经济如何与能源挂钩–第2部分

在本系列的第1部分中，我谈到了为什么廉价燃料可以起到创造经济增长的作用。在这篇文章中，我们将查看一些支持数据，以显示此连接的工作方式。数据是一个很长的时期-其中一些可以追溯到1 C年。

我们知道，近年来能源使用（实际上是石油使用）与经济增长之间有着密切的联系。

图1。世界实际国内生产总值（基于2005年美国农业部的美元价值），石油供应和能源供应的三年平均增长率的比较。石油和能源供应来自2014年《 BP世界能源统计》。

在这篇文章中，我们将看到连接的紧密程度，可以追溯到公元1年级。我们还将看到，可以利用人力资源和廉价补充能源的经济体比其他经济体更具优势。如果这种能源成为高成本，我们将看到一些国家相对于其他国家失去优势，其经济增长速度将放缓。

我在第1部分中讨论的关于廉价能源如何促进经济增长的观点的简要概述如下：

经济是一个网络系统。有了廉价的燃料，就有可能利用人类从食物中产生的昂贵能量（例如：挖沟，做数学题的能力），从而在相同数量的工人的情况下生产更多的商品和服务。工人发现自己的工资走得更远，除了可以购买的商品以外，还可以购买更多的商品。

经济的增长来自我所谓的商品承受能力的提高。经济学家将这种日益增长的可承受能力称为需求增长。这种情况也可以被认为是提高了工人的生产率，因为通过廉价能源产品所带来的附加工具，可以充分利用工人的正常能力。

因此，如果我们要保持经济运转，就需要不断增加供应适合我们基础设施的廉价能源产品。我们现在遇到的问题是这种情况不会发生–可能会有更多的能源供应，但生产成本昂贵。当能源产品的成本相对于工资而言过高时，我们的网络经济会发出奇怪的信号，即需求不足和价格低廉。如此低的价格也预示着我们正在达到网络经济的其他极限，例如债务和税收过多，工人无法支付。

查看非常古老的数据-公元1年以后

一些非常古老的数据是可用的。英国经济学家安格斯·麦迪逊（Angus Maddison）对选定国家和世界的1月至2008年之间的多个日期进行了GDP和人口估算。加拿大能源研究人员瓦茨拉夫·斯米尔（Vaclav Smil）在他的《能源转型–历史，需求和前景》一书中将历史能源消耗估算回溯到1800年。

如果我们看回溯至公元1年的GDP平均年增长率，通货膨胀调整后的GDP的年增长率似乎在1940至1970年期间达到峰值，此后一直在下降。因此，目前全球GDP增长的长期下降趋势至少持续了44年。

图2。根据安格斯·麦迪逊（Angus Maddison）的研究，到2000年，经通胀调整后的GDP年均增长； 2000年至2014年使用的USDA人口/实际GDP数据。

上述期间发生的情况的简要提要如下：

1至1000 –包括罗马帝国在内的几种主要文明的崩溃。金属是使用木炭制成的木炭，但这导致了森林砍伐和土壤侵蚀。埃及和中东使用河水大量灌溉农作物。一些通过船进行贸易。人口大多数是农民。1000到1500年–尤其是在荷兰，较早地使用泥炭藓作为热能进行工业化，这导致了贸易的增长。在寒冷的国家继续使用木材，存在毁林问题。1500年至1820年–欧洲帝国扩展到新世界和非洲殖民地，使世界人口不断增长。英国开始使用煤炭。荷兰在增加使用泥炭藓的同时增加了风力涡轮机。1820年至1900年–煤炭使金属的制造变得便宜。可以更多地使用金属工具，将农场的一部分工作转移给马匹。煤炭允许使用多种新技术，包括水力发电大坝，火车和蒸汽动力船。1900年至1940年–扩大了煤炭的使用，开始使用石油作为运输燃料。抑郁症在此期间。1940年至1970年-战后欧洲，日本和美国的婴儿潮时期的重建导致化石燃料的使用大大扩展。开始使用抗生素；避孕药上市。粮食生产因肥料，灌溉，农药而大大扩大。1970年至2000年– 1970年是伟大的“哎呀”的开始，当时美国的石油产量开始下降，石油价格飙升。这大大推动了效率的提高（小汽车，更好的里程），并转向其他燃料，包括核燃料。2000年至2014年–当北海和墨西哥的石油开始下降时，石油价格飙升，这又是一个“大麻烦”。制造业大量外包给了生产成本较低的国家。2008年巨大的财务问题从未彻底解决。

如果化石燃料和更早的前代燃料提高了GDP，并且1970-2000年和2000-2014年的大幅增长降低了经济增长，图2中的GDP增长通常会遵循我们预期的模式。

人口增长与生活水平增长

GDP增长由两种不同类型的增长组成：（1）人口增长和（2）生活水平提高（或人均GDP增长）。我们可以使用Maddisons数据分别查看这两种增长。我之前关于廉价能源对经济可创造的商品数量产生有利影响的讨论主要涉及第二种增长（生活水平的提高）。人口增长也会受到影响，因为拥有更多足够资源的父母可以负担更多的孩子。

如果将图3中的人口增长模式与图2中的GDP总增长模式进行比较，我们会发现一些差异。这样的差异之一是2000-2014年期间较低的人口增长率。与化石燃料之前的时期（通常为1820年之前）相比，人口增长率仍然很高。

图3。根据安格斯·麦迪逊（Angus Maddison）的研究，到2000年，世界人口的平均年增长率；美国农业部（USDA）2000年至2014年使用的人口数据。

如果我们按时间周期看世界人均GDP增长（图4），那么直到化石燃料时代（即1820年及其后的时期），我们才发现几乎没有增长。

图4。根据安格斯·麦迪逊（Angus Maddison）的研究，到2000年，人均GDP的平均年增长率； 2000年至2014年使用的USDA人口/实际GDP数据。

换句话说，在这些早期时期，文明通常能够建立帝国。这样做似乎可以使更多的人口和更多的城市建设成为现实，但是它并没有使大多数人口的生活水平大大提高。如果我们看看最早的时期（1年至1000年； 1000年至1500年，甚至在1500年至1820年的大多数地方），那么今天的人均收入似乎已经相当于每天1美元或2美元左右。相关：美国原油库存达到1982年以来的最高水平

之前，我根据瓦茨拉夫·斯米尔（Vaclav Smil）的工作，展示了自1820年以来世界人均能耗的增长情况（图5）。

图5。根据能源转型的瓦茨拉夫·斯米尔（Vaclav Smil）估算，按来源分列的世界能源消耗量：历史，需求和前景以及1965年的BP统计数据，其后按安格斯·麦迪森（Angus Maddison）的人口估计值除以。

从图5可以明显看出，能源消耗的最大增长发生在1940年至1970年期间。令人惊讶的是，世界人口急剧上升，与此同时增加了更多的化石燃料使用（图6）。

图6。根据安格斯·麦迪逊（Angus Maddison）的数据，世界人口增长。

尽管人口总数在全球范围内都占优势，但按国家或国家组分析人口增长会产生非常不稳定的结果。从一年级开始一直如此。如果我们查看所选国家和地区组在不同时间点的世界人口百分比，则分布如图7所示。（显示的国家/地区列表并不详尽。）

图7。主要根据安格斯·麦迪森（Angus Maddison）的估算，从1年到2014年占世界人口的比例。

发生的部分原因是经济崩溃（饥荒或流行病）使当地人口大量减少。例如，麦迪逊（Maddison）显示，罗马帝国沦陷几百年后的第一年，意大利的人口为800万，而到了1000年的人口仅为5,000。

在此期间，意大利的人均GDP下降了一半，从大多数其他国家的两倍左右降至与其他国家相当的水平。因此，工资可能已经从每天3美元的当量降至每天1.50美元的当量。没有一个经济体处于很高的水平，因此，大多数工人如果能够在崩溃中幸存下来，就可以找到相同职业的工作（通常是农业），如果他们可以找到另一个可以保护免受外界攻击的工人。

如果我们看一下图7所示的人口趋势，就会发现在1年级时，半干旱，温带地区似乎在人口中占主导地位。随着泥炭苔藓和化石燃料的添加，世界上一些寒冷地区的人口可能会增长。这些较冷的地区很快就“人口过多”，因此人口增长不得不大大放缓或停止。人口增长的替代方法是移民，“新世界”在世界人口中的份额不断增长，而“旧世界”则在收缩。

从非洲的热带病问题到中东的水源挑战，世界每个地区都有自己的挑战。在一定程度上可以找到解决方法，人口可以扩大。如果解决方法很便宜（例如，针对热带疾病的免疫接种），那么人口可能仅需少量额外的能量消耗就可以扩大规模。

许多人都想不到的一点是，日本近年来的GDP低增长在很大程度上是人口增长低的结果。在我们看到的已公布的GDP数据中，没有区分人口增长和生活水平提高（即人均GDP增长）。

“先进经济体”中人均GDP的增长

如上所述，图5所示的人均能源使用量大幅度增加是在1940年至1970年期间。没有按国家分类的数据，但是这个时期包括第二次世界大战后欧洲和日本的重建时期，以及美国消费者债务大幅增加的时期。因此，我们希望这三个国家/群体会获得不成比例的收益。实际上，我们看到这些国家的人均GDP有了很大的增长，因为增加了化石燃料，特别是石油。

图8。根据安格斯·麦迪逊（Angus Maddison）2000年及之前的工作以及该日期之后的美国农业部实际GDP和人口数据，美国，西欧和日本的人均GDP平均增加。

这三个经济体（西欧，美国和日本）都是石油的较高使用者。如果我们观察世界长期石油产量与价格的关系（图9），我们看到直到1970年左右，消费的增长一直在迅速增长。

图9。基于1965年之后的BP世界能源数据和1965年之前的Vaclav Smil数据得出的世界石油消耗与价格的关系。

实际上，如果我们在分析期间计算出石油消耗的年均增长量，我们发现它们是

1900年至1940年–每年6.9％1940年至1970年–每年7.6％1970年至2000年–每年1.5％2000年至2013年–每年1.1％

1970年，石油产量的增长“碰壁”，当时美国的石油产量意外停止增长并开始下降。（实际上，这种模式已由M. King Hubbert等人预测到）。此后不久，油价飙升。通过对经济进行一些改变（在可能的情况下将电力生产从石油转换为其他燃料；制造更小，更省油的车辆），以及在北部地区提高石油生产，或多或少地解决了这种情况。海，阿拉斯加和墨西哥。

石油价格有所下降，但并未跌至1970年之前的每桶20美元。美国，欧洲和日本的大多数基础设施（道路，管道，输电线路，学校）都是以每桶20美元的油价建造的。改变到更高的价格水平是非常困难的，因为维修成本要高得多，并且因为在能源组合中使用高价石油的经济体与使用廉价燃料组合的国家没有竞争力。

图10。根据《 2014年BP世界能源统计》数据，某些国家/地区的石油能源消耗百分比。

在2007年至2008年期间，石油价格再次飙升，导致了严重的衰退，特别是在能源结构中使用大量石油的国家中。由于价格上涨，石油降低人力资源成本的杠杆作用正在消失。所有“ PIIGS”（在2008年金融危机中财务问题特别严重的国家）的石油含量都很高，在上图中，其石油含量接近希腊。日本的石油消耗也很高，占能源消耗的百分比。当我们查看经济衰退的影响时，2004年石油消费百分比最高的国家在2005年至2011年期间的经济增长率最差。

图11。根据美国农业部2005年美元的GDP数据，选定群体在2005年至2011年之间的实际GDP平均增长百分比。

回到图9，在2008年金融危机之后，油价一直保持低位，直到美国开始实施量化宽松计划（QE），这有助于将利率保持在较低水平并提供了额外的流动性。石油价格立即再次开始上涨，达到每桶100美元的水平，并一直维持在该水平，直到2014年。尽管北海，阿拉斯加和墨西哥的石油产量下降，但低利率和高油价的结合鼓励了页岩层的石油生产，有助于保持世界石油产量的增长。因此，一时之间，高价格与经济体支付这些高价格的能力之间的冲突得以解决，转而支持高价格。相关：经济如何与能源挂钩

高油价（每桶100美元左右）一直持续到美国量化宽松政策逐渐缩减并在2014年停止。大约在同一时间，中国做出了改变，使债务更难获得。这两个因素以及每桶100美元的油价对经济的长期不利影响，使油价降至目前的水平，即每桶50美元左右（图10）。每桶50美元的价格相对于我们建设基础设施时的石油成本而言仍然很高，但相对于当前的石油生产成本而言却较低。

图12。根据EIA数据，世界石油供应量（包括生物燃料，天然气液体在内的产量）和布伦特月度平均现货价格。

如果回头看一下图9，很明显，高油价在1980年代初降低了石油消费量，在2008年底至2009年初的短暂时期内又再次降低了石油消费量。但自2009年以来，得益于高油价和美国页岩油带来的额外石油，石油消耗量持续增长。

我们现在遇到的低价是来自网络经济的一个信息，它说：“不，经济无法真正负担这么高的油价。多亏了所有的财务操纵，它看起来似乎有一段时间了，但事实并非如此。”同时，我们在图8中看到，对于欧盟，美国和日本而言，自2000年以来，人均GDP的增长一直很低，这反映了高油价对这些经济体的影响。

其他一些经济体的人均GDP增长

近年来，人均GPD增长发生了巨大变化。下图13显示了世界其他地区人均GDP的增长。

图13。根据安格斯·麦迪逊（Angus Maddison）1年至2000年的工作，以及美国农业部2010年美元的实际GDP数字（2000年至2014年的美元），得出某些经济体的人均GDP的平均增长。

近期人均GDP增长中的“突出”经济是中国。中国于2001年12月加入世界贸易组织。从那以后，它的煤炭使用量以及整个能源的使用量猛增。

图14。根据《 BP世界能源统计》数据，中国按来源划分的能源消耗量。

如果我们计算我们所考察的时期内中国能源消耗的增长，我们发现以下增长率：

1970年至2000年–每年5.4％2000年至2013年–每年8.6％

现在的主要担忧是，中国的增长率正在放缓，部分原因是债务控制。经济放缓的其他因素包括污染对中国人民的影响，欧洲和日本经济的放缓以及中国公寓和工厂市场正在迅速“饱和”的事实。

最近有报道称，中国经济的工厂部分可能正在收缩。另外，据报道，2014年中国煤炭消费量下降。一位分析师的图表显示了近期煤炭消费的明显减少。

图15。Lauri Myllyvirta的图表显示了对2014年中国煤炭消费的初步估计。

世界经济从何而来？

在第1部分中，我将世界经济描述为一种基于能源的经济。该系统的设计使得经济只能增长。收缩往往会导致坍塌。如果我对情况的看法正确，那么我们需要不断增加的廉价能源来保持系统正常运行。我们已经从试图以石油为基础发展世界经济，到试图以煤炭为基础发展世界经济。这两种方法都有“撞墙”的可能。还有其他一些可能增加工业生产的低收入国家，例如非洲，但它们缺乏煤炭或其他廉价燃料来为其生产提供燃料。

现在我们几乎无处可去。天然气无法迅速放大或放大到足够大的数量。如果大规模进行，天然气也将很昂贵。高成本的一部分是基础设施的转换成本，其中包括大量的新天然气管道和新天然气动力车辆。

诸如风能和太阳能光伏板之类的新型可再生能源，也不是解决方案。当考虑到间接成本（例如长距离传输的成本和缓解间歇性的成本）时，它们往往是高成本。很难制造足够数量的新可再生能源：中国一直在迅速增加风电装机容量，但是这些增加的影响几乎看不到图14的顶部。没有支撑系统，例如道路和输电线路（取决于石油），我们也将无法长期运行这些设备所属的电气系统。

我们确实生活在有趣的时代。

盖尔·特维尔伯格

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