来源：科研圈2022年8月29日

我们刚刚用完了今年所有的生态资源份额——换句话说，在 2022 年接下来的 4 个月里，全人类都进入了“欠费”状态。然而即使是那些为了减少生态足迹而发展的“可持续”技术，或许也背负着巨大的环境负担。

30 多亿年前，地球上诞生了最早的生命；几百万年前，人类的祖先与黑猩猩分道扬镳，走上了一条特殊的演化道路；1750 年左右，机器的轰鸣声伴随着工业革命响起；1971 年 12 月 29 日，人类第一次“透支”了地球全年可以更新的资源，迎来了第一个“地球生态超载日”（Earth Overshoot Day）。

今年的“地球生态超载日”是 7 月 28 日。这意味着，从 2022 年 1 月 1 日到 7 月 28 日，我们用尽了地球一年内可以再生的所有生态资源。在接下来的 156 天里，人类粮食种植、木材生产、化石能源燃烧释放二氧化碳、建设基础设施的所有需求，都在“透支”地球积累的“生态存款”。

连年“欠债”

从 2006 年全球足迹网络（Global Footprint Network）正式提出“地球生态超载日”的概念以来，几乎每年的“超载日”都在不断提前——近年来唯一一次“超载日”大幅推迟是在 2020 年，受疫情影响，2020 年的“超载日”在 8 月 22 日，比 2019 年推迟了大约 3 个星期。然而在 2 年后，“超载日”又迅速回到了 7 月。

在“全球足迹网络”的官网上，你可以找到关于“地球生态超载日”的更多诠释：要满足人类目前对自然资源的需求，需要1.75 个地球的生态承载力；50 年来，我们已经欠下了 19 年的生态资源份额；全球72% 的人口（80 亿人）生活在生物承载力不足，且收入低于世界平均水平的国家……

全球足迹网络也在试图给出一些解决方案。例如，模型计算结果显示，如果能充分推广“可持续的”陆上风力发电，有机会将“超载日”推迟至少 10 天。对于人类未来最美好的愿景是，如果我们能每年将“超载日”推迟 6 天，那么在 2050 年以前，我们就能摆脱连年赤字的状态。更理想的情况下，如果想要实现 IPCC 1.5℃ 的目标，我们需要每年将“超载日”推迟 10 天。

看不见的威胁

当人类社会开始意识到不可持续发展和气候变化带来的严峻挑战，电动汽车和风力发电等“可持续”技术似乎成为了理想的应对方案。如果我们现在去问《银河系漫游指南》里的 Deep Thought 关于“生命、宇宙以及任何事情的终极答案”，它或许会说出“电动汽车”。

我们期待着能设计出一种“完美”的电动汽车：太阳能驱动、安全、高效，并且价格合理。但这样一辆电动汽车，或者这样一种理想的新能源技术能够解决地球资源超载的问题吗？它真的可持续吗？

显然，由可再生能源驱动的电动汽车有助于减少交通运输的碳排放，然而可持续性的衡量标准不仅仅是碳排放，还有材料足迹：在产品生产和消费过程中使用的所有金属矿石、建筑材料和化石能源。在一辆电动汽车上，就消耗了至少1吨重的金属（包括稀土元素）、塑料、玻璃和橡胶等材料。当我们推广电动汽车时，这些材料的需求也在增加——但显然，它们并没能进入“超载日”的计算公式里。

任何人工制品从制作到消费的每个阶段都会产生生态成本：从原材料提取、制造、施工到使用过程，都会导致栖息地破坏、生物多样性丧失和环境污染（包括碳排放）。与其强调碳排放，不如说全球物质生产的增加才是气候和生态双重危机的根本原因。

自工业革命以来，全球物质足迹与全球经济（GDP）同步呈指数级增长。我们能否解决追求无限增长与随之而来的环境破坏之间的根本冲突？

工业革命后，人类对基本物质资源的需求呈指数增长：耕地（a），化石能源（b），淡水（c），金属矿产（d），塑料（e）。（图片来源：Our World in Data/CC BY-SA 3.0 AU）

技术的局限性

我们可能会认为，如果能有效回收材料，就能抵消这样的限制。然而，虽然玻璃和金属几乎可以无限次地再利用，但纸张和塑料等材料只能回收几次，然后就会降解到难以使用的程度。此外，回收本身可能就会带来很大的生态负担。即使可以打破物理定律，实现 100% 的回收率，但经济增长也必然需要增加原始材料。

通常，我们还会寄希望于技术创新，希望通过提高效率来摆脱材料用量增加与经济增长之间的必然关联。遗憾的是，虽然技术的确在我们迈向可持续社会的过程中发挥着关键作用，但它也受到了基本的物理原理和现实经济效益的限制。

例子比比皆是。几十年来，飞机的发动机效率几乎没有提高，因为它们长期以来一直以接近理论峰值的效率运行。同样，光伏电池的效率也有一个硬性限制，大约是 35%，这与半导体的物理特性有关。事实上，如果考虑到成本和利益，现实生活中这个效率很少能超过 20%。大型风力发电场的发电量限制在每平方米 1 瓦左右，因为尾流效应会导致不可避免的能量损失。

在过去的一个世纪里，无论是利用经典力学、热力学还是量子力学，每一个带来技术飞跃的物理原理，也为这些技术增加了限制。

更大的问题在于，理想情况下经济增长是指数级的，经济规模会在单位时间内翻倍，那么需要的材料也会随之增加。要知道，效率会受物理原理的限制，但经济发展的需求却没有足够的限制。

我们依然以电动汽车为例，我们需要足够的（容易获取的）锂来生产未来 30 年的电动汽车的电池。现在假设深海采矿可以提供这个数量的 4 倍的锂，但这并不说明我们在未来的 120 年都有充足的资源来制造电动汽车的电池。因为目前锂的需求量每年会增长 10%，相当于每7年翻一倍，那么这些锂矿只够我们使用 44 年。到那时，我们也许会彻底破坏海洋生态系统，只为了再获得够用几年的锂。

什么才是可持续？

这些观察将我们引向了可持续性的最低条件：所有资源使用曲线必须同时变平，所有污染曲线必须同时降为 0。正是这种资源视角，让我们看到了为什么电动汽车可能有助于减少碳排放，但在无限增长的经济模式下仍然不可持续。

我们认为，物质消费与 GDP 之间密不可分的联系使得无限增长范式与维持生态完整性不相容。因此，虽然电动汽车构成了生态资源短缺和气候问题的部分答案，但在目前的模式中，它无法成为最终解决方案。

也许真正的问题是：我们要如何过渡到平衡人类福祉与生态完整性的经济发展模式上？