在《氣候經濟與人類未來》第三章當中，比爾蓋茨就說到，在邁入碳中和的時代當中，我們需要為5種産生溫室氣體的活動尋找解決方案：電力生産與存儲、生産和制造、種植和養殖、交通運輸、取暖和制冷。
那麼在第四章當中，我們就對電力生産與存儲中所涉及的與溫室氣體有關的問題進行了讨論，并探讨了可能的解決方案。而且比爾還特别強調了，我們不能僅僅坐等某種未來技術來拯救我們，我們要為拯救人類自己而行動。
第五章，也就是我們今天要探讨的一個重要方面：生産與制造。
因為生産與制造其實與許多具體的使用環節并不是特别容易區分的。是以這裡就做了具體的劃分，生産和制造部門所産生的所有排放，計入生産和制造，使用過程中産生的排放則計入各自的類别。
比方說，開采、生産和煉制汽油，它就歸入生産和制造，而路上的汽車、天上的飛機、水裡的輪船，它們燃燒汽油則被計入交通運輸。同樣，制造鋼材和發動機的排放計入“生産和制造”，發動機燃燒（燃料）的過程計入“交通運輸”。
在生産與制造當中，要達到碳中和的目的，同樣需要創新，創新生産材料和生産工藝，從這裡可以看出，本章總結了（實作）零碳制造的四個路徑。
本章開篇，比爾就從世界上混凝土的使用開始，描述了這個偉大的發明對我們現代化生活的貢獻，這是我們城市的骨架，每年需要大量的水泥生産，才能滿足我們的城市發展。同時，鋼材和混凝土還構成了一對完美的搭檔，就是我們說的鋼筋混凝土，不僅可以承受極大的重量，而且不容易扭曲而破裂。
除了鋼筋和混凝土，還有塑膠，這是更深入我們生活方方面面的材料，我們在前面提到過，我們這個世界其實根本無法離開塑膠了。
還有玻璃，我們的窗戶、各種瓶瓶罐罐、汽車擋風玻璃、還有光導纖維，等等。我們很難想象，沒有玻璃，那也不可能有我們現在的汽車、火車和飛機，還有電腦螢幕。剛才說的光導纖維，也就是因為它們的存在，才為我們提供了高速的網際網路連接配接。
那麼現在，鋼材、水泥、塑膠、玻璃，這些都不是自然原生的産物，完全是人類制造出來的材料，這些材料就是我們現代文明的象征，沒有任何迹象表明，我們會放棄這些材料。未來是否會有更新的材料出現，我們現在是不得而知的。有些材料我們預測可能會消失，或者使用量減少，其實也并沒有。
比如紙張，這算是人類早期的發明和制造，我們原本以為随着數字技術的增長，紙張的使用會減少，但大家覺得現在紙張的用量比以前少了嗎？是以，随着世界人口的增長，人們生活水準的提高，各種材料的消耗都可能會增加。
然後比爾就列舉了上海城市發展的例子。1987年與2013年上海的照片進行比較。
我覺得這個例子有些極端，因為當今社會，中國速度、上海速度那就是發展的天花闆呀，其他國家要能夠趕上這個速度，可能性不是特别大。是以他自己也補充說：盡管大多數地方的發展并不像上海這樣引人注目。
發展的背後，當然是鋼材、水泥、塑膠、玻璃的大量生産，當然有溫室氣體的排放。到目前為止，我們還沒有找到切實可行的辦法，讓這些材料是“零碳”生産的。
追溯一下曆史，鋼的使用，可以追溯到約四千年前。當然那個時候的生産工藝，隻能生産出鐵器，幾千年來，我們的生産工藝不斷改良，就産生了我們現在能夠用得上的廉價且種類繁多的鋼鐵産品。我們知道，鋼材硬度很高，在高溫下可以塑造。但其實，純鐵并不是特别堅硬，隻有加入适量的碳，碳原子它就會被擠進鐵原子之間，使鋼材獲得了其最重要的屬性。
在地球上，碳和鐵這兩種元素的豐度都非常高，不難獲得。碳，我們就不用說了，我們現在讨論的溫室氣體就是碳的化合物，鐵，是地殼上最多的金屬元素，應該說是最多的金屬元素之一，因為最多的其實是鋁。
我們看到，地球上這兩種元素都不缺，是以大家不用擔心是不是這個材料不夠用的問題。但是，地殼中雖然鐵元素豐度很高，但純鐵幾乎不可能，在地球這種高度氧化狀态的星體，鐵元素一般是會被其他元素所氧化的，最後形成了鐵礦石這種混合物。那麼，我們現在要生産鋼鐵的話，就得把氧元素從鐵中分離出去，并順勢将碳添加進入，這就是煉鋼的過程。在現代高爐的支援下，這兩點都不難實作，采用一種稱為“焦炭”的煤進行燃燒，在高溫下，鐵礦石就釋放出了氧，與焦炭結合，形成了二氧化碳，焦炭本身燃燒，也會釋放出二氧化碳。當然，在這個過程中，焦炭會有少量的碳跟鐵結合起來，就形成了我們想要的鋼材。
整個反應的過程并不複雜，也容易統計。現在已經計算出來：生産1噸鋼，會産生約1.8噸二氧化碳。
大家可以看到，傳統的這種煉鋼工藝很簡單，成本低廉，但二氧化碳的産生量太大了。
我們預計到2050年，全球每年将要約28億噸粗鋼材。如果還是這種冶煉方法，那麼僅僅煉鋼這一個過程，每年就會釋放出二氧化碳50億噸。大家可以與目前全球溫室排放量510億噸比較一下。
接着，我們再看看水泥。剛才說了，水泥是制造混凝土的重要材料。
我們知道，水泥的主要化學成分是氧化鈣，氧化鋁、氧化矽、氧化鐵等多種氧化物。其中氧化鈣就占了三分之二左右，氧化矽占了五分之一左右，氧化鋁、氧化鐵那就不到百分之十了。那麼這裡的氧化鈣是怎麼來的呢？當然是碳酸鈣啦，也就是石灰石中獲得。石灰石加熱到1000攝氏度，它就會分解為生石灰和二氧化碳，這個化學方程式我相信你們會寫的。
大家這裡看到，首先要加熱到1000攝氏度，需要消耗大量的化石燃料，有二氧化碳的排放，而石灰石在分解過程中，也會産生大量的二氧化碳。
生産一噸水泥，約産生900公斤到一噸的二氧化碳。
當然，有一種稱為“生态水泥”或“綠色水泥”的制備方案，就是原材料中混合了氧化鎂，這樣就可以在750攝氏度的低溫下生産，燃料的耗費量就比較低。而且還有一個好處，說這種水泥在碳化變硬的過程中，會吸收周圍的二氧化碳，也就是将之前排放的二氧化碳再吸收回來一些。
水泥這種碳化過程中的吸收呢，我們應該看作是一個好事兒，當然包括IPCC，它的國家溫室氣體清單當中，似乎也沒有考慮這個問題。以後如果要進行更加精細的統計，我覺得這個應該是不容忽視的。
下面再說說塑膠，塑膠的主要成分是合成樹脂，可以追溯到幾千年前使用的橡膠，還有各種由動植物分泌出的物質，比如松香、蟲膠等。但直到1950年代，人工合成的塑膠才開始進入我們的生活，到目前為止世界上投入生産的塑膠大約有三百多種了。
不管是什麼塑膠，它們都有一個共同點，含碳。制造塑膠的大多數原材料也都是來源于石油。
但同水泥和鋼相比，塑膠有一個重要的不同之處。在生産水泥或鋼時，二氧化碳作為一種不可避免的副産品被釋放出來，而在生産塑膠時，大約50%的碳存留在塑膠中。
制造塑膠的石油，并不是像燃燒那樣很快釋放到大氣中，恰恰相反，制作成塑膠的碳，卻很難釋放出來
但這卻導緻了另外一個重大的環境問題，因為塑膠被填埋或進入海洋之後，仍會存在一個世紀乃至更長的時間。這也的确是一個亟待解決的問題：漂浮在海洋中的塑膠會引發各種各樣的問題，比如毒害海洋生物。但是，塑膠不會導緻氣候惡化。單就排放而言，塑膠中含有碳并不是特别糟糕的消息。因為塑膠需要漫長的時間才能降解，是以其内部的碳原子不會排放到大氣中，也就不會導緻溫度上升——至少在很長的一段時間内不會。
接着，比爾蓋茨要為我們進行綠色溢價的估算。畢竟，隻有綠色溢價降下來，人們才有采取“零碳”方法的意願。一個産品的制造，導緻溫室氣體的排放，大概有三個方面：（1）制造中所需的電力生産；（2）化石燃料為制造流程加熱，比如鋼鐵生産中的鐵礦石熔化、水泥生産中的高溫；（3）原材料本身的釋放，比如水泥生産，石灰石分解就不可避免會産生二氧化碳。
從這幾個方面分解來看看，它們是如何擡高綠色溢價的。
有關電力生産，是我們在第四章中已經提到的大部分關鍵挑戰，我們這裡不再贅述。
第二個方面，許多生産工藝需要超高的溫度，比如一千甚至好幾千的溫度。從目前的技術水準來看，讓電力産生這樣的高溫，那是不經濟的。現在的辦法，要麼利用核能，要麼燃燒化石燃料。零碳地燃燒化石燃料，就必須安裝碳捕獲裝置，但是碳捕獲裝置及運作當然不是免費的，這又會增加制造的成本。
第三個方面，如何處理本身就會造成溫室氣體排放的生産。同樣，要做到零碳生産，就必須使用化石燃料和碳捕獲裝置，而這同樣會增加成本。
了解了這三個方面，就能估算出塑膠、鋼材和水泥生産的綠色溢價區間。
從這張表我們可以看出：塑膠和鋼材的綠色溢價并不是很高。這對于普通人的生活來說，的确可能感受不到價格上漲的壓力。上漲百分之一二十，這不是小case嗎？但工程制造就不同了，如果現在要修複某個橋梁，這就包括了水泥和鋼材，甚至還有塑膠，這個價格差别就非常大了。你如果是一個建築商，可能就會非常在乎這加倍（double）的成本了。如果沒有其他方面的激勵措施或者法律要求，根本就不會有人選擇的。具體的激勵措施，比爾說會在第十章和第十一章中介紹。我們到時候，讀到這裡的時候，再細讀，這裡隻是簡單提一下。
那麼，是否可以通過創新生産工藝，來達到“零碳”制造呢？在我們今天所講的材料中，制造水泥的挑戰是最大的。這個簡單事實是很難繞過去的：石灰岩加熱，熱解為氧化鈣和二氧化碳，這是沒有辦法破解的化學反應。在可預見的未來，我們可能都必須依靠碳捕獲裝置來捕獲水泥生産過程中産生的二氧化碳。
比爾所提到的煉鋼工藝的改變，倒是非常值得期待的，就是用電力取代煤炭。
這個工藝稱為“熔融氧化物電解”：不再使用焦炭和熔爐冶煉鐵，而是讓電力通過一個包含有液體氧化鐵和其他成分的電解池，在電的作用下，氧化鐵得以從中分離出來，進而獲得用來生産鋼的純鐵及作為副産品的純氧。在整個過程中，沒有任何二氧化碳産生。這是一項很有前景的技術，類似于我們已經用了一個多世紀的鋁純化工藝。不過，同其他生産清潔的鋼的想法一樣，該技術能否實作工業級應用，還有待進一步證明。
塑膠生産，其實也是很有希望的，甚至如果我們把足夠多的步驟組合起來，塑膠生産就可能變成“碳彙”，因為塑膠的成分含碳，但卻是不容易分解的，是以生産塑膠是消耗碳的，而不是排放碳。大家想想是不是這個道理？
比爾最後将制造部門實作零排放的路徑總結為：
1. 盡可能實作所有工藝的電氣化，這需要大量的創新；
2. 從已經“脫碳”的電網中擷取所需電力，這也需要大量的創新；
3. 利用碳捕獲裝置吸收剩餘的排放，這同樣需要大量的創新；
4. 更有效地使用材料，這也離不開大量的創新。
好，本章内容相對比較簡單，我們以鋼材、水泥和塑膠的生産為例，說明了生産和制造過程碳排的壓力，以及實作生産過程碳中和的可能性。