第四章 以能定口理论
——对人口理论和增长极限理论的超越
心语：关于人类危机的研究、理论和思想一直是来自国外的，国内的研究是在别国理论框架下进行的。而我们研究人类的危机，应该比西方国家的学者有更加深刻的认识。艰难坎坷的人生经历是思想的源泉，淘汰中的幸存则是我们对危机的深切感受。这些年来，笔者一直在思考，一直在探索，于繁荣中思危机，最终找出的灾难爆发点就聚焦在能源上；要出问题，最有可能出在能源上，它是资源与环境最为薄弱的环节。笔者对能源问题十分敏感，有着更加深刻、独特的理解（笔者生在一个从事能源工作的家庭，父亲是水电工人，而笔者的研究和工作也总是凑巧和能源问题搅和在一起），历史上粮食大饥荒的“以粮定口”法则很可能会在未来的能源大饥荒中以“以能定口”的形式再现。我国政府也是有着强烈的危机意识的，一直把粮食安全和能源安全放在国家安全的高度之上，常抓不懈（拥有一个有危机感的政府才是人民的福祉）。因此，本书要把问题的严酷性分析到位。
关于世界的未来，历来都有乐观和悲观两种观点。对未来的美好期待和向往，是人类的天性，但人们也一直对未来抱有十分恐惧的心理和预期，如“世界末日”等预言，这类预言在20世纪末曾甚嚣尘上。有人预言2000年是“世界末日”，但21世纪到来之日并无灾难发生；随后又有人预言2012年是“世界末日”，结果2012年我们也安然度过。可以预见，今后此类危言耸听的预言还会发生。这些预言大多是非科学性的，带有宿命论，或者较多迷信色彩，其中有些预言则是欺诈行为，需要引起人们的警惕。然而，“居安思危”“从最坏处打算”，则是人类对未来的理性预期与理性应对。而从理性与逻辑推断的角度来分析人类的未来，也有一些悲观文献产生，其中最为著名的就是前述马尔萨斯（1992）的《人口原理》和罗马俱乐部的《增长的极限》报告（Meadows et al.，1972）。由于人类有着“报喜不报忧”的倾向，因而这两篇文献问世后都曾遭到强烈的反对和猛烈的抨击。时至今日，面对当今世界的经济与人口的增长以及资源与环境等方面的新形势，我们还需重新审视传统文献，温故知新，进行新的思考，从而得出新的结论。而以能定口理论的提出正是在总结和扬弃这两部著作的基础上所提出的新理论。
一 以能定口理论的假设前提与形成机理
马尔萨斯所提出的，人口以几何级数增加，粮食等生活资料以算术级数增加，其所阐明的法则的核心就是“以粮定口”，即以粮食的可供量来决定人口数量。解决办法即所谓“积极性抑制”和“预防性抑制”，使人口数量与粮食等生活资料的供给达到平衡。而“增长的极限”理论可以看成是一种放大了的“以粮定口”法则，即以资源与环境的供给量来决定人口数量，其解决的办法即保持全球均衡，包括人口动态平衡。从《人口原理》到《增长的极限》，将以粮食等生活资料对人类的生存与发展的制约拓宽到整个资源与环境的制约，即“由窄变宽”，本书由螺旋式循环到“由宽变窄”，而对制约的因素又进一步明确，进行更加准确的定位，“聚焦”到更加具体化的以能定口理论。
在当今世界，近些年来能源领域存在诸多的不确定性。一方面，捷报频传，各种新能源技术不断取得突破，不断出现新的能源生产和运用的思路、模式，而近年来世界石油价格的大幅度下跌，也缓解了中国原油进口的压力。但另一方面，能源的供给形势又不容乐观。石油市场虽因美国页岩油气的进入改变了供求格局，但暂时的石油价格下跌并不能改变能源供求长期形势，不可再生能源的枯竭之势不可避免。而能源短缺往往是矛盾和战争的“导火线”，近几十年来爆发的战争与冲突大多与石油有关。那么，人类未来能源前景究竟如何？其演进路径为何？能源的演进路径将会怎样影响人类社会和政治经济格局？有关这些问题，现有的研究并不明晰，本书将从实践到理论、从理论再到实践系统地探讨这些问题，而问题的核心就是“以能定口”。
下面我们来分析以能定口理论的形成机理或路径。
（一）以能定口理论形成的假设前提
以能定口理论产生于人类的经济活动与资源、环境之间的关系和相互影响中，因此，我们需要梳理和了解人类经济活动对资源与环境会产生哪些危害，这些危害又会怎样、通过何种路径反过来危害人类的生存与发展，这样我们就知道以能定口理论的形成机理，同时我们也就知道对资源与环境危机如何加以应对。因此，我们先对资源与环境对人类社会生存与发展的影响提供一个分析的思路或逻辑路径。
1.人类经济活动对环境的影响
人类经济活动对环境的影响可分为以下几个方面：一是工业“三废”及放射性排放会对水土资源、空气及人类生活环境产生污染，危害人类健康与生命，甚至使环境不适合人类居住；二是二氧化碳排放产生“温室效应”，导致全球气候变暖，然后又会改变地球生态系统的循环，产生恶劣天气，冰川消失，致使海平面上升，淡水资源枯竭。如果出现这一结果，那就还未等到“以能定口”形势出现，“世界末日”就提前到来了。由于二氧化碳直接排放到大气层中，其产生的影响危害整个地球大气环境，因而所产生的“外部性”要由世界各国共同承担，因此，控制碳排放需要世界各国的共同努力；而“三废”等产生的排放直接污染所在国的环境，首先威胁着所在国人民的生存与发展，因此有关国家对这类排放的治理更具积极性。
但是，从理论上看，人类可以对各种排放加以控制，使其不对环境产生根本性的破坏，从而维持生态系统的循环，实现人类的永续生存与繁衍。
2.人类经济活动对资源的消费
从资源方面来考察，人类的经济活动（特别是工业生产）要消耗大量自然资源，这些自然资源，根据其是否具有可再生的性质，可以划分为可再生资源（Renewable Resource）和不可再生资源（Non-renewable Resource）两类。可再生资源能够在自然中自我更新，可供人类循环使用，而不可再生资源被使用后在自然界不能再生，加上其在自然界中禀赋存量是固定的，它的可用数量会随着不断使用而逐渐减少，并且不具备自我更新的能力，具有可耗竭性，因此又称为可耗竭资源。不可再生资源包括金属和非金属等矿物质资源。金属类矿物资源虽然不可再生，但废旧金属可以回收再利用，即可以循环使用，因此这类资源又被称为可循环的不可再生资源，并且再生金属的生产过程比原生金属所消耗的能源及产生的排放要小得多；而另外一类不可再生资源为煤炭、石油、天然气等化石能源（也包括页岩油气、可燃冰、铀矿等），这类资源在其使用过程中是不可逆的，不具有可回收和循环使用的性质，因此又被称为不可循环的不可再生资源。从不可再生资源的性质来看，不管是可循环的不可再生资源，还是不可循环的不可再生资源，均具有可耗竭性。
然而，可再生资源亦并非不可耗竭。当人类经济发展对可再生资源的需求与开采使用量超过可再生资源的再生和循环能力时，就会出现资源危机，而这种危机已经日益显现出来。就动植物资源来说，虽然可以循环再生，但人类若采取杀鸡取卵、竭泽而渔的方式，必然会加剧资源的枯竭。人类的过量捕捞、渔猎，使得许多国家的近海无鱼可捕，捕鱼的距离越来越远，成本越来越高；由于人类乱采滥挖导致环境破坏，大量动植物物种已经消失或正处于消失的边缘，有些物种还未等到人类命名就已经消失了；土壤资源由于滥用化肥造成的板结而降低生产能力，各种化学物质的排放导致的土壤污染使得某些地区土壤失去使用价值；由于人类的工业、农业的大量开采与使用，水资源的循环难以为继，地表水和蓄水层中的水正在消失或遭到污染，地下水位快速下降，河道断流，冰川消失，淡水资源日趋短缺对人类的生存与发展产生了巨大的威胁。关于可再生资源的持续利用，中国文化中早就有过论述，孟子所云“数罟不入洿池，鱼鳖不可胜食也；斧斤以时入山林，材木不可胜用也”。该论述非常精辟，也可以作为当代人资源利用的理念。但是，如前所述，碳排放加剧所产生的“温室效应”导致全球气候变暖，也会破坏某些可再生资源（特别是淡水资源）的循环再生。一旦人类无序活动加剧导致自然循环系统遭到毁坏，自然系统无法再生人类赖以生存的自然资源，人类将彻底完结。这是不是可以用生命周期理论来解释，人类这一生物，由产生、发展、成熟再进入衰退、消亡？但愿人类这一高等智能生物，能够用其智慧来破解这一周期规律。
据此，我们先把资源做如图4-1的分类，以明确资源开发和消费的路径，以便过渡到能源演进路径。
图4-1 资源分类
3.资源开采与使用过程中对环境的影响
人类在自然资源的开采、储运、加工与使用过程中均要对环境产生负面影响。在自然资源的开采过程中会导致水土流失、河道断流、地表水消失、地表沉陷、植物枯死、动物生存环境恶化等；在储运过程中，会产生泄漏（事故），对海洋、河流、土壤产生污染；在加工与使用过程中会产生“三废”排放；等等。而化石能源在其加工使用过程中所产生的排放对大气环境影响尤为严重，其中二氧化硫和二氧化碳是主要碳排放源。从化石能源所产生的排放来看，人类已经不能等到消耗完所有的化石能源再转向使用其他清洁替代能源。
戴利和柯伯（Daly and Cobb，1989）提出了三条资源使用最低安全标准，“社会使用可再生资源的速度，不得超过可再生资源的再生速度（这与孟子的思想相同）；社会使用不可再生资源的速度，不得超过作为其替代品的、可持续利用的可再生资源的开发速度；社会排放污染物的速度不得超过环境对污染物的吸收能力”。这三条标准是最通俗的可持续发展思想，但其中的第二条能否实现存在不确定性，是人类遇到的最大挑战。
（二）“三有一无”的假设
我们提出一个重要的“三有一无”的假设（或假说、假定）：我们假定，人类的碳排放能够控制在环境系统所能容纳的范围内，不会破坏地球环境的循环系统（第一个假设）；并且，人类对可再生资源的需求和消费也能适当加以控制，使资源的使用量不超过资源的自然生长量，那么，就不会发生可再生资源危机（第二个假设）；我们再假定，对于可循环的不可再生资源，如金属等矿产资源，即便矿产资源消耗殆尽，人类对这类资源加工的产品（金属产品）的需求和消费也能适当控制，可以通过废旧金属的回收再循环利用来满足需求（这是一种循环经济模式），也不会发生资源危机（第三个假设）。在上述三个假设中，只要人类能够认识到其中的危机，并对自己的经济行为加以适当控制，采取一些先进的技术和管理方法对资源与环境进行有序开采与使用，理论上是可以化解这些危机的。但是，对于不可循环的不可再生资源，即不可再生能源或化石能源，则没有上述假定。化石能源在其使用过程中，除了产生各种有害的排放之外，能源本身并不能通过任何方式、任何途径进行回收和再利用。因此，由于这类资源在其使用过程中的不可逆性或不可回收性，资源枯竭是必然的，只是时间的早晚问题。即使人类认识到这个问题，也不能改变不可再生能源枯竭的趋势。枯竭的时间虽有早晚，但枯竭的路径不可改变。即便人类精打细算，节俭使用，把不可再生能源的枯竭时间推迟数十年或百年，在人类历史长河中来考察，这段延迟的时间亦可以忽略不计。这就是所谓“三有一无”的假设。
以上就是我们提出的“三有一无”的假设，而其中的“无假设”则是人类面临的最大危机！“无假设”的问题是需要我们进一步讨论的问题，这也说明，能源是人类资源与环境的“短板”、最薄弱的环节。而“三有一无”的假设也是以能定口理论的假设前提、基础。
（三）以能定口理论的形成机理
“三有一无”假设中的“无假设”揭示了不可再生能源（化石能源）的消耗过程的不可逆、不循环的性质或路径。按照这一性质、路径或逻辑的推定，在不可再生能源耗尽而其他可替代能源供给不足的情况下，人类将面临一个“以能定口”的尖锐问题。也就是说，有限的能源只能维持有限的人口的生计。设想一下，人类社会一旦没有了化石能源将会出现什么样的结果。随着化石能源的枯竭，人类的社会经济生活系统将会面临全面剧烈的冲击。失去了化石能源的供给，工业生产规模会出现衰退，能源的锐减将直接导致大量工业企业停产，中间工业产品产量随之下降，最终导致终端消费品供给的下降，而且会对商贸、交通运输产生极大的冲击，城市生活中的那种大规模的集中运输、集中仓储的生活资料供给系统难以支撑，并造成人类生活用能的短缺。由此，人类只能获得有限的维持衣食住行之类消费品的供应。
那么，随着不可再生能源的枯竭，有哪些替代能源能维持人类的生存与发展呢？目前已经进入人类的生产与生活的只有可再生能源。据《BP世界能源统计年鉴2017》数据，2016年世界能源消费结构为水电占6.9%，可再生能源占4%。[1]水电也是可再生能源，我们把二者加起来，则世界可再生能源消费量仅占10.9%，而2016年世界人口总数为74亿。按照现有的能源结构，在现有的生活水平之下，可再生能源量可维持的人口不到10亿，而人类的人口还将继续增长。根据联合国人口统计和预测数据，预计2025年全球人口超过80亿，2043年超过90亿，2083年超过100亿。[2]在以能定口理论下，这多出的人口如何处置？通过提高可再生能源的使用效率，发挥出最大潜力，并节制需求，可以养活更多的人口，但效率和潜力的挖掘毕竟有限，如何破解“以能定口”的困局，考验着人类的智慧。
这样，以能定口理论形成机理就清晰了：化石能源必将在某个时点枯竭，人类对能源的需求模式也无法改变，并且找不到其他有效的永久性替代能源，人类将面临能源“大饥荒”。这一演变趋势用周期理论来解释，那就是世界经济的一个总周期或最大周期，目前是个尚未完成的隐形周期，即人类经济从农耕时代发展到工业时代，经济总量不断上升，在21世纪某个时点达到顶点或峰值，然后随着化石能源的枯竭开始衰退或下降，一直跌入低谷。
“以能定口”实际上已经在现实中显现。中国的北方地区能源结构中煤炭占比大，产生的污染严重，有关部门于2017年冬季进行“煤改气”的结构转型，但中国的资源禀赋是“贫气”，结果导致气量供给不足，同时引发液化气大幅度涨价，只有从南方向北方供气，这就造成南方地区，如四川工业用气的断供，天然气化工全部停产。虽然保住了四川的居民用气（有些居民小区停气次数增加），但天然气短缺对工业的冲击最终要影响到民众的生活。中国油气资源的来源主要依靠进口，但世界上没有那么多油气让中国敞开使用。从国际来看，具有讽刺意味的是，在联合国气候变化大会召开之际，德国在恢复和扩大煤炭的使用，美国也开始恢复煤炭的生产和使用。这说明什么问题？可再生能源还并不足以解决能源供给问题，而煤炭却有着价廉、好用（发电稳定）的优势，这是目前的可再生能源无法替代的。那么，若煤炭也短缺，世界又将如何？中国已经由煤炭净出口国转变为净进口国，成为世界上最大的煤炭进口国家了。
由“三有一无”假设到“无假设”，再到以能定口理论形成，实质上反映出一个能源演进路径问题，即不可再生能源演进路径的不可持续性。既然这一能源路径不可持续，而在目前的用能模式下可再生能源又不足以解决人类的能源需求，那么还有没有其他可持续的能源演进路径？这就需要对所有可能的能源路径进行全面梳理，分析一下是否有可持续的能源路径。
二 以能定口理论下的能源演进路径及面临的挑战
在“三有一无”假设和“以能定口”法则之下分析可能的能源演进路径，其中有希望，但挑战巨大。
（一）能源演进路径
这里，我们把所有的能源演进路径进行归纳和分析。每条能源路径都有相应的技术路径，而技术路径还要依赖经济上的可行性和风险上的可控性。如果仅是技术上可行，但经济成本太高，也无法商业化开发，无法为人类所利用；如果风险上无法控制也不能轻率开发和使用。通过能源演进路径的梳理和分析，便可明确人类未来能源的图景以及世界政治经济格局的演变和转型。
1.不可再生能源路径
不可再生能源分为常规不可再生能源和新型不可再生能源。常规不可再生能源有煤炭、石油、天然气、核能（可控核裂变反应堆）；[3]新型不可再生能源有页岩油气、可燃冰等。页岩油气已经进入了人类的生活，即将转化为常规能源。当常规不可再生能源日趋枯竭时，人类便开始开发新型不可再生能源。但是，新型不可再生能源开发的成本越来越高，地质风险越来越大。页岩油气的开发难度、开发成本、地质风险高于常规油气，而可燃冰开发的技术难度、开采成本、地质风险更高于页岩油气，能否商业化开采和生产尚存在不确定性。今后的能源开发趋势将是技术越来越难、成本越来越高、风险越来越大。
与不可再生能源路径相对应的技术路径主要是能源的开采、加工和使用技术，常规不可再生能源的开发技术基本上是成熟的，经济上是可行的，风险也基本可控。虽然海上石油的开采曾出现重大泄漏（如美国墨西哥湾油井事故），出现过油轮失事导致的泄漏，煤炭开采可能出现各种地质灾害及矿难，还有令人生畏的核事故，但这些风险总体上可控，今后出现风险的概率越来越低。这一领域的技术也是在发展的。
新型不可再生能源，如页岩油气，已经取得了技术上的突破。美国在页岩油气的开发上率先获得了技术上的突破，基本上实现了能源的自给，从而在短期内改变了世界原油的供求格局，导致国际油价大幅度下跌，但并不能改变原油资源枯竭的长期趋势。目前页岩油气开采的技术方法，即“水裂法”，亦存在缺陷，即需要消耗大量水资源，并可能产生地下水污染。因此，在缺水的地方（如中国北方地区），即便页岩油气资源丰富，也不宜开采。“水裂法”（亦称“压裂法”）的另一问题在于引发地质灾害。伴随着页岩油气的开发，美国的页岩油气密集地区地震频发。用注水压裂岩石虽然有助于油气的涌出，但地下岩石的崩裂容易引发地震，而接近地表的地震产生的破坏性更大，并且密集的小地震可能引发、激活大的地壳板块运动，诱发更大的地震灾难。美国的地质专家已经就人为因素造成的地震进行了调查研究和取证。页岩油气的开采已经遭到当地民众的反对。地质专家还通过取证，发现在地热能开发过程中也引发了地震（大量抽取地下热水用于蒸汽机，然后将用过的废水再灌入地下亦容易引发地震）。地下深度能源的开采的一个共同特征，就是原来当地并未出现地震，而随着能源的开采，地震频发。因此，此类能源的开发具有风险，难持续。
可燃冰的开发尚处于研究阶段，其技术上的开发难度和环境风险远高于页岩油气。中国虽然试采可燃冰取得成功，但真正商业化开采能否成功仍然存在不确定性。一是技术上的一些难关仍然有待攻克，如泥沙的分离；二是生态风险的规避，这是更加关键的问题。在采气的同时温度可能会升高，从而可能引发气体失控而大量溢出、喷射，导致生态灾难，即环境在短期失控下的变暖，甚至可能恢复到二叠纪、三叠纪恐龙灭绝时代。因此，可燃冰开采的环境保护技术更加重要。正因如此，国外的一些大公司不敢轻易开采。此外，可燃冰的开采成本要远高于常规油气，如果可燃冰成为主导能源，那也就意味着人类的能源危机更加严峻，海洋争夺更加激烈。
因此，总体上说，便于开采的能源品种几乎都已被大量开发，未开发的品种，技术难度、环境风险非常大，开采成本非常高。人类通过技术创新，已经把矿井打得越来越深，直至深入页岩层；可以把能源开发的领域延伸得越来越广，从陆地延伸到海洋、海底；但同时，人类的技术正在把地球弄得天翻地覆，百孔千疮。然而，无论是常规还是新型不可再生能源都有一个致命的弱点，就是可耗竭性，不能彻底解决人类的能源危机，只能延缓危机的来临。因此，越是在当前能源供给相对充足的情况下，越要重视和研究其中隐含的危机，即能源的耗竭问题。
2.可再生能源路径
可再生能源可以循环再生，同时较化石能源更加清洁，如水能、风能、太阳能、生物能等。可再生能源的开发技术也是成熟的，其中水能开发的技术最为成熟，经济上可行，风险可控（也可能存在对地质结构的影响而产生一些不确定的风险），已经被列为常规能源。风能、太阳能、生物能的技术也基本成熟，并进入人类的使用领域，并有很大的提升空间，风险较其他能源可控，但在经济上目前还需要政府的财政补贴。可再生能源循环的一个必要条件是自然循环系统不被破坏，如水能、生物能等。可再生能源的弱点在于能源总量太小，或可实际利用的能源总量太小，不能满足人类日益增长的能源需求，只能小部分地替代不可再生能源，虽然有巨大的开发潜力，但能够开发的程度尚存在不确定性。即便在技术上使其能量发挥到极致（最大化），亦很难指望它能完全达到不可再生能源所提供的能源量。可再生能源的另一弱点在于不稳定，目前在电网中只能占据一定的比例（在中国一般不能超过10%），不能全部替代化石能源（而化石能源的使用虽然会产生较高的排放，但却有着发电稳定的优势，这是可再生能源无法替代的）。如何利用可再生能源来彻底解决能源危机，挑战巨大。
3.无限能源路径
还有一种能源，在原理上不属于可再生能源，但可供人类永续使用，我们把它称为无限能源。无限能源是本书提出的新的能源划分概念，是存在于自然界，可以取之不尽、用之不竭的能源。从广义上可以把这类能源看成可再生能源，其与太阳能也有一定的关系，但就能源的循环与开发原理来看与上述可再生能源有所区别。无限能源主要有以下种类。
第一，地热能。地热能是蕴藏在地球内部的热能，是可以被人类经济开发和利用的地球内部的热能资源。从性质上看，地热能主要来自地球内部放射性核元素不断放射所产生的热能。只要地球存在就有地热能存在，取之不尽、用之不竭。地热能也是已经进入人类使用阶段的无限能源。地热能资源的利用主要分为地热发电和地热能直接利用两种方式。地热能的开发潜力非常大，但是，类似可再生能源，其所能提供的能源量毕竟有限，不能满足人类对能源的巨大需求，并且，如前所述，地热能的开采仍存在地质风险。
第二，水资源。这里所说的水资源不是常规的由落差所形成的水能资源，而是水资源本身。水可以循环再生。只要水能循环，能源就能循环，但水资源直接转化为能源，在原理上并不是常规水电的生产。前些年曾出现过“水变油”的骗局，但“水变油”在理论上是成立的。水的分子结构为H2O，其中有两个氢原子，一个氧原子。氢气是高效而清洁的燃料，只要把电解水的装置放在汽车里，汽车只需加水即可从水中电解出可供汽车使用的燃料氢，从而实现“水变油”的神话。有媒体报道，日本已在试制这种汽车。但即使技术上可能，能够生产这种样车，也可能成本太高，无法商业化推广。如果用电解水分离出的氢气发电，首先电解过程就需大量的电能，这就要看电能的投入与产出的关系是否合算。而更为关键的问题在于用氢气发电风险非常高。氢气只有在纯净的状态下才能安全、稳定地燃烧，一旦混入杂质，就会发生爆炸。一个氢气发电厂一旦发生爆炸事故，巨大的能量可以把一座城市掀翻。
第三，可控核聚变项目。可控核聚变似乎是人类目前最大的希望。可控核聚变能源就是可持续核聚变反应堆所产生的核能。核能就是通过核反应从原子核中释放的能量。目前的核能技术采用的是裂变反应，即把比较重的原子分裂成较轻的原子而释放出能量。而正处于研究阶段的核聚变，其原理则正好相反，即把较轻元素的原子聚合在一起，生成较重元素的原子而释放出能量。一升海水里面的氘，如果全部聚变反应的话，产生的能量相当于燃烧300升汽油产生的能量。核聚变的优势在于产能效率更高，并且其所用原料同位素氘与氚存在于海水中，取之不尽，用之不竭，可以让人类使用上亿年，因此我们可以把它看作无限能源。如果可控核聚变成为现实，则可从根本上化解人类面临的能源危机，最终实现可持续发展。这样的话，人类的思维模式、可持续发展理论又将发生根本性的变化。
核聚变的另一优势在于其环境可接受性比较好，聚变反应所产生的产物是氦，氦本身不具有放射性，也没有核裂变反应堆所产生的难以处理的核废料，因此相对安全，并且，如同核裂变反应堆，核聚变反应堆也没有化石能源生产和使用过程中所产生的二氧化碳、二氧化硫、粉尘、烟尘的排放，那么困扰人类的大气污染问题或环境可持续的问题也就彻底解决。能源分类见图4-2。
图4-2 能源分类
但是，可控核聚变路径尚面临多项技术上的挑战。
（二）面临的挑战
前文已分析，每条能源演进路径或每个能源品种均有其优势和劣势，面临着不同的挑战。而可控核聚变路径若能成功则是解决能源危机的最彻底、最优路径，但面临的挑战也最大，特别是技术上的挑战。例如，相比于核裂变过程，核聚变最大的挑战就是反应条件——需要瞬间上亿度的高温才能引起核聚变反应，于是，可控核聚变的最关键问题在于：一是怎么将核聚变的原料加热到这么高的温度，目前可能的解决方案是先用小型裂变反应引爆（如氢弹的爆炸是先用一个小型的原子弹来引爆）或用激光束来点燃；[4]二是将核聚变的原料加热到如此高的温度以后拿什么来装它，问题在于世界上还没有发现能够耐上亿度高温的材料。
正因为受控核聚变这一巨大的能源工程面临太多挑战，是人类的世纪难题，非一个国家的能力所能攻克，1985年，国际上开始倡议多国共同合作开展受控核聚变反应堆的研制工作，于是就酝酿了国际热核聚变实验反应堆（简称“ITER”）计划。2006年，由中国、美国、俄罗斯、欧盟、日本、韩国、印度7方30多个国家和地区参与建造的ITER项目协议签署并开始实施，中国承担10%的科研任务。该项目是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一，也是中国参与的规模最大的国际科学合作项目。
在该项目的研究沉寂了十多年之后，终于盼来了令人振奋的进展。根据央视和央视网消息，经过科研人员12年时间的研究与开发，由我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。这一技术突破解决了上述第二个问题中的核心部件问题。它是一种特殊的结构，可把热量及时地传走，从而避免反应堆锅炉被高温瞬间融化。
但是，核聚变反应堆最终成功运行仍有诸多技术难关有待攻克，其商业化过程仍面临诸多技术挑战。1952年人类利用核聚变试爆了第一颗氢弹，但时至今日，和平利用核聚变依然是人类追求的遥远目标。专家认为，随着ITER项目的推进和各国自主的核聚变项目研究，人类有望在未来50年内，让这种能量巨大而又清洁安全的能源进入千家万户[5]（另一篇较新的文章则称“有望在50年到60年之后实现商用化”[6]）。而据ITER组织总干事贝尔纳·比戈称（2018年10月23日报道），目前反应堆的工程建设已完成一半以上，根据目前的日程表，ITER将于2025年底实现首次点火，产生第一束等离子体，然后将于2035年开始聚变实验，最终将于2050年左右实现核聚变能的商业应用。[7]
但是，理性地分析，专家的预言不一定就能最终实现，即便最终能实现，人类仍然面临着转型中的危机。从目前来看，ITER项目只是人类攻克新核能的一个希望，不能盲目乐观（即使中国完成了所有10%的任务，还有90%的任务有待其他国家完成），ITER项目的最终结果仍有非常大的不确定性，或有如下可能：一是乐观的结果，即人类可以在50年之内实现核聚变的商业运营；二是悲观结果，即在50年内无法实现商业化运营，或者推后，或者遥遥无期，甚至各项技术难关无法攻克，或者只能造出一个样机，无法实现商业化运行，甚至核聚变的和平利用最终成为“镜花水月”，可望而不可即，或者说是科学发展中的又一个“永动机”，最终无法实现。再从环境的角度来看，即使ITER项目获得成功，不会产生现有核裂变反应堆产生的核辐射，也不会产生类似化石能源的各种污染，但上亿度的高温从核聚变反应堆锅炉中被传出之后将面临在自然环境中的冷却过程，这仍然是一个挑战。上亿度的高温所产生的热辐射排放到自然环境中，亦会对环境、生态和生物产生巨大的负面“外部性”，甚至会加剧“温室效应”和全球变暖。从辩证的思想来看，任何事物均有其利亦有其弊。百利而无一害的事并不存在。基于此，人类要寻找趋利避害的路径。
然而，更大的挑战是：即便是人类在未来50～60年能够实现核聚变的商业运营，但是，未来的50年，人类社会将会面临什么样的变化？在这一期间，人类将面临以下两个重大事件。
第一个重大事件是：在未来50年，石油资源将会耗尽，已有许多文献进行过相关论述。其中，Malyshkina和Niemeier（2010）预测，碳氢化合物燃料可能在2050年就会枯竭，131年后，汽油和柴油才能完全被替代，但这与碳氢化合物燃料枯竭之间相差了90年。乐观的预计则是，碳氢化合物燃料枯竭时正好核聚变能源能够成功接替。但是，这只是一个最乐观的预期，并无把握，核聚变能源与化石能源之间能否平稳地衔接，仍然有不确定性，面临着挑战。问题是，石油资源一旦接近枯竭，将会出现能源价格飞涨的现象，各国之间的矛盾和冲突加剧，人类社会可能处于更加无序状态。
第二个重大事件是：在未来50年，可能因汹涌来袭的全球变暖环境发生第六次动物生命大灭绝[8]（这一信息也为央视所报道），可能产生冰川消退、生态循环系统遭到破坏而淡水资源枯竭的状况，亦可能因各种排放使得河流、土壤、大气污染加剧，使地球环境不适合人类居住。也就是说，人类不能等到将所有化石能源消耗完毕再转向更加持久的能源。从中国目前的环境状况来看，能源结构的转型已经迫在眉睫（特别是中国每年近40亿吨的煤炭消费巨量所产生的巨大排放）。另外，在各种资源（能源）与环境危机的冲击下，人类社会可能陷入一片乱局，如果此时ITER项目尚未完成，必将影响该项目继续进行，甚至导致项目终止。
技术并非万能，它不能解决人类社会所面临的所有问题，特别是当世界处于乱局之中时，技术本身无法进步，也无法发挥作用。因此，仅有ITER项目的国际合作是远远不够的，人类不能把所有的希望全部寄托在该项目上，还应在更多领域展开更加深入的国际合作。在能源路径上，人类还应探索另一条路径的合作，即“以能定口”路径下的合作，采取“两条腿走路”的战略。
三 不同能源演进路径之下的人类社会演进路径及面临的风险
人类社会未来的生产、生活及其组织形式取决于不同的能源演进路径，并在不同的能源演进路径之下表现出不同的形态。
（一）不同能源演进路径之下的人类社会演进路径
1.以不可再生能源为主导的人类社会演进路径
以不可再生能源主导的能源结构会导致人类对短缺能源争夺的矛盾加剧，甚至会引发更多、更大规模的战争，并且由于这一能源体系本身的不可持续性（表现为环境的不可持续和资源可耗竭性的不可持续），其给人类带来的将是无序、黯淡的未来前景。这样，人类必须寻求替代能源或新能源，推进新的能源演进路径，并将人类社会经济导入不同的演进模式。
2.以无限能源为主导的人类社会演进路径
从目前人类所探索的无限能源的思路和进程来看，可控核聚变，即ITER项目如果能够成功，将会彻底解决人类的能源危机，因而这是一条最乐观的演进路径，人类将彻底摆脱因能源短缺而产生的矛盾和战争。随着化石能源被人类放弃，有关海洋和岛礁的地位也就大幅度下降，各国也就没有必要为领海、岛礁问题而唇枪舌剑，发动战争，世界政治经济形态的演进模式将朝着积极、有序的方向推进。在可控核聚变这一无限能源支撑下的人类社会和经济系统，大电网、大工业、大城市以及由这“三大”维系的人类集中生产、集中生活的模式仍然可以持续下去。但是，如前所述，ITER项目存在不确定性，要么“远水解不了近渴”，要么，由于各种技术难关不能攻克，最终无法实现商业化运行。因此，人类还需未雨绸缪，探讨新的能源体系以及由此能源体系推动的人类社会经济的演进路径或模式。
3.以可再生能源为主导的人类社会演进路径——人类的希望
当化石能源消耗殆尽或不能继续使用，而ITER项目尚未进入商业使用阶段，人类所能依赖的能源只能是可再生能源（包括部分无限能源，如地热能）。新型可再生能源已经进入人类的生产和生活，同时还有巨大的开发潜力。这是人类切实可行的能源演进路径。随着化石能源的枯竭，人类的社会经济生活系统面临全面而剧烈的冲击的同时，也会发生人类进化历史的大转折、大转型。从辩证唯物主义思想来看，当进入这一路径之后，人类在能源的使用上完成了一次历史大循环，即由（传统）可再生能源到不可再生能源再转到（新型）可再生能源。最初人类使用的是可再生能源，第一次工业革命推动人类使用不可再生能源，从可再生能源到不可再生能源或化石能源，是人类社会的一次重大跨越。以化石能源为主导的每一次技术革命，如蒸汽机、内燃机、电动机的发明都推动了新的工业革命，使生产力得到飞跃式提升，社会财富得到空前的累积。但由于化石能源的不可再生性及其产生的碳排放，人类最终要放弃化石能源而再次转向可再生能源，但这一大循环并不是简单、封闭式的循环，而是螺旋式上升；不是回到传统的可再生能源，而是进入新型可再生能源，新型可再生能源的生产和使用是建立在现代高科技基础上的高效循环，人类在可再生能源的使用技术和效率上已经得到较大的提升。伴随着能源的循环，人类的生产、生活方式以及人类社会组织形态也将发生重大循环和转型。在不可再生能源主导之下的工业革命及大工业生产，推动了城市化进程，使人类由农村分散式生产、生活转向城市集中式生产、生活，实现了一次重大转型。而现有的这种集中生产、集中生活的方式依赖于庞大的能源供给系统和巨大的能源供给量的支撑。而一旦这一能源供给系统衰落，则将无法维持这一“集中”生活模式。
化石能源的退出既给人类造成巨大冲击，也带来新的希望。没有了化石能源提供的庞大能量，工业生产规模将出现全面衰退，特别是那些能源密集型重化工业的生产将难以为继；没有化石能源所提供的燃料和能量，大城市的商品和物资的运输仓储系统亦无法运转；没有化石油气燃料，运输工具将依赖两种供给方式：一是采取电力系统，电力机车和电动汽车已经进入了我们的生活，而问题是在化石能源枯竭、仅靠可再生能源供电的能源总量约束下，就需要对电力的使用在各个领域进行规划或限定，只能拨出一定的比例用于交通运输；二是采用生物燃料，但生物燃料的生产需要占用土地资源，人类要在有限的土地上生产粮食等作物和能源作物，于是土地资源更加紧缺，需要对土地资源的使用进行规划或限定。在可再生能源总量达到极限的情况下，运输用能将受到制约，于是，家庭轿车的使用量和使用频率将会大幅度下降，而城市中大规模的集中运输、集中仓储的生活资料供给系统亦将难以为继，因而出现反城市化或逆城市化的转变，最终大城市将衰落，直至消失，人类又将分散到郊区、农村生产和生活，生产和生活方式将由集中进入分散，社会生产的组织形式也将分散化、微型化，从而出现人类社会经济形态的大转型。而可再生能源系统亦更加适合于单个的、小系统、小区域的供电、供能，如屋顶太阳能发电系统，而分布式发电[9]也已经走入人类社会，代表着人类供电模式的变革及未来发展方向。而当化石能源枯竭、大型电网（如目前的全国电网、集中调配）退化、消失以后，人类将全面进入可再生能源分布式发供电模式、微型电网模式，这样，人类又完成了由小电网到大型电网再到小型或微型电网的历史大循环，并由“集中”模式，即由城市的集中生产、集中生活回归到分散生产、分散生活的“分散”模式。这就是物极必反，循环演进的法则。人类完成了一个由分散—集中—分散或农村—城市—农村的历史大循环。这一循环反映了人类社会进化的螺旋式上升、波浪式前进的否定之否定规律。
在工业生产方面，生产周期将由工业化时期的无季节性周期回到类似农业时代的季节性生产周期，即根据不同区域可再生能源种类的禀赋特点，在可再生能源丰富的季节，如丰水期、丰风期和太阳能丰盛的夏季，扩大工业生产规模，而在可再生能源不足的季节缩减或停止工业生产，让较少的能源满足人们的生活需求。这一循环并非完全悲观。随着化石能源的终结，与之相关的各种排放也彻底消失，在微循环、微系统、分散式的生产和生活模式下，自然环境和生态系统得以改善与恢复，这就是问题积极的一面。但是，人类社会在这种转型或过渡过程中却面临着巨大的风险和挑战。
（二）面临的风险与挑战
然而，以可再生能源为主导的人类社会经济转型蕴含着巨大的风险，这一演进路径必然要经过“以能定口”的门槛，即有限的能源只能维持与之相对应的有限的人口的生产和生活。人类的生产资料和生活资料的生产总量取决于可获得的能源总量，因而能源总量必然决定人口总量。如Malyshkina和Niemeier所预测的碳氢化合物燃料枯竭与新型能源接替之间的90年空缺如何去填补？一旦化石能源枯竭，人类社会将出现什么状况？
不用等到化石能源完全枯竭，在趋向枯竭，即供给量下降时，世界经济和人类社会就会出现紊乱。英国石油储量消耗分析中心称，石油开采量下降10%～15%足以令发达工业国家的经济完全瘫痪。20世纪70年代，石油开采量仅下降5%就导致全球物价上涨了5倍。[10]在能源结构转型过程中，随着化石能源的逐渐枯竭，人类社会的矛盾和冲突将会加剧，世界可能变得更加无序。从静态的角度来看，目前可再生能源在世界能源消费结构中所占比例也只有10%左右，[11]怎么来维持世界70多亿人口的生计？而世界人口还会继续上升，多余的人口怎么处置？如果发生能源大饥荒，可能会发生“以能定口”的淘汰法则。人类将如何应对？随着化石能源的枯竭，能源结构向可再生能源转型时，世界各国为了争夺有限的化石能源可能会发生更多、更大规模的战争。
图4-3是不同能源演进路径之下的人类社会演变态势。在“以能定口”的路径之下，人类社会的演进将会有两条分岔路径（子路径）：一条是和平路径（如图4-3中的子路径一），即人类互相团结，互相支持，同舟共济，共渡难关。世界环境与发展委员会（1997）出版的《我们共同的未来》报告提出的倡议则是一种和平应对的路径：“可持续性要求，在达到这些限度的长时期内，全世界必须保证公平地分配有限的资源和调整技术上的努力方向以减轻压力。”这是一种和平处理危机、共同承担危机的精神。然而，当“限度”达到之后，人类更加需要公平地分配更加有限的资源，同时应通过提高可再生能源的开发与使用效率并控制人口，节制需求，从而在有限的可再生能源的循环之下维持生计，实现繁衍。
另一条路径则是通过战争淘汰人口的非和平路径，即种族主义主导的路径（如图4-3中的子路径二），或如马尔萨斯提出的所谓“积极性抑制”。资源的争夺历来是战争的根源。资源基础的丧失或枯竭是一个渐进的过程，这一过程的演进，会导致资源价格上涨（或成本上升）和收益下降，各国之间争夺资源的矛盾将日益加剧，最终可能通过战争来解决问题，同时可能引发纳粹思想和种族主义的泛滥，“优化人种”“淘汰劣等民族”又可能成为战争爆发的借口。
很显然，人类最佳路径是图4-3中由无限能源主导的路径，即乐观的路径，次优路径是子路径一，而应竭力避免的是子路径二。但是，人类在上述路径选择中已经面临了严峻的挑战，因为从20世纪以来世界资源竞争与争夺态势似乎正在促使人类向子路径二演进。目前人类的资源危机尚处在资源价格波动上涨的阶段，总体上还未接近或达到资源基础完全丧失或资源枯竭的阶段。如果接近或达到枯竭阶段，则资源争夺的矛盾会更加尖锐。要想避免子路径二，人类的国际主义精神、人道主义精神、公平正义精神必须战胜纳粹主义、种族主义和军国主义精神。希望人类的国际主义精神、人道主义精神、公平正义精神不断深入人心，并在与纳粹主义、种族主义和军国主义精神发生矛盾和冲撞时能够战胜后者。
然而，令人担忧的是，整个世界演化态势似乎正在滑向子路径二。世界发展进程虽然体现着合作精神，但从当今世界无序的状况来看，利益之争似乎大于合作。一旦世界能源体系崩溃，“以能定口”淘汰法则出现，在一片乱局之下，各国政府、国际社会是无能为力的。
图4-3 不同能源演进路径之下的人类社会演变态势
四 “以能定口”是人类将要跨入的门槛
如上所述，不同的能源演进路径对人类社会未来会产生深刻的影响，在不同的能源演进路径下可能产生的不同社会经济形态和政治经济格局，即能源的“版图”决定人类社会的演进模式，决定世界政治经济格局。伴随能源演进路径的变化，人类社会生活、生产、聚集模式、经济形态和政治格局将会发生重大转型，而在这一转型过程中将充满着危机、挑战和风险。人类在还未找到解决能源危机的根本办法之前，不宜以乐观的态度处置，冀望于未来科技发达了什么问题都会迎刃而解，而应直面问题，以寻求在新的苛刻约束条件下的效用最大化方法来加以化解。“以能定口”法则的出现看似遥远，但推动这一法则出现的各种因素正在形成，甚至加速形成，对这一法则的处置方式也已经出现和不断强化，不同政治力量的角力亦日益尖锐，对所有这些因素的因势利导有赖于人类的协调行动。在资源与环境形势日趋严峻，化石能源日趋枯竭的形势下，人类要有两手准备。一是全力以赴地加快创新，寻找解决能源危机的根本办法，研制和寻找更高效、更清洁、更持久的替代能源，从根本上解决人类面临的能源危机，从而使能源能够永续利用，人类最终进入乐观路径，同时在新型不可再生能源的开发上继续取得突破，如在页岩油气、可燃冰等新型能源开发上取得成功，从而推迟能源危机的到来，为寻求根本解决能源危机的办法赢得时间。二是要未雨绸缪，及早为悲观路径做好充分的准备。客观地说，乐观路径是我们的希望，但不能指望，而“以能定口”可能才是人类的必由之路，是人类必须跨入的门槛。ITER项目体现着人类居安思危、未雨绸缪的国际合作精神，但是，人类作为一个理性的生物群体，不能把全部的希望都压在ITER项目上，而应致力于开辟新的出路，积极开展其他领域的国际合作，采取“两条腿走路”的战略，引导“以能定口”法则之下的社会经济转型。
为此，人类需要努力协调、合作解决以下问题。
第一，加强资源与环境方面的创新合作。要大力控制各种污染排放，遏止温室效应和全球变暖趋势，维持生态系统和自然循环系统的完好，以便人类未来成功软着陆于“以能定口”的系统环境，实现可再生能源的循环利用，以避免在“以能定口”法则出现之前，“世界末日”就提前到来。自觉约束自身的需求和行为，适度控制对可再生资源的消耗，使得可再生资源的消耗速度慢于其再生速度，从而实现可再生资源的永续利用。大力发展循环经济，推动资源的循环利用，在矿产资源枯竭时，通过资源的循环使用实现可持续发展。
第二，加强能源技术上的创新合作，积极应对“以能定口”的转型。能源危机的解决根本上还是能源技术上的创新，除了ITER项目的创新之外，还需在其他能源领域创新，包括以下两点。①新型不可再生能源的技术创新，包括页岩油气的推广、可燃冰燃料的研发，其中还应大力增加核能（裂变反应堆）的使用量（核能是清洁能源，虽然也是一种风险性较大的能源）。新型不可再生能源的发展，其意义在于推迟危机的发生，并在能源路径转型过程中起着重要的铺垫作用，为“以能定口”顺利转型赢得时间。②加速可再生能源领域的创新与开发。为了破解“以能定口”法则，争取规避该法则可能对人类社会造成的灾难，必须加快可再生能源发展的速度，尽快提前对化石能源进行替代，而不能等到Malyshkina和Niemeier所言的2140年。一方面提高可再生能源的产出效率，尽最大可能提高可再生能源的产出量，使可再生能源的利用率达到最大化；另一方面推进节能技术和能源使用效率、生产效率方面的创新发展，使单位能源消耗量的产出达到最大化，以尽可能少的能源生产尽可能多的产品，同时合理节制需求，缩小能源供求之间的差距，从而使有限的可再生能源供给能够维持尽可能多的人口生存。
第三，人类要协调行动，努力形成正义的全球意识。为此，要加强社会经济转型方面的国际合作。能源路径决定着人类社会经济的形态，能源路径的转型决定着人类社会经济的转型。是主动地适应转型还是被动地转型，其结果将大相径庭。人类应对“以能定口”生活模式所产生的巨大的社会经济转型进行有序引导，如生产、生活方式由集中转为分散，由城市转为农村的转型保持有序地过渡。如果有关工作未能做到位，将发生重大灾难。以可再生能源为导向的“以能定口”模式下的社会经济的转型依赖国际社会的合作，即以图4-3中子路径一为转型目标，避免和摒弃子路径二，即在公民意识、人道主义精神、制度与规则上加以完善，并用人道精神、公平正义精神来取代或战胜未来资源危机可能诱发的种族主义和纳粹主义，努力实现人类社会转型的平稳过渡，从而将人类演化路径导入子路径一。和平路径的趋近依赖于最广泛、最坚强的国际的合作。国家之间，在没有远大的共同目标时，就会把注意力放在眼前利益之上，陷入各种眼前利益的纷争；一旦有了远大目标，就能放开、搁置眼前的利益纷争，着眼于更大的发展所带来的利益。
以上各条措施的有效实施还依赖于对人口总量的控制，但控制人口总量与优化人口结构始终是人类面临的挑战。如果到21世纪末，世界人口总数超过100亿，那么资源与环境的压力又将进一步加大，并增加了转型的难度与负担。在这种情况下，要实现在“以能定口”的苛刻环境下人类社会平稳地向子路径一过渡，谈何容易！一些贫困地区、欠发达地区，可能因分发不到足够的能源和粮食而导致大量人口死亡，世界人口总量可能出现大幅度下降。而随着人口总数的大幅度下降，资源与环境压力便可得到根本性的缓解，环境得到改善与恢复，社会经济系统，人口结构又将重新焕发生机，增添活力。这又是不幸中的万幸——事物积极的一面。
五 人类的重任
人类的未来必然建立在循环经济系统之上，要维持生态系统和自然循环系统的完好，保护好水源，保护好树源。生态系统的循环是人类生存循环的基础；水是人类的生命之源，也是人体和生命的必要组成部分；树为人类提供源源不断的木材资源和生物能源，树林是人类宝贵的蓄水库和蓄氧库；树也是人类思想的源泉，牛顿在苹果树下悟出了地球引力原理，释迦牟尼在菩提树下顿悟成佛。
六 中国的引领
“中国应当对人类做出较大贡献”是几代人的理想和追求，而现在终于有了契机和切入点，在未来的能源路径，中国可以发挥引领的作用。
可再生能源系统是人类未来“软着陆”的目标着陆点，“软着陆”依赖于可再生能源技术和管理上的创新，依赖于世界各国的合作，但必须有引领者。中国成为引领者已经具有客观必然性。中国已经是全球最大的能源生产国和消费国，同时也是最大的碳排放国，甚至也是化石能源产生排放污染最为严重的国家之一，能源结构的转型已经迫在眉睫。在这种形势下，等待其他国家的新能源技术创新，或抱有“搭便车”的心理，已经不合时宜，只有从自身做起。推动能源结构的转型必然要加快新能源技术，特别是可再生能源技术的创新，同时推动能源使用和管理模式的创新，即在加快新能源技术（特别是可再生能源技术）的创新和推动能源使用和管理模式的创新两个方面发挥引领作用，推动能源结构转型。应大力推动以可再生能源为导向的分布式发供电系统发展，试建可再生能源生活社区，作为未来的能源社区的示范，并根据不同地区的可再生能源资源禀赋，如水电、风电、太阳能、生物质能及地热能的禀赋优势进行定位，创新生产生活用能模式，积极创建清洁能源示范省（区、市）、绿色能源示范市（县）、智慧能源示范镇（村、岛）和绿色园区（工厂），构建具有不同能源特色的能源社区。只有通过试验才能发现问题，获得新的启发。可再生能源生活社区系统的研制和构建，既要广泛采取国际合作方式，也要发挥中国自身的主动性和主导性，为世界各国提供示范，为人类做出较大贡献。
通过以上引领发挥中国在世界上的影响力，把世界各国的注意力吸引到大家将要共同面临的问题和危机上来，从而缓解和淡化当前世界各国之间、中国与有关国家之间的矛盾。
七 以能定口理论对人口理论和增长极限理论的超越
最近200多年来，有关人类危机的理论和思想全部集中在西方国家，缺少中国的声音，国内学者只是根据别国的理论和思想轨迹和框架来从事研究，处于被引领的地位，本书开拓了新的理论和思想来影响世界，实现了理论的创新和思想的超越，将中国在这一学术领域的研究由被引领转变为引领。
首先，以能定口理论是对以粮定口理论的深化。粮食属于可再生能源中的生物能。从理论上看，根据“三有一无”的第二个假设，只要人类能够保持生态系统的完好，粮食就可以循环再生，在现代科技水平不断提高的情况下，粮食亩产可以提高。最近几十年来，粮食生产效率不断提高，亩产不断提高，而且具有进一步提高的潜力。最近几十年爆发的人类粮食大饥荒，其原因主要是人为因素，如战争、经济政策方面的错误。如果能源能够充足地供应，耕地和生态系统能够得到有效保护，“以粮定口”的矛盾就不会变得非常尖锐。然而，一旦不可再生能源枯竭导致能源不能充足供应，要在能源供给大幅度减少的情况下，把有限的能源在各种生产资料和生活资料（包括粮食）之间进行分配，“以能定口”的问题就会凸显出来。
其次，以能定口理论是对增长极限理论的深化。增长极限理论是把以粮定口理论进一步放大，即放大到以整个资源与环境的供给量来决定人口数量。也就是说，从《人口原理》到《增长的极限》，将以粮食等生活资料对人类的生存与发展的制约拓宽到整个资源与环境的制约，即“由窄变宽”，但增长的极限理论却没有对不同的资源环境问题的性质进行进一步的深化研究。本书对不同性质的环境与资源问题进行深入分析，提出“三有一无”假设，从而把资源与环境的制约问题再螺旋式循环到“由宽变窄”，而对制约的因素又进一步明确与“聚焦”到更加具体的“以能定口”理论。《人口原理》和《增长的极限》主要从自然的角度研究自然与人口的关系，揭示二者之间的自然法则，却没有研究人类社会未来的演进路径和社会组织的转型，而以能定口理论除了揭示“以能定口”的自然法则以外，还对该法则可能导致的人类社会演进路径进行了预测和研究，并提出未来人类社会转型的思想。因此，以能定口理论是对人口理论和增长极限理论的超越。
[1] 《BP世界能源统计年鉴2017》，https：//www.bp.com/zh_cn/china/reports-and-publications/_bp_2017-_.html。注：2016年水电占比并没有直接数字，是根据2015年的6.8%的比例、2016年年均增长2.8%、增长量为2710万吨石油当量，还有2015年和2016年消费总量几组数据通过计算得出的6.9%。
[2] http：//www.un.org/en/development/desa/population/publications/trends/population-prospects_2010_revision.shtml.
[3] 这里的能源分类主要是便于理论研究，与国家统计局的分类有所区别，统计局将天然气和核能列为新能源。
[4] 也有科学家提出“冷聚变”，即在常温下实现核聚变，但仅在探索阶段，有些报道最终被确认并不真实。
[5] 《中国率先突破国际核聚变研究核心技术“人造太阳”核心部件首获国际认证》，中新网，http：//www.chinanews.com/m/gn/2016/12-10/8089925.shtml。
[6] 我国下一代“人造太阳”启动工程设计技术逼近极限［N］，科技日报，2017-7-13。
[7] 《国际热核聚变实验反应堆计划（ITER）组织埋头“筑梦”》，生物科学门户网站，http：//www.bio1000.com/gwjz/201810/23607.html。
[8] 据英国《每日快报》报道，一项最新研究发现地球上近半数物种难以应对汹涌来袭的全球变暖问题，这表明地球史上的第六次动物生命大灭绝有可能在50年内发生。参见http：//tech.qq.com/a/20161211/003725.htm？pgv_ref=aio2015&ptlang=2052。
[9] 分布式发电（Distributed Generation，DG，又称“分布式电源”）是指，直接接入配电网或分布在用户现场附近的容量规模较小的发电系统，用以满足特定需要，能够经济、高效、可靠发电。对环境污染小，投资规模小，发电方式灵活，运行费用低，可靠性高，相对于大电网集中供电方式有其独特的优越性。
[10] 新华网，http：//news.xinhuanet.com/world/2010-11/12/c_12765595.htm。
[11] 《BP世界能源统计年鉴2017》，https：//www.bp.com/zh_cn/china/reports-and-publications/_bp_2017-_.html。