为什么长期能源预测是错误的

对能源和经济的未来进程建模的正确方法是什么？显然，地下有大量的石油，煤炭和天然气。通过不同的方法，研究人员可以获得截然不同的适应症。我将说明真正的问题是，大多数研究人员都在为错误的限制建模。

大多数研究人员认为，他们应该关注的限制是地下的石油，煤炭和天然气量。这是错误的限制。虽然理论上我们最终会达到这个极限，但是由于化石燃料被整合到其他经济体中，我们却更早地达到了财务极限。这些财务限制包括缺乏投资资本，政府无力收取足够的税款来资助其计划以及广泛的债务违约。

我在这篇文章中展示的一件事是，经济增长是由廉价能源实现的正反馈回路。（经济学家认为经济增长是永久的，与能源没有关系。）随着能源开采成本（广义）的增长，经济增长转向经济收缩。正是这种反馈回路的变化导致了上述财务问题。这些影响往往会导致在数年内崩溃（我们真的不知道可能是10或20），而不是缓慢下降，而这种下降很容易得到缓解。

如果确实，大多数分析家担心错误的限额，那么这对能源政策将产生巨大的影响：

1.气候变化模型包含了来自化石燃料的过多二氧化碳。缺乏投资资本将在短短几年内降低所有化石燃料的产量。气候变化模型中包含的化石燃料数量基于“需求模型”和“哈伯特峰模型”对化石燃料消耗量的估算（在本文中有描述），这两个估算值往往都太高了。这并不是说气候不会改变，也不会继续改变。只是过量的化石燃料消耗需要进一步移到我们导致未来气候变化的一系列问题上。

2.目前尚不清楚高价替代化石燃料是否值得。从理论上讲，如果可以对整个系统进行适当的维修，则可以让特定经济体崩溃后更长的时间通电。抵消这种潜在的好处有几个缺点：（a）它们使高价替代品的经济在世界市场上的竞争力下降；（b）它们趋于增加债务，增加政府支出，减少公民的可支配收入，这是我们正在达到的所有极限，以及（c ）对于倾向于购买高价可再生能源的国家来说，它们倾向于使经济周期更快地朝着收缩的方向发展。

3.学术论文中有很大一部分是基于对我们所达到的真正极限的错误理解。由于作家的分析是基于对先前作家的错误分析，因此导致了几乎无休止的误导或错误学术论文。

这篇帖子与我最近写的一篇文章《 The Real Oil Extraction Limit》及其对下坡的影响有关。

预测模型的类型

可以通过三种基本方式对未来的能源供应和相关的经济增长进行预测：

1.“基于需求”的方法。在这种方法中，分析师首先确定未来的GDP，然后使用该估计值以及过去的关系来“反算”，以确定将来需要多少能源供应。然后，将预期所需的未来能源供应分配到各种类型的燃料中，从而使更多的增长归于所偏爱的类型，而较少地归因于其他类型。该模型通常还包括能源效率的增长，“可再生能源”的增长以及在给定数量的能源供应下可以产生的GDP数量的估计。

到目前为止，这种方法是预测未来预期能源供应的最常用方法，尤其是在高度聚集的情况下。这种方法的一个优点是可以提供分析师想要的几乎所有答案。各国政府为EIA和IEA的预测报告付费，而石油公司为BP，壳牌和埃克森美孚的预测付费。政府和石油公司都喜欢报道说在可预见的将来一切都会好起来的报道。基于需求的方法非常适合生成此类报告。

这种方法的另一个优点是，分析师不必考虑烦人的细节，例如所有投资资本的来源，或者GDP与能源消耗之比的提高实际上有多大。他们可以简单地做出假设，并指出如果这些假设不成立，则预测将无法实现。

2.“哈伯特峰模型”。该模型基于对M. King Hubbert撰写的内容的解释（例如，Nuclear Energy and Fossil Fuels，1956年）。该模型的基本前提是，在提取了当前技术可能提供的50％（或更多）的燃料供应后，未来的石油，煤炭或天然气供应将趋于缓慢下降。

实际上，我们真的不知道将来会开采多少石油，煤炭或天然气-我们只是知道，如果一切顺利的话，可能会开采多少石油–如果有大量的投资资本，如果信贷该系统按计划运行，如果政府能够收取足够的税收来为其所有承诺提供资金，包括维护道路和为失业者提供福利。

大多数人都错过了一个事实，那就是世界经济是一个复杂的自适应系统，而能源供应是该系统的一部分。如果开采和分配成本的上升证明能源供应的收益递减，那么这将同时在许多方面影响经济。我们达到的极限不是石油（或煤炭或天然气）的开采将用尽；正是经济体系将在某个时候抓住并迅速收缩。哈伯特峰法显示，如果经济不因金融问题而停滞不前，则未来每一年可能提取多少燃料。哈伯特峰方法产生的估计值消除了需求模型方法的一些向上偏差，但它仍然倾向于提供比我们实际预期更高的预测。

3.模拟经济实际运作方式。与其他两种方法相比，这种方法的劳动强度要大得多，但这是唯一可以预期的答案，它在未来的经济增长和能源消耗方面是正确的。当然，观察即将到来的崩溃的迹象也可以表明我们即将崩溃。

迄今为止，唯一能够模拟经济不增长就可以增长多长时间的研究是D. Meadows等人在1972年出版的《增长的极限》一书中记载的。事实证明，这种分析是出乎预料的。包括查尔斯·霍尔（Charles Hall）和约翰·戴（John Day）在内的几项分析表明，该书中显示的基本情景（图1）显示世界经济已接近“步入正轨”。从下面的图1可以看出，如果世界经济继续遵循所示的过程，崩溃似乎不会超过10或20年。

图1。查尔斯·霍尔（Charles Hall）和约翰·戴（John Day）使用今天的图形在“重新审视石油峰值之后的增长极限”中印刷的1972年增长极限的基本情景http://www.esf.edu/efb/hall/2009-05Hall0327.pdf

1972年“增长限制”分析的发现之一是，预计缺乏投资资本将是导致该系统崩溃的重要原因。（还有其他问题，包括过度污染和最终食物不足。）根据这本书（第125页）：

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工业资本存量增长到需要大量资源投入的水平。在增长的过程中，它消耗了大部分可用的资源储备。随着资源价格上涨和地雷枯竭，必须使用越来越多的资本来获取资源，而将更少的资金用于未来的增长。最后，投资不能跟上贬值的步伐，工业基础崩溃，随之而来的是服务业和农业系统，这些服务和农业系统已经变得依赖于工业投入（例如化肥，农药，医院实验室，计算机，尤其是用于机械化的能源）。

约根·兰德斯（Jorgen Randers）2052：未来四十年的全球预测

2012年，赞助原始增长极限研究的组织也赞助了一项新研究，以纪念原始报告成立40周年。人们可能希望这项新研究将采用与1972年报告类似或更新的方法，但实际上方法是完全不同的。（请参阅我的文章“为什么我不相信兰德斯限制到2052年的增长预测。”）

约尔根·兰德斯2052年的模型：未来40年的全球预测似乎是一种基于需求的方法，该方法可能在分析的化石燃料部分使用Hubbert峰模型。一个有说服力的细节是，兰德斯在致谢部分中仅提及一个从事模型工作的人（他本人除外）。在那里，他感谢“我的老朋友Ulrich Goluke，为此预测创建了定量基础（统计数据，电子表格和其他模型）。”Ulrich Golukes传记建议他能够准备一个需求模型电子表格。很难相信他可以代替17位研究人员组成的团队，他们将原始的“增长限制”分析汇总在一起。

需要增加增长分析的原始限制

最初的“增长限制”分析主要涉及资源，污染，人口和食物等项目的数量。它没有在很大程度上涉及财务方面，除非资源流动表明存在问题，即在提供投资资本方面存在问题。该模型根本不包括的一件事是债务。

在以下各节中，我将展示一个模型，说明在1972年的研究工作中没有专门建模的经济的某些部分。如果经济以上述方式运作，那么它将为为什么崩溃可能会提前提供一些见解。

良好的反馈回路带动经济增长

经济增长似乎源于良好的反馈回路，如下图2所示。

图2。作者介绍了当今经济中经济增长的方式。

上面的模型旨在反映从1800年到2000年的情况。在使用化石燃料之前，情况略有不同，当时经济增长的幅度要小得多。此外，正如我们在本文后面将看到的那样，该模型再次发生变化，以反映近年来和未来随着能源生产成本增加而收益递减的影响。

允许经济增长发生的关键变量是（1）可以从地面获得的廉价能源，例如煤炭，石油或天然气–如果有廉价的可再生能源，它们也将起作用（2）使我们能够将这种廉价的能源用于生产商品和服务，以及（3）一种支付新商品和服务的方式。

债务。在此模型中，债务起着重要作用。发生这种情况是因为化石燃料极大地提高了商品和服务的质量，而债务则为弥合这种差距提供了一种方法。例如，对于化石燃料，我们有电灯泡，工厂的金属机器和农业机械，所有这些都极大地提高了效率。在安装了使用燃料的新设备之后，购买新燃料和使用该燃料的新设备的能力要大得多。解决这个问题的方法很简单：债务。

在经济的许多方面，债务的使用变得很重要。从理论上讲，增加债务可以帮助（a）进行能源开采的公司，（b）建造工厂以生产新产品和服务的公司以及（c）最终消费者，因为所有这些都从廉价的化石服务中受益匪浅燃料提供，并且以后可以比以前更好地付款。

政府债务，例如用于资助第二次世界大战的债务，也可以用于启动和维持周期。约翰·梅纳德·凯恩斯（John Maynard Keynes）注意到了这一现象，并建议通过增加政府债务来刺激经济（如果经济增长不足）。他不知道的细节是，债务仅在廉价的能源供应可用于债务的情况下起作用，从而实现了增长。

反馈回路如何工作。循环始于廉价开采的能源资源，将使用该资源的技术以及债务，这些债务使那些想获得资源的人能够在实际支付之前获得收益。为他们兑现。

这种组合允许生产最初可能不是很便宜的商品。随着时间的流逝，尝试了新的方法，从而使技术得以改进。消费者之所以能够购买越来越多的商品和服务，是因为他们自己的生产率提高（通过化石燃料和新技术实现）往往会提高他们的工资，并且因为技术的进步降低了商品成本。政府服务随着人均税收的增加而扩大。道路等基础设施得到了扩展，使经济更加高效。

在这种情况下，公司的利润会增长，从而可以进行再投资。债务增加也使投资得以实现。有了更好的技术和更多基础架构，这可以使周期重新开始。经济趋于增长，生活水平趋于提高。

概述。一种解释经济增长趋势的方法是，廉价开采的化石规则具有极高的投资回报率。很高的回报率使所有人受益：工人获得更高的工资；企业获得更高的利润；政府获得了更高的税收收入，并且能够廉价地建造新道路和其他基础设施。

描述经济增长趋势的另一种方式是说，（廉价）能源产品对社会的价值远大于其开采成本。这种差异提供了一种好处，可以流向经济的许多部分。经济学家并不认识到这种情况会发生，但它似乎是经济增长的主要来源。

剧透：收益递减

能源提取的问题在于，我们首先提取了廉价的提取能源。最终，这些能源枯竭了，我们需要继续使用更昂贵的能源来进行开采。我用底部带有虚线的三角形说明了这种情况。

图3。资源三角形，虚线表示不确定的财务截止点。

企业从提取最便宜的资源开始，该资源位于三角形的顶部。随着这些资源的枯竭，它们继续以更高的价格开采资源，进一步下降到三角形。往下看，总是看起来有更多的可用资源–只是它们的提取成本更高。这就是为什么即使供应不足，报告的储备也会随着时间增加的原因。限制是一个财务限制，用虚线表示，这就是为什么几乎没人能知道限制何时真正到达的原因。

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一点点不足：当我说“最便宜地提取资源”时，我指的是广义上的成本。企业需要的是为消费者提供最廉价的商品和服务的资源。因此，他们真正关心的是最便宜的总成本，考虑到了整个链条，一直到消费者，包括精炼和运输。成本将包括开采中使用的能源，人工成本，运输成本，税金和债务成本。它可能还应包括减轻污染影响的成本。

一个主要问题是，随着能源开采成本的增长，开采成本与社会效益之间的有利差距缩小（如上一节所述）。这个问题在经济上有很多种表现。图4显示了与高油价有关的此类问题的列表：

图4。作者提供的图片列出了石油价格上涨带来的一些问题。

这些问题的间接影响是裁员人数增加，新工作机会减少。如果我们用（美国总工资）除以（美国总人口）来计算平均工资，我们会发现，在高油价时期，工资往往不会像石油价格较低时期那样增长–我们可以预期（下面的图5）。

图5。2012年美元均价与油价相比的美国平均工资。美国工资来自美国劳工统计局表2.1，使用CPI-城市通货膨胀率调整至2012年。BP的《 2013年世界能源统计评论》中的石油价格相当于2012年的布伦特原油价格。

另一个问题是，不仅仅是油价上涨。天然气价格也在上涨。在美国，我们没有感觉到这种情况，因为需求使价格一直低于页岩气开采的价格。由于运输使用石油，运往目的地的煤炭成本已经上升，运输成本占总成本的很大一部分。自2002年以来，贱金属的价格也有所上涨，因为金属提取中使用了石油。总体而言，食品价格也趋于上涨，因为石油用于食品的生产和运输。当工资接近固定水平并且许多商品的成本都在上涨时，工人发现自己的薪水越来越紧。

在美国制造商品的成本不断上升，而薪水却停滞不前的同时，越来越多的商品从能源成本和工资成本较低的世界各地进口。这有助于降低消费品的成本，但同时使美国工人缺乏工作的问题更加严重。

随着所有这些事情的发生，政府在资金筹措方面遇到了越来越多的问题。支出继续增加，但税收却趋于平缓，因为政府试图通过不增加税收以适应支出的方式来帮助经济增长（下图5）。

图6。基于经济分析局数据的表2.1和表3.1。政府支出包括联邦，州和地方计划。

可以将政府支出视为经济盈余中的支出。如前所述，由于提取化石燃料的成本与这些化石燃料为经济带来的收益之间的有利差异，这些在很大程度上是可能的。随着这些年来化石燃料使用的增长，这些政府服务也在增长。近年来，更多失业工人的出现推动了对更多政府服务的需求。

自2000年代初以来，政府收入一直没有增长。收入不足，加上政府支出不断增加，是造成持续巨额赤字的原因。危险在于，如果不大幅削减人们所依赖的计划（如失业保险，社会保障和医疗保险），就无法解决这一分歧。

经济增长循环如何转变为收缩

我认为，导致收缩的原因是转向更高的能源成本。随着能源成本的增加，开采成本（广义）与社会收益之间的剩余减少了。由于盈余较小，使用该盈余的经济部分（例如政府支出）必须萎缩。

图7。较高的能源成本会导致不利的反馈环路。（作者的插图。）

我们逐渐发现，我们学会了享受的所有美好事物-廉价的道路和其他基础设施，廉价商品，工资上涨以及政府服务水平提高-开始消失。我们越来越多地发现消费者负债累累。我们还发现公司（尤其是能源公司）的利润较低，因此在投资新能源方面存在更多的麻烦。政府无法为所有服务收取足够的税，因此发现自己需要继续提高自己的债务水平。

政府可以通过量化宽松（QE）来“弥补”一段时间以来债务水平不断上升的困难。量化宽松政策的作用是降低美国必须为自己的债务支付的利息。这使新工厂和设备（包括页岩油钻探）的商业投资成本降低。通过允许房屋和汽车的每月付款低于原本应有的水平，这还有助于延长日益贫困的工人的收入。

派对以轰鸣声结束

大多数读者可以推断，从增长中的经济转向萎缩中的经济并不是一个令人愉快的情况。它具有崩溃的所有特征。

最大的问题之一是债务违约，因为越来越不可能用利息偿还债务。这在借款人和贷方之间造成了冲突。由于债务违约对其资产负债表的影响，还可能给银行，保险公司和养老金计划带来巨大的问题。一些机构可能会关闭。

在某种程度上，新信贷被切断，信贷的缺乏切断了在能源开采，购买新车和卡车以及几乎所有其他方面的新投资。信贷的这种削减很可能会增加工作人员的裁员并导致更多的违约。对新能源开采的投资不足导致石油供应迅速下降，远比标准的“下降”模型所暗示的要快得多。

过去发现随着成长可以从“规模经济”中受益的企业发现，即使销售萎缩，固定成本也保持不变。这意味着他们要么需要提高价格以支付更高的单位成本，要么亏本。

政府发现他们需要削减政府服务以平衡预算。随着失去利益者的不满，公民之间的不满情绪加剧。各政党之间的纷争不断加剧，因为没人同意如何公平地削减计划。

我们不知道这种情况将如何结束，但是我们确实知道，1991年之前，化石燃料过剩减少时，前苏联崩溃了。埃及和叙利亚在石油出口结束时都经历了内乱。显然，随着盈余的消失，非常大的政府变革是可能的。

潜在影响列表可以无限扩展，但是我会让读者从更全面的列表中省去。

通过。盖尔·特维尔伯格