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本节将结合气候变化问题的突出特点，总结气候治理过程中涉及的主要经济学问题，并进一步探索在卡托维兹时代下的气候治理理论。
气候变化问题在经济学属性上最主要的特点在于外部性和公地悲剧问题。气候变化会造成显著的负外部性问题。温室气体排放会造成全球温升、极端气候情景，从而引发海平面上升、洪涝、干旱、地质灾害等自然环境变动和极端自然灾害，继而影响人民的生活习惯和生产条件，引起大量物种灭绝以及疾病的流行等。但是，温室气体排放造成的这些社会成本，通常未能计算在其排放者的生产成本中。
温室气体排放权可以被认为是具有排他性的公共资源，可能会产生“公地悲剧”问题。不同于纯粹的公共产品利用中的非排他性，公共资源利用中是具有排他性的。地球对温室气体的容量可以看作一个公共资源；温室气体排放是流动的，超越国界的，一个国家排放的温室气体可能对另外一个国家造成损失。按照哈丁（Garrett Hardin）的“公地悲剧”理论，公共资源的所有利用者都会陷入过度利用该资源的状态。对于每个利用者来说，这都是最优的选择；而从整体来说，这导致了公共资源被过度利用，从而导致资源的枯竭。 [11]
针对外部性问题，庇古（Arthur Cecil Pigou）提出了对正外部性进行补贴，对负外部性征税的方法。针对“公地悲剧”问题，科斯（Ronald Harry Coase）提出的解决方式是明确公共物品的产权，并证明如果不存在交易成本，初始的产权分配不会对分配结果的效率产生影响。而奥斯特罗姆（Elinor Ostrom）通过分析大量的事例表明，当一个团体在遇到公共资源利用问题的时候，大家会通过争论或者其他方法制定一系列措施防止公地悲剧的发生：比如会设定一些基本使用原则，采取集体行动和获取集体利益，采取有效的监督和查核措施，设立有效的争议解决机制，对过度利用者实施惩罚等。这些经济学上的重要理论为气候治理政策的设定提供了基本依据，促进了碳税、碳排放权交易体系、国际气候治理与气候谈判的发展。
除具有负外部性和公共资源属性外，气候变化问题还具有其他特点：（1）排放源的差异性、关联性和跨区域问题；排放量与经济发展和技术发展密切相关，但作用机理复杂；（2）气候变化危害在地域分布上的不平衡性，时间跨度长，以及危害作用机理复杂，预测存在较大不确定性；（3）与其他环境问题的相关度高等。 [12] 这些特点使得气候治理在经济学属性上还涉及了权益问题、发展问题、制度问题、风险问题和社会选择问题等多个方面。 [13] 理论研究方向具体包括：碳排放驱动因素、排放峰值、减排责任分担、跨区域排放与碳泄漏、贴现率评估、政策协同等。
温室气体排放源可以分为农业生产直接排放、工业生产直接排放、服务业生产直接排放、居民生活和消费直接排放等。生产侧的排放量主要取决于产量和技术水平，生活排放则取决于居民生活消费习惯和消费水平；生产侧排放会受到消费习惯和消费需求等的引导，同时消费侧排放也取决于生产活动中要素供给获得的收益等因素。因而，温室气体排放与经济发展的相互关系较为复杂。在本章第二节的碳库兹涅茨曲线部分已对温室气体排放和经济发展的关系进行了较详细的描述，而碳排放的驱动因素和排放峰值的到达条件也是当前气候治理理论研究的重点。
排放源类型的不同，则其对整个经济发展、社会福利等的作用大小会有差异，管控成本也会不同。对哪类排放源进行管控、管控力度大小如何决定等，既会影响政策成本有效性、社会福利变动情况，也会涉及权益归属、发展公平性等问题。例如，消费端和生产端各应承担多大的减排责任？在不过于影响经济发展的情况下，行业可承担的减排责任水平如何？……
排放源分布还具有跨区域的性质，各个国家、次国家区域或其他政府管辖划分边界下，关于减排责任如何划分，以及跨边界排放和碳泄漏管控等问题也是气候治理方向的研究重点。
在气候变化危害方面，主要特征包括：地域分布上的不平衡性；时间跨度长；危害作用机理复杂，预测存在较大不确定性等。地域上的不平衡性既包括温室气体分布的不均衡性，也包括具有不同地理特征的区域，受到气候变化的危害程度不同。例如，地势低的地区可能因为全球变暖造成的冰川融化、海平面上升而被淹没。因此，不同地区对于减缓气候变化的诉求强度不同。
时间跨度长是指，气候变化的形成是温室气体长期持续排放造成的，问题的形成时间超越了一代人的生存期。这一方面导致当代人需要为上代人甚至上几代人造成的全球变暖后果买单，另一方面需要考虑我们应为后代承担的责任。其中一个关键的学术争论点在于贴现率的选取，贴现率的选择除了是经济学的问题外，可能更多的是涉及代际公平性的伦理探讨。
贴现率不同导致对未来预期损害评估不同， [14] 也会导致对历史排放贡献的评估不同，而这两方面的评估是划分各国减排责任的重要依据。不同的评估方式会引导不同的政策设定立场。具体说来，国际气候谈判中曾经提出过多种责任分担方案，其依据的基本分配原则主要可归纳为四类：按排放责任公平分担；按减排能力公平分担；人均主义；国家主义。按排放责任公平分担即污染者付费原则，历史累计排放量成为责任分配的参考基础。按减排能力公平分担类似于阶梯式税制，减排能力越大，责任越大。一般以人均GDP指标来衡量应对气候变化的综合能力。人均主义即人人享有平等的碳排放发展权和免于气候损害权。国家主义即祖父原则，要求未来各国的初始碳排放权与各国目前的排放水平成正比。 [15]
时间跨度长还会造成政府需要设立长期治理目标。经济发展和技术发展长期看来都具有较大的不确定性，如何考虑对低碳技术的引导力度，如何权衡技术锁定效应和减排成本，都是在气候治理过程中需要考虑的问题。
危害评估的不确定性一方面源自地球科学，如我们对未来地球气候变化的具体影响及其风险，特别是极端气候事件发生的预测能力有限。另一方面源自气候变化的市场损害和非市场损害评估的不确定性。具体说来，市场损害虽然可以通过市场价格或数量变化显示出来，但是其中气候变化的影响力度较难划分。非市场损害，例如生态系统变化、物种多样性丧失等，较难以货币形式估计，容易引发道德伦理之争。 [16] 这主要影响气候治理政策的政治接受度。
在全球气候治理的制度建设上，张胜军将全球治理区分为三大范式：全球主义范式、国家主义范式和跨国主义范式。全球主义范式强调全球契约关系，致力于全球层面的价值共识和公共舆论，推动建立自上而下的全球治理体制，并试图通过具有强制力的法律和有约束力的全球宪章、条约实现有效治理的目标。国家主义范式的基本主张仍是强调国家在全球治理中的主导性地位，国家和国家之间的合作仍是实现全球治理目标的终极单位和最有效途径。跨国主义范式是全球治理理论的最新发展，其内涵包括：跨国政府部门网络；主要由跨国非政府组织和跨国公民社会团体的参与而形成的跨国社会机制；借助市场规律和市场力量而产生的有利于解决全球问题的市场机制。 [17] 杨晨曦也提出，气候治理需要构建国家、次国家政府、政府间国际组织、国际非政府组织、企业和科学机构等多个层次的跨国治理网络。 [18] 在全球气候治理的实践中，各国的气候治理合作也由自上而下划分排放权的方式，改为自下而上自愿领取减排义务的形式。此外，次国家层面的合作也越来越多。
2018年12月15日深夜，联合国气候变化卡托维兹大会顺利闭幕。大会如期完成了《巴黎协定》实施细则谈判，通过了一揽子全面、平衡、有力度的成果，全面落实了《巴黎协定》各项条款要求，体现了公平、“共同但有区别的责任”、各自能力原则，考虑到不同国情，符合“国家自主决定”安排，体现了行动和支持相匹配，为协定实施奠定了制度和规则基础。 [19]
1．不确定性属性
不确定性是气候变化诸多方面的关键因素。评估决策的标准必须仔细考虑不确定性程度、长期视野和可能的结果范围。需要考虑的可能结果，包括对气候的重大不可逆转的变化，其可能远远超出人类的经验范畴。在气候变化科学中，经济和社会后果的这种不确定性使得国际集体行动在温室气体排放目标达成一致意见方面尤其具有挑战性。不确定性的普遍存在也会影响税收、市场、产权和监管方面的工具选择。例如，面对不确定性和不对称信息，如价格、数量、配额时更合适的政策工具是什么？……不确定性也会影响行动的速度和程度。当我们知道对未来的某些影响是不可逆转的，以及某些基础设施投资是不可恢复的时候，我们该怎么做？……此外，不确定性的存在也意味着，采取简单的方法来贴现未来将是误导或错误的。 [20] 因此，研究气候变化问题首先不能忽略其不确定性属性。
2．信息的不对称性
信息不对称理论，是指在市场经济活动中，各类人员对有关信息的了解是有差异的；掌握信息比较充分的人员，往往处于比较有利的地位，而信息贫乏的人员，则处于比较不利的地位。在碳排放方面，消费者通常无法直接感知特定产品是否低碳。例如，某产品比其他产品使用起来更节能，这是产品的传统质量属性，能够直接得到消费者验证；但它可能在生产或流通领域造成了比其他产品更大的碳排放，这一属性消费者无法观测……为了促进低碳经济的发展，鼓励企业生产低碳产品和提供低碳服务，越来越多的国家在相关机构的支持和倡导下，引导企业评估和披露产品生命周期内的碳排放行为，向产品授予碳标识，开展低碳产品认证。 [21]
3．政策的摇摆性
近些年，以美国为首的部分发达国家在气候变化政策的制定和执行上“摇摆不定”“反复无常”，也给全球的碳治理带来了较多的不确定性因素。例如，美国在这次波兰卡托维兹气候大会中表现矛盾，美国代表与总统特朗普立场一致，质疑《巴黎协定》，还宣传化石燃料；但是，美国在幕后积极与中国大陆代表协商测量温室气体排放量的规则，而且最后也同意了协定施行细则。另外，在这次大会上，一些国家跟着特朗普一起质疑《巴黎协定》。会议开幕当天，土耳其就阻挠议事程序，要求把土耳其从发达国家更改为发展中国家，希望能从富国拿到数十亿美元的气候援助资金。巴西则强烈反对建立国际碳交易市场。 [22]
1．低碳经济理论
低碳经济的内涵，在2003年英国政府发布的能源白皮书《我们能源的未来：创建低碳经济》中首次提出，但该书并未对此概念进行严格界定。 [23] 目前，环境学家鲁宾斯德对此概念的阐述引用最为广泛，即“低碳经济是一种新兴经济模式，其核心内容是在市场机制条件下，通过制度及政策创新，提高能效技术、节能环保技术以及温室气体减排技术，从而促进社会经济整体朝高能效、低能耗、低排放的发展模式转变”。
从发展目的来看，低碳经济是以减少CO 2 等温室气体排放为基础，通过构建低能耗、低污染的经济发展体系，达到提高能源效率、优化生态环境、提升社会福利的最终目标。因此，发展低碳经济一方面要积极承担环境保护责任，完成国家节能减排指标的要求；另一方面要调整产业结构，提高能源利用效率，发展新兴工业，促使人类经济发展方式、能源消费方式和生活方式向低碳化转变，以减缓全球气候变暖，实现经济社会的可持续发展。
2．零碳经济理论
所谓的“零碳经济”，并不是说完全不排放二氧化碳，而是通过统筹规划，应用减源增汇、绿色能源替代、碳产品封存、碳交易及生态碳汇补偿等方法，抵消碳源，使碳源与碳汇代数和为零。
国外对零能耗建筑的探讨与实践已有超过40年的历史。美国能源部在2008年发表的“零能耗公共建筑”计划，提出到2030年新建的所有办公楼要采用零能耗技术。英国政府2006年提出“到2016年所有新建居住建筑实现零碳”。“零能耗社区”的建设尝试，最早可以追溯到英国2002年完成的贝丁顿零能耗社区，是英国第一个也是最大的零碳生态社区。而2016年发布的中国“十三五”规划纲要也提出：“支持优化开发区域率先实现碳排放达到峰值。深化各类低碳试点，实施近零碳排放区示范工程。”广东省更在《中共广东省委关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》中明确了“珠三角地区实施近零碳排放区示范工程”。在随后的《2016年广东省政府工作报告》中还设置了“在珠三角地区实施近零碳排放区示范工程，加快国家低碳试点建设”的重点项目。 [24]
3．负碳经济理论
随着能源安全和气候变化对各国经济社会可持续发展的威胁日益加重，发展以零碳技术、负碳技术创新为核心的经济，已经成为各国需要考虑的迫切问题。其中，负碳经济，是指以吸收和转化二氧化碳为主要形态的经济模式， [25] 是在永续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、清洁能源开发等多种手段，尽最大可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗，扼制温室气体排放，延缓气候变暖，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。
如果说低碳经济、零碳经济是一个量变的过程，那么，负碳经济就是一种质变的飞跃，或将引发一场全球性的应对气候变化行动的新革命。事实上，尽早实现负碳产业和负碳经济的关键点在于通过系统技术创新，使整个循环系统既能实现“正能量输出”“正效益获得”，还能实现“负碳排放”。当然，实现负碳产业和负碳经济的方式多种多样，它会给农业能源、绿化沙漠治理、旅游产业、可再生能源技术等领域带来许多新的发展机遇。目前“负碳”理念在中国已悄然变为行动。 [26] 2011年8月23日，中国·普天环保产业有限公司、普天控股（集团）股份公司本着提升零碳技术、负碳技术的自主创新能力，发挥学科交叉特色，形成集成创新优势的原则，正式成立负碳经济研究院。2014年7月29日，负碳城建设控股有限公司正式登记成立，经营范围包括与绿色环保、低碳、负碳相关的技术研发、推广等。
由于国际社会对化石燃料依赖性和温室气体危害性的研究尚存在激烈争论，因此，可以理解的是，对“后碳经济”的概念尚未达成一致。位于美国的公共智库后碳研究所（PCI）将其定义为：为应对21世纪相互关联的经济、能源、环境和公平危机，设想一个充满活力的社区和重新定位的经济世界，并且这些经济体可以在生态范围内茁壮成长。 [27] 其关于后碳的工作内容很广泛，包括：气候、消费和浪费、社区、文化和行为、生态、经济、教育、能源、粮食和农业、政府、卫生、人口、社会正义、交通和水等。
也有学者认为：“后碳社会”将是继工业社会后的一种崭新社会发展模式，是第三次工业革命的必然结果。根据不同战略目标、非政府来源和政府来源进行分类：如（i）全球经济整体；（ii）仅限全球能源部门；（iii）多国，区域经济（欧洲联盟）；（iv）国民经济；（v）仅限国家能源部门；（vi）大型次国家经济（美国加利福尼亚州），大致包含以下后碳路径（Post carbon pathways）可以朝向后碳社会发展迈进，如表3-1和表3-2所示。 [28]
表3-1 后碳经济转型战略——非政府来源
表3-2 后碳经济转型战略——政府来源
除此之外，根据行业发展前景预测，五大新兴产业将成为后碳时代的重要支柱。 [29]
（1）向可再生能源转型。传统化石能源成本不断上扬，可再生能源成本不断下降，两者之间的巨大反差引起了全球经济的巨变，从而催生了21世纪的新型经济范式。以太阳能、风能、水力、地热、生物能等为来源的发电行业将迎来重要发展。
（2）分布式微型发电厂。建筑业可能是大型能源公司的重要伙伴和平衡者。欧盟各成员国现在约有1.9亿栋楼，而每一栋楼都是一个潜在的小型发电厂，它能吸收可再生能源，如照射到楼顶的太阳能、墙外的风能、从房子里排出的污水、楼房下面的热能等。如果说第一次工业革命造就了密集的城市核心区、经济公寓、街区、摩天大楼、拔地而起的工厂，第二次工业革命催生了城郊大片地产以及工业区繁荣的话，那么，第三次工业革命则会将每一个现存的大楼转变成一个两用的住所——住房和微型发电厂。
（3）以氢的方式储能。尽管可再生能源总量多且清洁，让我们得以生存在一个可持续发展的世界，但它们也存在一定问题。可再生能源多半是间歇式供应的，而传统能源虽然有限且会造成污染，却能提供稳定的供给。长久以来，作为后碳时代的制胜法宝，氢气备受科学家和工程师的推崇。
（4）能源互联网。智能电网是新兴经济的支柱。互联网式电网已经应用到一些地区，改变了传统输电网的模式。当数以百万计的建筑实时收集可再生能源，以氢的形式储存剩余能源，并通过智能互联电网将电力与其他几百万人共享时，由此产生的电力使集中式核电与火电站都相形见绌。
（5）与运输系统相结合。当电动车大规模投放市场时，电力充电市场的利润预计在2013年将由现在的6900万美元迅速上升至13亿美元。据柏亚天管理咨询公司2010年的研究报告，到2020年，全球范围内与电动车相关的行业产值将达到3000亿美元，将创造100万个以上的就业机会。到2030年，插电式电动车的充电站和氢能源燃料电动车会普及全球，将为主电网的输电、送电提供分散式的基础设施。据预测，到2040年，75%的轻型汽车将由电力驱动。