从气候变化经济学视角对地球工程的几点思考

沈维萍?陈迎

摘要 全球气候变化危及当代人及子孙后代的福祉，严重制约人类的可持续发展。越来越多研究表明，仅靠减缓和适应气候变化难以实现《巴黎协定》气候目标，地球工程人工干预气候系统是实现1.5℃温控目标难以避免的无奈选择。地球工程的引入及其特殊经济学属性也为气候变化经济学的研究提出了新的研究课题。本文立足气候变化经济学视角，就地球工程的概念、地球工程作为应对气候变化措施的定位与作用、地球工程的经济学属性、经济评估等问题进行分析。作者认为，应对气候变化的讨论，不能回避地球工程，但要科学认知和区别对待不同类型的地球工程技术;不同地球工程技术作为应对气候变化手段的作用不同，但相较于减缓手段来说都具有末端治理属性，不仅不能从根本上改善人类福祉，还可能给整个地球生态系统引入新的风险;太阳地球工程与大规模的生物能源碳捕集与封存（BECCS）的外部影响具有潜在不确定性，作为全球公共物品的成本收益难以简单、直接权衡，盲目实施会加剧区域和代际之间的不公平;太阳地球工程潜在影响的巨大溢出效应、风险、不确定性和区域非对称性是寻求最优气候政策组合的关键变量，给全球气候治理的国家间博弈增加了新的变数。中国要在全球生态文明建设中发挥重要参与者、贡献者和引领者的作用，必须区别对待CDR和SRM不同类别的地球工程，加紧研发关键技术;将地球工程置于可持续发展大框架下，积极开展地球工程的综合影响评估和国际治理的专题研究，精心部署地球工程的发展战略;中国作为2020年生物多样性大会的主办国，应谨慎应对可能出现的地球工程治理议题，寻求国际共识，积极引领各国参与构建公平有效的地球工程治理机制。

关键词 地球工程;气候变化经济学;减缓;适应;全球气候治理

中图分类号 F062   文献标识码 A   文章编号 1002-2104（2019）10-0090-09   DOI：10.12062/cpre.20190621

全球气候变化直接或间接损害当代人福祉，还将诸多的气候风险和不确定性传递给子孙后代，严重制约人类的可持续发展。越来越多研究表明，仅靠减缓和适应难以实现《巴黎协定》气候目标。2018年，政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布的《全球升温1.5℃特别报告》指出，根据国家自主贡献目标（NDCs），本世纪末，全球升温将达到3℃。要实现控制全球升温1.5℃目标，相比2℃情景，1.5℃途径的边际减排成本大约高出3～4倍，难度大、时间紧，仅靠常规减排路径恐不足以实现[1-2]。地球工程技术通过人工手段干预气候系统是实现1.5℃温控目标难以避免的无奈选择。2019年3月，瑞士在联合国环境大会（UNEA）首次提出地球工程治理案文，引发各国高度关注，推动了地球工程的国际治理进程。中国在全球气候治理中的地位举足轻重，在地球工程问题上，国际社会也高度关注中国的态度。地球工程是一个跨领域的新问题，涉及自然科学和社会科学领域内多学科的交叉。近年来，国际上关于地球工程的研究持续升温，从人文社会科学角度讨论地球工程的文献开始快速增长，研究涉及到社会认知、科学机理、经济评估、气候伦理、国际治理等多个领域，但国内的研究和探讨相对较少[3-6]，系统地对地球工程进行经济学分析的研究十分缺乏。作为应对气候变化的特殊手段，地球工程也给气候变化经济学的研究提出了新的前沿课题。基于此，本文立足气候变化经济学视角，辨析了地球工程的概念;剖析了地球工程作为应对气候变化措施的定位与作用;从公共物品、外部性、碳权益与公平的不同角度分别对比分析了碳地球工程、太阳地球工程、减缓和适应四种应对气候变化手段的不同的经济学属性;阐述了地球工程作为新的气候政策工具的经济评估问题;提出了中国在全球气候治理和生态文明建设中如何应对地球工程议题的几点建议。

1 地球工程的概念

1.1 地球工程的定義

关于地球工程的定义，国际上经常引用的是英国皇家学会提出的定义，即“为了应对气候变化及其影响，对地球环境和气候进行干预而采取的大规模的人工技术和方法”。也有中国学者对地球工程提出自己的看法与定义。如胡国权等提出，地球工程是指人为对地球系统的物理、化学或生物特质反应过程进行干预来应对气候变化，减少并有效管理气候变化带来的风险的工程项目[7]。潘家华认为，地球工程是指包括所有能源生产和消费以外的、不涉及工业生产过程管理，在较大地球尺度或规模上，去除大气中的二氧化碳或直接控制太阳辐射而降温的各种人为工程技术手段[8]。此外，IPCC第五次气候变化评估报告将地球工程定义为“所有旨在改变气候系统以应对气候变化的方法”。美国国家科学院将其定义为“专指人们为应对气候变化问题所采取的各种工程设想”[9]。由此，国际上越来越多的文献用“气候工程”（Climate Engineering）或“气候干预”（Climate Intervention）替代地球工程，以区别于其他目的的大规模人类活动。

总而言之，关于地球工程的具体定义，虽然众说纷纭，但存在基本共识，即“为了应对全球气候变化而对气候系统采取的有计划、大规模的人工干预活动”。相比应对气候变化的减缓和适应（“Plan A”），以地球工程手段人工地为地球降温，是常规手段之外的非常规手段（“Plan B”）。

1.2 地球工程技术的分类

地球工程技术的分类一直是有争议的问题，存在模糊认识。通常，根据作用机理的不同，学者们倾向于使用碳地球工程（Carbon Geoengineering）和太阳地球工程（Solar Geoengineering）来区分两大类地球工程技术，即碳移除（CDR）和太阳辐射管理（SRM）。在此常规分类之外，也有学者提出，依据碳的移除方式及“归宿地”的不同，可将CDR分为陆地生物圈封存、海洋碳封存、岩石圈封存三种技术手段，这一分类方案在IPCC第五次评估第三工作组报告中也得到了采用。

具体来看，CDR是通过生物、物理或化学的方法移除或转化大气中的二氧化碳，降低大气中温室气体浓度，主要技术有造林和森林生态系统恢复、生物能源碳捕集与封存（BECCS）、生物炭提高土壤碳含量、增强风化或海洋碱化、直接空气捕获和存储（DAC）、海洋施肥等;SRM不减少大气中二氧化碳含量，而是通过减少到达地面的太阳辐射来缓解地球升温，具体方法包括平流层气溶胶注射 （SAI）、陆地或水面上空云改造、表面反照率修改等。

需要特别指出的是，IPCC在《全球升温1.5℃特别报告》中，对CDR与CCS进行了区分，能源和工业部门应用碳捕获、封存与利用（CCS/CCUS）技术归为减排技术，不属于地球工程。CDR强调从空气中移除二氧化碳的技术。当然，一些CDR技术，如BECCS，本身包含了CCS，依赖成熟的CCS技术作为大规模实施的基础，既需要面对与CCS技术相关的问题，也存在潜在的环境问题。

总而言之，地球工程是为了应对全球气候变化而对气候系统采取的有计划、大规模的人工干预活动，是许许多多复杂技术方案的总称，不同技术的作用机理不同，技术成熟度、有效性、经济成本、起效时间、对环境的可能影响和风险也不相同，需要区别对待，不能简单化地一概而论。

2 地球工程作为应对气候变化手段的定位与作用  科学研究显示，二氧化碳的排放对人类福利的影响存在很长时间的滞后性[10]，有其特有的因果传导机制：二氧化碳的排放使大气和海洋中二氧化碳的浓度提高，二氧化碳的浓度提高使温度升高，温度升高导致温室效应等气候变化，给人类和生态系统带来经济损失等负面影响，从而影响人类福祉。

根据因果传导机制，人类为改善福祉，首先采取减缓手段来应对气候变化，从源头减少二氧化碳排放。从减少商品和服务的消费来节约资源，到提高能源效率来降低化石能源的消耗，再到大力开发利用低碳排放能源技术，都起到直接减少二氧化碳排放，降低大气中二氧化碳浓度的效果，从而打破二氧化碳排放与浓度升高之间的传导关系。在减排的同时，为应对已排放的二氧化碳导致的未来潜在的气候变化风险，人类采取有计划的、系统的、前瞻性的适应政策和行动，来打破温度升高与损害之间的传导关系。但大量科学证据表明，仅靠减缓和适应措施来实现1.5℃温控目标是远远不够的。从二氧化碳存量的角度，大气中现存的历史排放积累的二氧化碳总量和浓度已经开始产生温室效应，即使在未来一直保持温和的碳排放，累加的二氧化碳存量所会导致的气候变化仍会产生持续数个世纪之久的影响。基于此，在减缓和适应之外，人类试图人工干预二氧化碳对人类福祉影响的因果链传导过程。碳地球工程通过人工捕集与封存已经排放到空气中的二氧化碳，减少大气中的二氧化碳存量，降低大气中的二氧化碳浓度，打破碳排放与浓度之间的联系，起到的效果与减排相同。而且它可以实现大气中的二氧化碳存量的净负变化，且比自然过程快得多。与碳地球工程不同，太阳地球工程改变的指标是温度，通过管理太阳辐射直接降低地球温度，从而干预二氧化碳浓度与温度之间的传导关系（见图1）。

作为应对气候变化的措施，减缓手段从源头减少二氧化碳增量（流量），并通过传导机制抑制温度升高，最终改善人类福祉。适应手段相比减缓和地球工程的作用节点位于最末端，并不能从根本上改变二氧化碳浓度和温度这两个关键指标，而是在给定状态下采取局部的适应行动，尽可能降低气候变化对人类和生态系统的影响，产生的福利改善也具有局部性。碳地球工程和太阳地球工程虽然都属于过程治理手段，但两类技术的作用机理不同。碳地球工程直接减少二氧化碳存量，降低二氧化碳浓度，作用于已排放的二氧化碳，但并未消除源头碳排放;太阳地球工程虽然直接抑制了温度升高，但并未降低二氧化碳浓度，也无法消除与碳排放相关的影响，如海洋酸化[11]。所以，只有作为源头治理的减缓能根治二氧化碳引起的温度升高，而地球工程的作用节点位于減排措施的后端，相较于减缓手段来说具有末端治理属性，不仅不能从根本上改善人类福祉，产生的复杂广泛不确定的副作用，还可能给整个地球生态系统引入新的风险。

3 地球工程的经济学属性

碳地球工程与太阳地球工程不同的作用机理决定了其经济学属性的差异。要剖析地球工程的经济学属性，既需要区别分析碳地球工程和太阳地球工程，也需要将其置于应对气候变化的大框架下，明晰地球工程与常规的减缓和适应手段的经济学属性异同。

气候变化是一个典型的全球尺度的环境问题，应对气候变化作为一种全球集体行动，减缓和地球工程手段均是提供全球公共物品来应对气候变化的贡献方式。气候变化经济学是在气候容量和气候生产力约束下，追求以风险防范为前提的经济效率（最优产出）和社会公平（分配保障）。所以，不同于常规的经济学问题，气候变化问题不是环境经济学的外部性理论、公共经济学的公共物品理论、“公地悲剧”的产权理论以及成本收益理论所能完全解释的[12]。气候变化的风险是不确定的，碳排放涉及人类发展权益和公平，所以应对气候变化措施也具有特殊的经济学属性。由此，对地球工程经济学属性的认知，可以从气候变化经济学的不同理论角度出发，与减缓和适应进行对比分析。

3.1 不确定的外部性：存在系统性风险

在环境经济学中，外部性又称溢出效应、外部经济，指经济主体的经济活动对他人和社会的福利造成了非市场化的影响，需要通过政府税收或补贴来使外部性内部化。减缓、适应、碳地球工程和太阳地球工程外部性的分析与治理，首先需要明确其产生的具体正外部性和负外部性，以及综合外部性的强弱。

减缓措施是局部行动产生全球性的正外部性。减少商品和服务的消费、提高能源效率来降低化石能源的消耗以及大力开发利用低碳排放能源技术，除了能减少碳排放，还起到节约资源、保护环境、倒逼技术创新的正外部性;适应措施主要是局部行动产生局部影响，虽然区域溢出效应有限，但能直接降低气候变化引起的灾害损失，于区域可持续发展也具有正向作用[13]。所以，从综合效应来看，减缓和适应均具有确定的、可见的正向综合效应，是人类应对气候变化的“无悔”选择。

碳地球工程技术同减缓措施一样，局部实施会带来全球正向效应，其直接降低二氧化碳浓度或实现净负排放，能削弱或者逆转各区域的气候变化影响。但是碳地球工程技术也存在风险，仍有很多技术缺乏实验基础，如海洋施肥有较大风险，可能存在不可靠的二氧化碳封存，导致海洋生态系统中的次生影响产生额外温室气体排放的风险;BECCS的大规模部署既需要大量生物质能源，也需要成熟的CCS技术的支持，其需要的土地利用变化可能对土地使用、粮食安全和水安全产生较大的负外部性。

太阳地球工程虽也是局部行动产生全球影响，但其影响具有高度的不确定性、巨大的风险以及区域非对称性，除了限制温度升高等气候效应，还会给环境、社会经济带来一系列负面影响。如SAI向平流层注射化学物质，对大气物理化学环境有潜在危害，还会减缓臭氧层的恢复，可能对农业产生不利影响;SRM造成的大量局部降水减少，会降低农业生产力和水电产量;SAI技术一旦实施需要延续上百年，需要超长时间的维护，意外终止可能带来气温的快速反弹，可能给自然和人类系统带来难以预料和难以控制的其他风险[14]。模拟研究发现，如果太空反光镜或者SAI突然停止，全球大部分地区温度将快速上升，上升速率将超过无地球工程情景下的变暖速率[15-18]。此外，科学研究显示可以通过各种手段有效控制太阳光反射的空间分布特征，如SAI可以对平流层气溶胶微粒的维度分布进行管理;MCB只能对海洋表面上的大气层进行云反射操作，地区适用性受到限制。这种空间异质性会给对地球工程有不同诉求的国家提供局部行动的自由度，给地球工程的国际治理带来更大的挑战。

总体来看，减缓和适应的正外部性是相对确定的，碳地球工程中BECCS等技术对环境安全的负外部影响有待进一步评估，而太阳地球工程的外部影響复杂且高度不确定，需要将其置于可持续发展目标下进行综合评估。

3.2 全球公共物品：成本收益难权衡

公共物品与私人物品相对，存在非竞争性和非排他性，是导致市场失灵的主要原因之一，存在“搭便车”问题[19]。而减缓、碳地球工程和太阳地球工程作为全球公共物品，需要基于成本收益来考虑如何提供。

从成本和收益来看，减缓措施能从根本上控制温升，但效果缓慢，代价相对较高;而适应根据其规模不同，可以是相对快速和低成本的。根据已有研究，某些碳地球工程技术成本都比较高，通常与减排成本基本相当，甚至高于减排成本[20];但某些碳地球工程技术与减排措施相比，成本较低，破坏性也较小，将成为未来实现全球净负排放的关键技术，如陆地碳去除与封存、BECCS。同时，碳地球工程技术相对减排能更快降低大气中温室气体的浓度，而且产生附加效益，造林和森林生态系统恢复、增加生物质还可以改善生态环境，减少大气污染，还附带木材等的商业收益。太阳地球工程并没有实施，至今没有户外实验的验证，其成本收益具有不确定性。但研究普遍认为平流层气溶胶注入技术相比传统减排措施起效快，直接经济成本低[20]。有观点指出向平流层注射气溶胶还需要考虑其他间接费用，如果利用飞机播撒，技术比较简单，相对常规减排，成本低，但需要持续地撒播，产生的气溶胶备置费、飞机撒播、人工费等，对于某些国家或者企业来说成本也是高昂的[8]。也有研究者提出可以利用气球，但并没有实践。而对于太阳地球工程实施的潜在收益，可能会控制地表温升的速度和幅度，但可能的负面影响具有高度的不确定性。

从公共经济学的角度，减缓、碳地球工程和太阳地球工程都是应对气候变化的全球公共物品，从理论上公共物品可以由政府供给，但实际上并没有全球政府的存在。适应手段作为局部措施具有私人物品属性，存在区域间相互竞争和排斥，且适应的低成本可能会影响“减缓”这一公共物品的局部提供，以适应替代部分减缓。减缓和碳地球工程作为全球公共物品，都存在严重的“搭便车”问题。面对低碳减排技术和碳地球工程技术的高成本，无论是国家还是企业和个人都会寻求推迟减排，以促使其他国家或他人做出更高的减排努力。所以，人类通过全球气候谈判，制定减排公约和全球定期盘查的方式来进行减排约束，或试图利用市场机制广泛收取“碳排放税”来进行减排激励，但这一方式实际操作困难很大。而对于太阳地球工程，有学者提出，太阳地球工程与减缓、碳地球工程的免费“搭便车”（freerider）属性不同，具有“开便车”（freedriver）特性[21-22]，即由于太阳地球工程对于某些国家或企业来说部署起来非常便宜，可以在没有全球充分参与的情况下局部实现，如果一个国家认为其非常有益，便可能单方面使用。如果不加限制，可能使其在未来供应过剩，产生不可预估的负面影响。从这个角度来看，如果实施太阳地球工程，其低成本与强大降温有效性会进一步导致其供求的市场失灵。

基于以上分析，无论是减缓、碳地球工程的“搭便车”问题，还是太阳地球工程的“开便车”问题，都需要进行全球治理。不同的是减缓和碳地球工程从科学上是确定可以提供的，需要解决的问题是如何提供;而太阳地球工程面临的首要问题是从科学上是否可以提供，如果可以，也要明确如何提供，如“牛津原则”里提出的“先有治理框架然后付诸实施”。

3.3 碳权益与公平：涉及代内区域公平与代际公平

从福利经济学的角度，减缓、碳地球工程和太阳地球工程涉及二氧化碳排放这一全球共享的紧缺资源的分配问题，还应该考虑供给本身涉及的碳权益和公平问题。

在当前的能源结构和技术水平下，任何经济活动均涉及化石能源的燃烧，因而二氧化碳排放是一种基本发展需求和权益。从福利经济学角度，二氧化碳排放作为一种共享资源，每个人都有分享的权力，而不是靠征收“碳排放税”或进行碳交易并就能实现公平分配。一方面，发达国家在资金和技术方面相比发展中国家具有低碳发展的优势，征收统一“碳排放税”并不是集体成本最小化的途径;另一方面，考虑历史碳排放，发达国家已经排放的温室气体总量多于发展中国家，而在当下征收统一碳税并不公平。而且，排放涉及人的发展权益，二氧化碳排放是每个人的权利而不是国家的权利。此外，从代际公平的角度，二氧化碳的排放与其对人类福利的影响之间存在很长时间的滞后性，碳价的选择存在决策惰性。基于此， “碳排放税”和碳交易可以激励减缓和碳地球工程的技术创新，减少二氧化碳排放量或降低二氧化碳浓度，减少“碳排放”这一全球紧缺资源的使用，但并不能起到公平分配碳排放权力或分摊减排义务的作用。

对于太阳地球工程，如果允许实施，那么每个国家或者企业都有可能实施，将产生复杂广泛的外部性，科学上也无法利用“温度税”将其强大的外部性问题内部化来调节太阳地球工程的供求，达到集体效用最大化，从而也就无法解决其潜在的区域公平与代际公平问题。从区域公平的角度，太阳地球工程的潜在区域影响具有非对称性，可能对一个国家或某些国家有益，但同时也可能通过改变季风或增加海洋酸化对其他国家产生危害。有学者担心，大规模太阳地球工程的跨区域副作用可能造成紧张局势并给国际机构带来挑战，如果部署后发生极端天气事件，可能被归因于地球工程，造成外交关系紧张[23]。还有学者担心可能会存在一种情况，即加强工业温室气体的排放并通过单方部署SRM技术手段来抵消影响，然后通过军事干预来销毁部署设备[24]。这种情况不仅会增加“碳排放”这一全球紧缺资源的使用，还可能产生跨区域负外部性影响，实现相对收益或损失赔偿非常困难，从而带来严重的法律挑战。从代际公平的角度，应当考虑我们当代人是否有权来开展这样一项具有巨大科学不确定性的地球工程。对于SRM，即使是科学实验，影响也将超出国界，超出当代人，如果要采取行动，也存在一个国际治理问题： 谁来决定、在何时、何地、何种规模上做？ 可见，实施SRM的影响已经超越了应对气候变化本身，对其进行治理不能局限在单一气候变化目标上，必须考虑可持续发展的各个方面。

总之，从效率与公平的角度，对于碳排放这一全球共享的紧缺资源，依靠减缓和碳地球工程可以减少其使用，并通过税收和使用权交易的方式提高效率，优化  分配，但仍存在碳排放权分配不公平的问题。若实施太阳地球工程，不仅可能增加碳排放，无法通过税收和使用权交易解决外部性问题，增进福利，还会产生额外的区域与代际不公平问题，给地球工程的全球治理带来更多挑战。

以上分析分别从公共物品、外部性、碳权益与公平三个不同角度分别对比了碳地球工程、太阳地球工程、减缓和适应的经济学属性（见表1）。地球工程因应对气候变化这一全球性需求而被提出，但其一旦实施产生的影响将会超越气候系统。当减缓、适应和碳地球工程难以达到既定气候目标时，就必须在面对温升超过阈值的风险还是太阳地球工程的风险之间进行两难的抉择，温升的危害相对确定，而人工干预太阳辐射具有高度不确定性，两者孰轻孰重，难以精确相权。尽管地球工程具有直接降低二氧化碳浓度和降温的作用，但太阳地球工程与大规模的BECCS的外部影响具有潜在不确定性，作为全球公共物品的成本收益难以直接、简单权衡，兼具“公共良品”和“公共恶品”[25]属性，盲目实施会加剧区域和代际之间的不公平，可能危及当下全球以及子孙后代，且对于实施者来说，若损害自身局部气候的同时很可能波及其他国家，存在潜在的区域公平与代际公平问题，单边实施可能会受到各方的道义谴责和法律挑战。所以，建立地球工程的全球治理机制必要且紧迫。

4 地球工程的经济评估

不同的地球工程手段经济学属性的差异，意味着方法规范和政策選择的路径就会有所不同。在定性分析外，需要一系列定量分析，来评估不同地球工程技术的效果、成本，来寻求最优气候政策组合。

4.1 不同技术方案的经济评估

综合目前评估结果，各类地球工程手段潜在实施成本差异很大（见表2）。一般对于碳地球工程类技术，估算的是每单位碳移除所需要的成本，而对于太阳地球工程类技术，估算的是单位辐射变化所需的成本。在不同的能源成本和技术参数假设下，所估计出的碳地球工程技术的成本存在很大差异。Lackner[26]曾估计如果小规模使用阶段CDR，在商业应用阶段，成本会降至30美元/t CO2e左右; Klepper[27]估算发现BECCS以及海洋施肥技术手段成本的变化范围在8～101美元/t CO2e之间;Heutel et al[20]建立了一套经济模型，认为CDR和SRM的边际效用要明显高于减缓措施的边际效用，而且在大多数常规情景下，SRM都有着良好的成本收益效应;McClellan et al[28]发现如果采用平流层气溶胶注射（SAI）去抵消目前大气层中二氧化碳浓度提高一倍所产生的温升效应，所需的成本将从11亿美元/年降至6亿美元/年;有自然科学研究表明，MCB技术的成本比减排的成本低得多[29]。

此外，减缓、适应和地球工程措施的气候效应之间也有关联。能源、工业部门应用CCS，可视为减缓措施;造林和森林生态系统恢复、BECCS等具有减缓的作用，同时植  树造林在吸收碳的同时改变局地小气候，兼具适应的作用;SRM降低温度减缓气候变化，同时刷白屋顶、改变下垫面反照率有利于减少城市热岛效应，也具有适应的作用。碳地球工程与太阳地球工程之间也有关联，SRM影响生态系统的碳循环速率，增加土壤含碳量;植树造林在吸收碳的同时也改变地表反照率，兼有SRM的作用。所以，地球工程的气候效应不是单一的，应将地球工程与减缓和适应综合起来进行考虑，来寻求最优的气候政策组合。

4.2 包含地球工程的最优气候政策组合选择

（1）基于福利优化的最优气候政策探究。目前，研究中对基于福利优化的最优气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风险分析。

基于成本收益分析方法的研究结果主要证明了SRM和CDR都是减少气候变化损害的替代方法，应该在边际效益相等的有效水平上使用[30-32]。当气候变化给整体经济体系造成非常高的经济损失时，SRM可以快速实施，但其使用在很大程度上取决于负外部性的大小及时间上的持续性;对其负外部性的错误假设可能造成不可逆转的损失，从而会减少SRM的使用;基于此，气候组合应该以减缓和适应为主，SRM应作为减缓和适应的补充政策工具，用于处理低概率强影响的气候变化，不能因地球工程的研究削弱当下减缓的努力[33]。成本效率分析方法是考虑到气候变化造成的损害估计还没有合理的经验基础，寻求以最小福利损失来达到特定气候目标。通过将地球工程引入到气候变化经济学的最优控制模型中，发现最佳碳税等于碳地球工程的边际成本;采用CDR或SRM都会导致更高的碳排放量和更低的温度;在排放超过最佳累积排放量的情况下，只有组合政策才能将气候损害降到最低[10]。通过成本风险分析来评估SRM和减缓措施则发现，当全球平均温度和全球平均降水被认为没有进一步的风险时，SRM可以完全取代减缓;基于2℃温升目标，在SRM和减缓之间进行权衡，既考虑全球温度累积风险，也考虑区域降水时发现，以低成本降低温度风险是SRM的一个突出特点，如果仅仅考虑全球或地区的温度风险，那么SRM将完全替代减缓;与只采取减缓手段相比，SRM在考虑降水和温度双重风险的情况下可以减少70%～75%的福利损失[34]，但要实现具有区域性差异的降水目标时，SRM的使用将受到更多限制。

（2）基于不确定性与非对称性的国家间博弈。理论上基于福利优化分析的结果并不足以作为各国决策的支撑，潜在影响的不确定性与非对称性影响着地球工程实施的集体行动。

SRM实施的潜在损害将为气候变化带来新的不确定性。目前并没有进行大规模的实验来评估地球工程的降温潜力、负外部性以及其与地球系统相互作用带来的系统性影响[35]。研究认为，SRM在全球范围内的降温有效性是深度不确定的，这种不确定性主要是由于知识上的差距、有限的建模能力、缺乏预测阈值的理论以及无法预测的意外[36];在全球合作和纳什均衡下，深层次的不确定性会导致SRM部署的减少，但如果各国部署SRM，其影响会更大，如果各国对SRM影响持不同的信心，那么更有信心的国家将更加积极地使用SRM，可能对其他国家造成损害;通过对称差分博弈研究发现，无论是合作性还是非合作性的解决方案，SRM作为一种政策选择的情况都会导致温室气体更高水平的稳态积累，且非合作性解决方案对地球工程具有较强的激励作用[37]。

SRM实施的潜在影响还具有国家间非对称性。SRM的社会成本、私人成本、全球变暖造成的环境破坏、各国生产力、耐心程度等是国家间不对称的主要来源[38]。当SRM的社会成本对于一个国家来说非常低时，该国将同时增加排放和SRM的使用，最终结果时温室气体稳态存量增加，全球平均温度适度降低;当每个国家面临不同的减排成本时，成本较低的国家会大幅减排并减少地球工程;生产力高的国家会适度增加SRM活动，以抵消排放增加对全球变暖的影响;当各国对未来的耐心程度存在差异时，更加不耐烦的国家会增加排放，而更有耐心的国家则会减少排放，最不耐烦的国家会增加排放和使用SRM，最终结果是总排放量、温室气体的稳态存量和全球平均温度都增加。

总体来看，无论是具体地球工程技术的成本、收益、风险评估还是包含地球工程的最优气候政策组合探究，SRM的经济评估都是争论的重点。因为CDR有现实性基础，而SRM没有合理的经验基础，小规模实验就需要评估影响和风险。SRM潜在影响的巨大溢出效应、风险、不确定性和区域非对称性是寻求最优气候政策组合的关键变量，给气候政策组合的有效性增加不确定性，从而给全球气候治理的国家间博弈增加了新的变数。而目前对其影响和风险的研究还远远不够，从而制约了其经济评估过程中关键参数的选择。需要加强自然科学和社会科学领域的合作研究，在气候变化经济学理论研究方法和气候经济系统模型开发上进一步探索和改进。同时，在实践中，如何进行政策组合，既激励大规模的BECCS和良性的SRM实验，控制最小成本实现温控目标，又有效避免大规模BECCS对土地和水资源等产生的負面影响以及SRM的自然和社会风险，是未来需要进一步探究的问题。

5 结论与启示

应对气候变化，不能回避地球工程，地球工程的概念与分类在争议中不断清晰;不同地球工程技术作为应对气候变化手段的作用不同，但相比减缓手段都具有末端治理属性，只有减缓手段能根治温度升高，所以，对地球工程的讨论和研究并不意味可以削弱减缓和适应气候变化的努力。对地球工程经济属性的认知和成本、收益、风险的经济评估，影响着最优气候政策组合的选择和部署，是地球工程国际治理的理论依据和决策支撑，也是气候变化经济学新的重要研究内容。虽然已有研究对地球工程的实施效应和风险进行了一系列评估和探讨，但这些技术会直接或间接影响到全部可持续发展目标（SDGs），需要进行系统性评估，特别是国际社会关于SRM仍充满争议，需要进行全面的科学论证。在此基础上，地球工程国际治理的相关国际法律和政策框架还严重缺失，地球工程的经济分析和国际治理机制仍有待探索。

地球工程不仅有科学研究的价值，具备未来技术储备的战略意义，还关系着全球生态安全和人类命运共同体建设。中国要在全球生态文明建设中发挥重要参与者、贡献者和引领者的作用，必须谨慎应对，精心部署地球工程的发展战略。首先，区别对待CDR和SRM不同类别的地球工程，加紧研发关键技术。无论是全球2℃目标还是1.5℃目标，CDR应用都是必然趋势，应加紧BECCS关键技术的研发、示范和商业化，尽可能减少能源和材料消耗，降低成本，同时开发可靠的监测手段，防范风险，确保安全;谨慎对待SRM，加强环境风险和健康影响评估、伦理学分析和国际治理机制研究。其次，积极开展地球工程影响评估和国际治理的专题研究，在应对气候变化和生态文明建设大格局中精心部署地球工程的发展战略。中国于2015年启动了第一个国家973研究项目，但总体上对地球工程的综合性、系统性研究还相对薄弱，尤其在社会科学领域是短板，在国际讨论中声音微弱。中国需要在厘清地球工程概念、特点和定位基础上，将其置于可持续发展的大框架下开展综合影响评估，协调减缓、适应和地球工程的关系，促进发挥协同效应。最后，谨慎对待地球工程国际治理的相关问题。特别是随着瑞士在联合国环境大会（UNEA）首次提出地球工程治理案文引起全球关注，2020年生物多样性大会成为地球工程国际治理的一个关键时间节点，中国作为主办国，要为参与、贡献和引领地球工程治理进程做好知识、技术、人才等方面的准备，把握机遇，寻求国际共识，积极引领各国参与构建公平有效的地球工程治理机制。

（编辑：于 杰）

参考文献

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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