，MCB技術的成本比減排的成本低得多[29]。

此外，減緩、適應和地球工程措施的氣候效應之間也有關聯(lián)。能源、工業(yè)部門應用CCS，可視為減緩措施;造林和森林生態(tài)系統(tǒng)恢復、BECCS等具有減緩的作用，同時植 ?樹造林在吸收碳的同時改變局地小氣候，兼具適應的作用;SRM降低溫度減緩氣候變化，同時刷白屋頂、改變下墊面反照率有利于減少城市熱島效應，也具有適應的作用。碳地球工程與太陽地球工程之間也有關聯(lián)，SRM影響生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)速率，增加土壤含碳量;植樹造林在吸收碳的同時也改變地表反照率，兼有SRM的作用。所以，地球工程的氣候效應不是單一的，應將地球工程與減緩和適應綜合起來進行考慮，來尋求最優(yōu)的氣候政策組合。

4.2 包含地球工程的最優(yōu)氣候政策組合選擇

（1）基于福利優(yōu)化的最優(yōu)氣候政策探究。目前，研究中對基于福利優(yōu)化的最優(yōu)氣候政策探究采用的方法主要有成本收益分析、成本效率分析和成本風險分析。

基于成本收益分析方法的研究結果主要證明了SRM和CDR都是減少氣候變化損害的替代方法，應該在邊際效益相等的有效水平上使用[30-32]。當氣候變化給整體經(jīng)濟體系造成非常高的經(jīng)濟損失時，SRM可以快速實施，但其使用在很大程度上取決于負外部性的大小及時間上的持續(xù)性;對其負外部性的錯誤假設可能造成不可逆轉的損失，從而會減少SRM的使用;基于此，氣候組合應該以減緩和適應為主，SRM應作為減緩和適應的補充政策工具，用于處理低概率強影響的氣候變化，不能因地球工程的研究削弱當下減緩的努力[33]。成本效率分析方法是考慮到氣候變化造成的損害估計還沒有合理的經(jīng)驗基礎，尋求以最小福利損失來達到特定氣候目標。通過將地球工程引入到氣候變化經(jīng)濟學的最優(yōu)控制模型中，發(fā)現(xiàn)最佳碳稅等于碳地球工程的邊際成本;采用CDR或SRM都會導致更高的碳排放量和更低的溫度;在排放超過最佳累積排放量的情況下，只有組合政策才能將氣候損害降到最低[10]。通過成本風險分析來評估SRM和減緩措施則發(fā)現(xiàn)，當全球平均溫度和全球平均降水被認為沒有進一步的風險時，SRM可以完全取代減緩;基于2℃溫升目標，在SRM和減緩之間進行權衡，既考慮全球溫度累積風險，也考慮區(qū)域降水時發(fā)現(xiàn)，以低成本降低溫度風險是SRM的一個突出特點，如果僅僅考慮全球或地區(qū)的溫度風險，那么SRM將完全替代減緩;與只采取減緩手段相比，SRM在考慮降水和溫度雙重風險的情況下可以減少70%～75%的福利損失[34]，但要實現(xiàn)具有區(qū)域性差異的降水目標時，SRM的使用將受到更多限制。

（2）基于不確定性與非對稱性的國家間博弈。理論上基于福利優(yōu)化分析的結果并不足以作為各國決策的支撐，潛在影響的不確定性與非對稱性影響著地球工程實施的集體行動。

SRM實施的潛在損害將為氣候變化帶來新的不確定性。目前并沒有進行大規(guī)模的實驗來評估地球工程的降溫潛力、負外部性以及其與地球系統(tǒng)相互作用帶來的系統(tǒng)性影響[35]。研究認為，SRM在全球范圍內(nèi)的降溫有效性是深度不確定的，這種不確定性主要是由于知識上的差距、有限的建模能力、缺乏預測閾值的理論以及無法預測的意外[36];在全球合作和納什均衡下，深層次的不確定性會導致SRM部署的減少，但如果各國部署SRM，其影響會更大，如果各國對SRM影響持不同的信心，那么更有信心的國家將更加積極地使用SRM，可能對其他國家造成損害;通過對稱差分博弈研究發(fā)現(xiàn)，無論是合作性還是非合作性的解決方案，SRM作為一種政策選擇的情況都會導致溫室氣體更高水平的穩(wěn)態(tài)積累，且非合作性解決方案對地球工程具有較強的激勵作用[37]。

SRM實施的潛在影響還具有國家間非對稱性。SRM的社會成本、私人成本、全球變暖造成的環(huán)境破壞、各國生產(chǎn)力、耐心程度等是國家間不對稱的主要來源[38]。當SRM的社會成本對于一個國家來說非常低時，該國將同時增加排放和SRM的使用，最終結果時溫室氣體穩(wěn)態(tài)存量增加，全球平均溫度適度降低;當每個國家面臨不同的減排成本時，成本較低的國家會大幅減排并減少地球工程;生產(chǎn)力高的國家會適度增加SRM活動，以抵消排放增加對全球變暖的影響;當各國對未來的耐心程度存在差異時，更加不耐煩的國家會增加排放，而更有耐心的國家則會減少排放，最不耐煩的國家會增加排放和使用SRM，最終結果是總排放量、溫室氣體的穩(wěn)態(tài)存量和全球平均溫度都增加。

總體來看，無論是具體地球工程技術的成本、收益、風險評估還是包含地球工程的最優(yōu)氣候政策組合探究，SRM的經(jīng)濟評估都是爭論的重點。因為CDR有現(xiàn)實性基礎，而SRM沒有合理的經(jīng)驗基礎，小規(guī)模實驗就需要評估影響和風險。SRM潛在影響的巨大溢出效應、風險、不確定性和區(qū)域非對稱性是尋求最優(yōu)氣候政策組合的關鍵變量，給氣候政策組合的有效性增加不確定性，從而給全球氣候治理的國家間博弈增加了新的變數(shù)。而目前對其影響和風險的研究還遠遠不夠，從而制約了其經(jīng)濟評估過程中關鍵參數(shù)的選擇。需要加強自然科學和社會科學領域的合作研究，在氣候變化經(jīng)濟學理論研究方法和氣候經(jīng)濟系統(tǒng)模型開發(fā)上進一步探索和改進。同時，在實踐中，如何進行政策組合，既激勵大規(guī)模的BECCS和良性的SRM實驗，控制最小成本實現(xiàn)溫控目標，又有效避免大規(guī)模BECCS對土地和水資源等產(chǎn)生的負面影響以及SRM的自然和社會風險，是未來需要進一步探究的問題。

5 結論與啟示

應對氣候變化，不能回避地球工程，地球工程的概念與分類在爭議中不斷清晰;不同地球工程技術作為應對氣候變化手段的作用不同，但相比減緩手段都具有末端治理屬性，只有減緩手段能根治溫度升高，所以，對地球工程的討論和研究并不意味可以削弱減緩和適應氣候變化的努力。對地球工程經(jīng)濟屬性的認知和成本、收益、風險的經(jīng)濟評估，影響著最優(yōu)氣候政策組合的選擇和部署，是地球工程國際治理的理論依據(jù)和決策支撐，也是氣候變化經(jīng)濟學新的重要研究內(nèi)容。雖然已有研究對地球工程的實施效應和風險進行了一系列評估和探討，但這些技術會直接或間接影響到全部可持續(xù)發(fā)展目標（SDGs），需要進行系統(tǒng)性評估，特別是國際社會關于SRM仍充滿爭議，需要進行全面的科學論證。在此基礎上，地球工程國際治理的相關國際法律和政策框架還嚴重缺失，地球工程的經(jīng)濟分析和國際治理機制仍有待探索。

地球工程不僅有科學研究的價值，具備未來技術儲備的戰(zhàn)略意義，還關系著全球生態(tài)安全和人類命運共同體建設。中國要在全球生態(tài)文明建設中發(fā)揮重要參與者、貢獻者和引領者的作用，必須謹慎應對，精心部署地球工程的發(fā)展戰(zhàn)略。首先，區(qū)別對待CDR和SRM不同類別的地球工程，加緊研發(fā)關鍵技術。無論是全球2℃目標還是1.5℃目標，CDR應用都是必然趨勢，應加緊BECCS關鍵技術的研發(fā)、示范和商業(yè)化，盡可能減少能源和材料消耗，降低成本，同時開發(fā)可靠的監(jiān)測手段，防范風險，確保安全;謹慎對待SRM，加強環(huán)境風險和健康影響評估、倫理學分析和國際治理機制研究。其次，積極開展地球工程影響評估和國際治理的專題研究，在應對氣候變化和生態(tài)文明建設大格局中精心部署地球工程的發(fā)展戰(zhàn)略。中國于2015年啟動了第一個國家973研究項目，但總體上對地球工程的綜合性、系統(tǒng)性研究還相對薄弱，尤其在社會科學領域是短板，在國際討論中聲音微弱。中國需要在厘清地球工程概念、特點和定位基礎上，將其置于可持續(xù)發(fā)展的大框架下開展綜合影響評估，協(xié)調(diào)減緩、適應和地球工程的關系，促進發(fā)揮協(xié)同效應。最后，謹慎對待地球工程國際治理的相關問題。特別是隨著瑞士在聯(lián)合國環(huán)境大會（UNEA）首次提出地球工程治理案文引起全球關注，2020年生物多樣性大會成為地球工程國際治理的一個關鍵時間節(jié)點，中國作為主辦國，要為參與、貢獻和引領地球工程治理進程做好知識、技術、人才等方面的準備，把握機遇，尋求國際共識，積極引領各國參與構建公平有效的地球工程治理機制。

（編輯：于 杰）

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Reflections on geoengineering from the perspective of climatechange economics

SHEN Weiping1 CHEN Ying2

（1.University of Chinese Academy of Social Sciences （Graduate School）， Beijing 102488， China;?2.Institute for Urban and Environment Studies， Chinese Academy of Social Sciences， Beijing 100028， China）

Abstract Global climate change threatens the wellbeing of present and future generations and seriously restricts the sustainable development of mankind. More and more studies have shown that it is difficult to achieve the Paris Agreement climate goal by simply mitigating and adapting. The use of geoengineering for artificial intervention in the climate system is an alternative choice to achieve 1.5°C temperature control target. The introduction of geoengineering and its special economic properties present new research topics for the study of climatechange economics. Based on the perspective of climatechange economics， this paper analyzes the concept of geoengineering， the position and role of geoengineering as a measure to deal with climate change， the economic attributes and economic evaluation of geoengineering. The author argues that the discussion of climate change cannot avoid geoengineering， but different types of geoengineering technologies must be scientifically recognized and treated. Different geoengineering techniques have different roles as a means of coping with climate change. Compared with mitigation， geoengineering has terminal management attributes， which can not only fundamentally improve human wellbeing， but also introduce new risks to the entire earth ecosystem. The external influences of solar geoengineering and largescale bioenergy carbon capture and storage have potential uncertainties. As global public goods， its costbenefit is difficult to make simple and direct tradeoffs， so blind implementation of geoengineering will aggravate regional and intergenerational inequities. The huge spillover effect， risk， uncertainty and regional asymmetry of the potential impacts of solar geoengineering are key variables in searching for optimal climate policy combination， adding new uncertainty to the intercountry game of global climate governance. In order to play an important role as a participant， a contributor and a leader in the construction of global ecological civilization， China must differentiate between CDR and SRM， and intensify the development of key technologies. China must put geoengineering under the framework of sustainable development， actively carry out special research on its comprehensive impact assessment and international governance， and carefully deploy the development strategy of geoengineering. As the host country of the 2020 Biodiversity Conference， China should be cautious in coping with possible geoengineering governance issues， seek international consensus， and actively lead countries to participate in the construction of a fair and effective geoengineering governance mechanism.

Key words geoengineering; climatechange economics; mitigation; adaptation; global climate governance