Benvenuti nell'era dei ritorni decrescenti


giovedì 25 febbraio 2016

La Fisica dell'energia e l'economia

Da “Our Finite World”. Traduzione di MR

Di Gail Tverberg

Mi approccio al tema della Fisica di energia ed economia con qualche trepidazione. Un'economia sembra essere un sistema dissipativo, ma cosa significa veramente questo? Non ci sono molte persone che capiscono i sistemi dissipativi e molto poche che capiscono in che modo funziona un'economia. La combinazione delle due cose porta a moltissime false credenze sulle necessità energetiche di un'economia.

Il principale problema a portata di mano è che, in quanto sistema dissipativo, ogni economia ha le proprie necessità energetiche (in termini di luce solare) ed ogni pianta ed animale ha le sue necessità energetiche, in una forma o in un'altra. Un uragano è un altro sistema dissipativo. Ha bisogno dell'energia che ottiene dall'acqua calda dell'oceano. Se si sposta sulla terraferma , si indebolirà presto e morirà. C'è una gamma piuttosto ristretta di livelli di energia accettabili – un animale senza cibo sufficiente si indebolisce ed è più probabile che venga mangiato da un predatore o che soccomba ad una malattia. Una pianta senza luce solare sufficiente è probabile che si indebolisca e che muoia.

Infatti, gli effetti del non avere flussi di energia sufficienti potrebbero diffondersi più ampiamente della singola pianta o animale che si indebolisce e muore. Se la ragione per cui una pianta muore è perché la pianta è parte di una foresta che nel tempo è cresciuta così fitta che le piante del sottobosco non possono ricevere luce sufficiente, allora potrebbe esserci un problema più grande. Il materiale della pianta morente potrebbe accumularsi al punto da incoraggiare gli incendi. Tale incendio forestale potrebbe bruciare un'area piuttosto grande della foresta. Pertanto, il risultato indiretto potrebbe essere di mettere fine ad una parte dell'ecosistema stesso della foresta. Come dovremmo aspettarci che si comporti un'economia nel tempo? Lo schema di energia dissipata durante il ciclo di vita di un sistema dissipativo varierà, a seconda del sistema particolare. Negli esempi che faccio, lo schema sembra in qualche modo seguire ciò che Ugo Bardi chiama un Dirupo di Seneca.

Figura 1. Dirupo di Seneca di Ugo Bardi



Lo schema del Dirupo di Seneca è chiamato così perché molto tempo fa, Lucio Seneca ha scritto:

Sarebbe una consolazione per la nostra debolezza e per i nostri beni se tutto andasse in rovina con la stessa lentezza con cui si produce e, invece,l'incremento è graduale, la rovina precipitosa.

La credenza standard sbagliata sulla Fisica di energia ed economia

C'è una credenza standard sbagliata circa la Fisica di energia ed economia, è la credenza secondo la quale possiamo in qualche modo allenare l'economia ad tirare avanti senza tanta energia. In questa visione sbagliata, la sola Fisica davvero rilevante è la termodinamica dei giacimenti di petrolio ed altri tipi di deposito di energia. Tutti questi giacimenti si esauriscono se sfruttati nel tempo. Inoltre, sappiamo che c'è un numero finito di questi giacimenti. Pertanto, sulla base della Seconda Legge della Termodinamica, la quantità di energia libera che avremo disponibile in futuro tenderà ad essere meno di quella di oggi. Questa tendenza sarà particolarmente vera dopo la data in cui viene raggiunto il “picco di produzione del petrolio”.

Secondo questa visione sbagliata di energia ed economia, tutto ciò che dobbiamo fare è progettare un'economia che usi meno energia. Potremmo probabilmente farlo aumentando l'efficienza e cambiando la natura dell'economia per usare una proporzione maggiore di servizi. Se aggiungiamo anche le rinnovabili (anche se sono costose), l'economia dovrebbe essere in grado di tirare avanti bene con molta meno energia. Queste visioni errate sono incredibilmente diffuse. Sembrano essere alla base della speranza diffusa secondo cui il mondo possa ridurre il proprio uso di combustibili fossili del 80% da adesso al 2050 senza disturbare gravemente l'economia. Il libro 2052: scenari globali per i prossimi 40 anni di Jorgen Randers sembra riflettere queste visioni. Anche il “modello del mondo stabilizzato” presentato nel libro del 1972 I Limiti dello Sviluppo di Meadow et al. sembra essere basato su assunti ingenui su quanta riduzione del consumo di energia sia possibile senza causare il collasso dell'economia.

L'economia come sistema dissipativo

Se un'economia è un sistema dissipativo, ha bisogno di flussi di energia sufficienti. Altrimenti collasserà in un modo che è analogo a quello degli animali che soccombono ad una malattia o ad una foresta che soccombe agli incendi. La fonte primaria dei flussi di energia verso l'economia sembra arrivare attraverso la leva del lavoro umano con prodotti energetici supplementari di vari tipi, come il lavoro animale, i combustibili fossili e l'elettricità. Per esempio, un uomo con una macchina (che è fatta usando prodotti energetici ed opera usando prodotti energetici) può fare più gingilli di uno senza una macchina. Una donna che lavora ad un computer in una stanza illuminata può fare più calcoli di una che incide i numeri con una bacchetta in una tavola di argilla e li somma a mente, lavorando all'aperto quando il tempo lo permette.
Finché la quantità di forniture di energia supplementare continua ad aumentare abbastanza rapidamente, il lavoro umano può diventare sempre più produttivo. Questo aumento di produttività può nutrirsi tramite salari più alti. A causa di questi salari in crescita, il pagamento delle tasse può essere più alto. I consumatori possono anche avere sempre più fondi disponibili per comprare beni e servizi dalle aziende. Pertanto, un'economia può continuare a crescere. Oltre all'energia supplementare inadeguata, l'altro rischio negativo per la crescita economica continua è la possibilità che i ritorni decrescenti comincino a rendere l'economia meno efficiente. Ecco alcuni esempi di come accade questo:

  • Sono necessari pozzi più profondi o la desalinizzazione per l'acqua perché le falde acquifere si esauriscono e la popolazione cresce.
  • Serve più produttività da ogni acro di terra coltivabile a causa della popolazione in crescita (e quindi diminuzione della terra coltivabile per persona). 
  • Sono richieste miniere più grandi in quanto i depositi con alta concentrazione minerale sono esauriti e siamo costretti a sfruttare miniere meno produttive.  
  • Man mano che l'inquinamento aumenta, sono necessari più dispositivi di controllo dell'inquinamento o soluzioni più costose (come le “rinnovabili”).
  • I combustibili fossili dalle zone di facile estrazione sono esauriti, quindi l'estrazione deve provenire da zone di più difficile estrazione. 


In teoria, anche questi problemi di ritorni decrescenti possono essere superati, se la leva del lavoro umano con energia supplementare cresce abbastanza in fretta. Teoricamente, la tecnologia potrebbe anche aumentare la crescita economica. L'intoppo con la tecnologia è che questa è molto strettamente collegata al consumo di energia. Senza consumo di energia non è possibile avere metalli. Gran parte della tecnologia di oggi dipende (direttamente o indirettamente) dall'uso di metalli. Se la tecnologia rende un particolare tipo di prodotto più economico da fare, c'è anche una buona possibilità che vengano venduti più prodotti di quel tipo. Quindi, alla fine, la crescita della tecnologia tende a permettere che l'energia venga consumata.

Perché avvengono i collassi economici

I collassi delle economie sembrano provenire da una varietà di cause. Una di queste sono i salari inadeguati dei lavoratori di grado inferiore (coloro che non sono molto istruiti o di livello gestionale). Questo tende ad accadere perché se non ci sono flussi di energia non sufficienti per procedere, tendono ad essere i salari degli impiegati di “bassa classifica” ad essere spremuti. In alcuni casi non ci sono abbastanza posti di lavoro disponibili; in altri, i salari sono troppo bassi. Questo può essere pensato come un ritorno inadeguato dal lavoro umano – un diverso tipo di ritorno energetico dall'energia investita (EROEI) che viene attualmente analizzato in gran parte degli studi accademici odierni.

Un'altra area vulnerabile ai flussi di energia inadeguati è il livello di prezzo dei beni. Se i flussi di energia sono inadeguati, i prezzi dei beni tenderanno a diminuire al di sotto del costo di produzione di questi stessi beni. Questo può portare ad un taglio della produzione di quel bene. Se questo accade, il debito legato alla produzione di quel bene tenderà a sua volta al default. Il debito in default può essere un problema enorme, a causa dell'impatto negativo sulle istituzioni finanziarie.

Un altro modo in cui si possono manifestare i flussi di energia inadeguati è attraverso il crollo della redditività delle società, come il crollo degli introiti che le banche stanno ora sperimentando. Un altro modo ancora in cui si possono manifestare i flussi di energia inadeguati è attraverso il crollo delle entrate fiscali. I governi esportatori di beni sono particolarmente vulnerabili quando i prezzi dei beni sono bassi. Alla fine, questi flussi di energia inadeguati possono portare al fallimento di società e al collasso dei governi.
La situazione più vicina al collasso che gli stati Uniti abbiano sperimentato è la Depressione degli anni 30 del 900. La Grande Recessione del 2007-2009 rappresenterebbe un leggero caso di flussi di energia inadeguati – uno che potrebbe essere corretto da una grande dose di Quantitative Easing (QE) (portando al prezzo più basso dei prestiti), oltre allo stimolo del debito da parte della Cina. Queste cose hanno aiutato a portare i prezzi del petrolio di nuovo su, dopo il loro crollo a metà del 2008.


Figura 2. Prezzi spot mensili dell'offerta mondiale di petrolio (la produzione include biocombustibili e liquidi del gas naturale) e Brent, sulla base dei dati EIA.

Chiaramente, ora stiamo di nuovo cominciando a sperimentare gli effetti di flussi di energia inadeguati. Ciò è preoccupante, perché molte economie sono collassate in passato quando si è verificata questa situazione.

Come sono regolati i flussi di energia di un'economia

In un'economia, il sistema finanziario è il regolatore dei flussi di energia del sistema. Se i prezzi di un prodotto sono bassi, ciò impone che una piccola percentuale di flussi di energia verranno diretti verso il prodotto. I salari seguono uno schema simile, coi salari bassi che indicano flussi di energia bassi e i salari alti che indicano flussi di energia più alti. I flussi di energia di fatto “pagano” tutti gli aspetti del sistema, compresa una tecnologia più avanzata e i cambiamenti del sistema (più istruzione, meno tempo nella forza lavoro) che rendono possibile la tecnologia avanzata.

Un aspetto disorientante dell'economia di oggi è l'uso di un approccio del tipo “ti pago dopo” per pagare i flussi di energia. Se i flussi di energia sono inadeguati usando quelli che pensavamo come i flussi naturali del sistema, il debito viene spesso usato per aumentare i flussi di energia. Il debito ha l'effetto di dirigere flussi energetici futuri in una direzione particolare, come pagare una fabbrica, una casa o una macchina. Questi flussi saranno disponibili quando il prodotto è già parte del sistema e quindi sono più facili da adattare nel sistema.

L'uso di debito crescente permette alla “domanda” totale di prodotti di molti tipi di essere più alta, perché dirige i flussi futuri e i flussi attuali di energia verso un prodotto. Dal momento che fabbriche, case ed automobili sono fatte usando beni, l'uso di una quantità crescente di debito tende ad aumentare i prezzi dei beni. Con prezzi dei beni più alti, una quantità maggiore delle risorse dell'economia è diretta alla produzione di prodotti energetici. Questo consente di aumentare il consumo di energia. Questo aumento del consumo di energia tende a favorire i flussi di energia a troppe aree dell'economia allo stesso tempo: salari, tasse, redditività delle imprese e fondi per il pagamento di interessi e dividendi.

La necessità di debito cresce fortemente quando un'economia comincia ad usare combustibili fossili, perché l'uso di combustibili fossili consente uno stile di vita intensificato. Non c'è modo che questa intensificazione dello stile di vita possa essere pagato in anticipo, perché i benefici del nuovo sistema sono parecchio migliori di ciò che era disponibile prima dei combustibili fossili. Per esempio, un agricoltore che coltiva cereali usando solo una zappa come strumento non sarà mai in grado di risparmiare i fondi sufficienti (flussi di energia) necessari a pagare un trattore. Anche se potrebbe sembrare bizzarro che le banche prestino soldi in esistenza, questo approccio è di fatto essenziale, se devono essere disponibili flussi di energia adeguati per compensare il miglior stile di vita reso possibile dall'uso di combustibili fossili.

Le necessità del debito sono basse quando il costo (il vero costo energetico) della produzione di prodotti energetici è basso. Serve molto più debito quando il costo di estrazione dell'energia è più alto. La ragione per cui serve più debito è perché i combustibili fossili ed altri tipi di prodotti energetici tendono a fare leva sul lavoro umano, rendendolo più produttivo, come detto precedentemente. Per mantenere questa leva, è necessaria una quantità adeguata di prodotti energetici (misurati in Unità Termiche Britanniche di Barili di Petrolio Equivalente o qualche unità simile). Man mano che il prezzo necessario ai prodotti energetici aumenta, ci vuole sempre più debito per finanziare una simile quantità di prodotto energetico, oltre al maggior costo di case, automobili, fabbriche e strade che usano energia a costo più alto. Infatti, con costi energetici più alti, i beni capitali di ogni genere tenderanno ad essere più costosi. Questa è una delle grandi ragioni per cui il rapporto del debito rispetto al PIL tende ad aumentare man mano che il costo della produzione di prodotti energetici aumenta. A questo punto, negli Stati Uniti ci vogliono circa 3 dollari di debito in più per aumentare il PIL di un dollaro (calcolo dell'autrice).


Figura 3. Prezzi del petrolio Brent al netto dell'inflazione (in dollari del 2014, principalmente dalla Revisione Statistica dell'energia Mondiale della BP) mostrata a fianco di due misure del debito dell'economia statunitense. Una misura del debito comprende tutto, l'altra esclude il debito degli affari Finanziari. Entrambe sono basate su dati della FRED-Federal Reserve of St. Louis.

Chiaramente, uno dei fattori di rischio per un'economia che usa i combustibili fossili è che il debito diventerà inaccettabilmente alto. Un secondo rischio è che il debito smetterà di crescere abbastanza rapidamente da mantenere i prezzi dei beni ad un livello accettabilmente alto. Il recente rallentamento della crescita del debito (Figura 3) senza dubbio contribuisce agli attuali prezzi bassi dei beni.

Un terzo rischio per il sistema è che il tasso di crescita economica rallenterà nel tempo perché anche con la grande quantità di debito aggiunto al sistema, la leva del lavoro umano con energia supplementare non sarà sufficiente a mantenere la crescita economica di fronte ai ritorni decrescenti. Infatti, è chiaramente evidente che la crescita economica degli Stati Uniti ha avuto una tendenza al ribasso nel tempo (Figura 4).


Figura 4. Tassi di crescita annuale statunitense (usando dati di inflazione “reale” o dati adattati provenienti dal Bureau of Economic Analysis).

Un quarto rischio è che l'intero sistema diventerà insostenibile. Quando viene emesso nuovo debito, non c'è una reale corrispondenza col flusso di energia futuro. Per esempio, i salari di coloro che fanno un debito per pagare l'università saranno sufficientemente alti da permettere ai debitori di metter su famiglie e comprare case? Se no, la loro mancanza di reddito adeguato sarà uno dei fattori che rendono difficile che i prezzi dei beni rimangano abbastanza alti da incoraggiare l'estrazione.

Uno dei problemi dell'economia di oggi è che le promesse di flussi di energia futuri si estendono ben al di là di ciò che viene formalmente chiamato debito. Queste promesse comprendono i dividendi degli azionisti i pagamenti dei programmi di governo come la Sicurezza Sociale e l'Assistenza Medica. Rinnegare promesse come queste è probabile che sia impopolare per i cittadini. I prezzi delle azioni è probabile che crollino e le pensioni private diventeranno impagabili. I governo potrebbero essere rovesciato da cittadini delusi.

Esempi di collassi di economie passati

Esempio del parziale collasso della ex Unione Sovietica

Un esempio recente di un collasso parziale è stato quello della ex Unione Sovietica (EUS) nel dicembre del 1991. Lo chiamo collasso parziale perché ha coinvolto “soltanto” il collasso del governo centrale che teneva insieme le diverse repubbliche. I governi delle singole repubbliche sono rimasti al loro posto e molti dei servizi che fornivano, come il trasporto pubblico, sono continuati. La quantità di produzione eseguita dalla EUS è diminuita precipitosamente, così come l'estrazione di petrolio. Prima del collasso, la EUS aveva problemi finanziari seri. Poco prima del collasso, le principali nazioni industriali del mondo si sono accordate per prestare all'Unione Sovietica un miliardo di dollari e posticipare il pagamento su 3,6 miliardi di altro debito. Un grande problema che sta alla base di questo collasso è stato un crollo dei prezzi del petrolio nella gamma dei 30 dollari al barile nel periodo 1986-2004. L'Unione Sovietica era una grande esportatrice di petrolio. Il prezzo basso ha avuto un impatto negativo sull'economia, una situazione simile a quella di oggi.


Figura 5. Produzione di petrolio e prezzo dell'ex Unione Sovietica, sulla base della Revisione Statistica dell'energia Mondiale della BP del 2015.

La Russia ha continuato a pompare petrolio anche dopo che il prezzo è crollato nel 1986. Di fatto ha aumentato la produzione, per compensare il prezzo basso (il flusso di energia che riceveva per ogni barile). Questo è simile alla situazione di oggi e ciò che ci dovremmo aspettare se gli esportatori di petrolio sono molto dipendenti da questi flussi di energia, non importa che siano piccoli. La produzione di petrolio non è scesa al di sotto dei livelli del 1986 fino al 1989, molto probabilmente per gli scarsi finanziamenti reinvestiti. La produzione di petrolio è aumentata ancora, una volta che il prezzo è aumentato. La Figura 6 mostra che il consumo di prodotti energetici della EUS hanno iniziato a cadere precipitosamente nel 1991, l'anno del collasso – proprio un declino da Dirupo di Seneca.


Figura 6. Consumo della ex Unione Sovietica per fonte, sulla base dei dati della Revisione Statistica dell'Energia Mondiale della BP del 2015 .

Di fatto, il consumo di tutti i combustibili, persino il nucleare e l'idroelettrico, sono caduti simultaneamente. E questo che ci dovremmo aspettare sei i problemi della EUS fossero causati dai prezzi bassi che stava ricevendo come esportatrice di petrolio. Con prezzi del petrolio bassi, potevano esserci pochi lavori ben pagati. La mancanza di lavori ben pagati – in altre parole, un ritorno inadeguato dal lavoro umano – è ciò che taglia la domanda di prodotti energetici di tutti i tipi. C'è stata anche una caduta della popolazione, ma non è cominciata fino al 1996. La diminuzione della popolazione è continuata fino al 2007. Fra il 1995 e il 2007, la popolazione è scesa di un totale del 1,6%, quindi il collasso sembra aver ridotto il tasso di crescita della popolazione di circa l'1% all'anno. Parte della caduta della popolazione è stata causata dall'eccessivo consumo di alcool da parte di alcuni uomini che avevano perso il lavoro (le loro fonti di flussi di energia) dopo la caduta del governo centrale. 

Quando i prezzi dei beni scendono al di sotto del costo di produzione del petrolio è come se l'economia fosse fredda a causa dei flussi di energia bassi. Il professor Francois Roddier descrive il punto in cui il collasso interviene come il punto di criticità auto-organizzata. Secondo Roddier (corrispondenza privata):

Oltre il punto critico, la ricchezza si condensa in due fasi che possono essere confrontate ad una fase gassosa ed una fase liquida. Un piccolo numero di persone ricche formano l'equivalente di una fase gassosa, mentre un grande numero di persone povere formano l'equivalente di una fase liquida. Come le molecole di gas, le persone ricche monopolizzano gran parte dell'energia ed hanno li libertà di spostarsi. Incorporati nella loro fase liquida, le persone povere hanno perso l'accesso a energia e libertà, Fra i due, la cosiddetta classe media collassa. 

Mi chiederei se quelli che muoiono sarebbero l'equivalente dello stato solido. Non si possono più spostare affatto. 

Analisi dei collassi precedenti

Sono stati eseguiti diversi studi per analizzare i collassi precedenti. Turchin e Nefedov in Cicli secolari analizzano 8 collassi pre combustibili fossili nel dettaglio. La Figura 7 mostra la mia interpretazione dello schema che hanno scoperto.


Figura 7. Forma di un tipico Ciclo secolare, sulla base del lavoro di Peter Turchin e Sergey Nefedov in Cicli secolari.

Di nuovo, lo schema è quello di un Dirupo di Seneca. Alcuni dei problemi che portano al collasso comprendono quanto segue: 
  1. Aumento della popolazione in confronto alla terra coltivabile. O la terra coltivabile veniva divisa in lotti più piccoli, di modo che ogni agricoltore produca di meno, o i nuovi lavoratori ricevevano posti di lavoro “nei servizi”, a salari molto ridotti. Il risultato era il crollo dei guadagni di molti lavoratori non di élite.
  2. Picco dei prezzi di cibo ed energia. I prezzi erano alti a volte a causa della mancanza di offerta, ma tenuti bassi dai salari bassi dei lavoratori. 
  3. Aumento della necessità di risolvere i problemi da parte dei governi (per esempio, andare in guerra per avere più terra, installare sistemi di irrigazione per avere più cibo dalla terra esistente). Ha portato alla necessità di aumentare le tasse, cosa che ha impoverito i lavoratori che non potevano permetterselo. 
  4. Aumento del numero di nobili ed amministratori di alto livello. Il risultato è stato un aumento di disparità nei salari.
  5. Aumento del debito, man mano che più persone non potevano permettersi le necessità primarie.

Alla fine, il lavoratori che sono stati indeboliti dai basi salari e dalle tasse alte hanno avuto la tendenza a soccombere alle epidemie. Alcuni sono morti in guerra. Ancora una volta, abbiamo una situazione di flussi di energia più bassi e i lavoratori a salario più basso che non ricevono un numero sufficiente di questi flussi. Molti sono morti – in alcuni casi il 95%. Queste situazioni sono state molto più estreme di quella della EUS. Il lato positivo è che il fatto che ci fossero poche occupazioni nell'era preindustriale ha significato che coloro che sono sopravvissuti a volte potevano reinsediarsi in altre comunità vicine e continuare a praticare le loro occupazioni.
Joseph Tainter ne Il collasso delle società complesse parla della necessità di un aumento di complessità, man mano che intervengono i ritorni decrescenti. Questo sembrerebbe corrispondere alla necessità di maggiori servizi governativi e ad un aumento di ruolo delle imprese. Nell'aumento di complessità sarebbe incluso anche l'aumento di struttura gerarchica. Tutti questi cambiamenti lascerebbero una parte più piccola di flussi di energia per il lavoratori di grado inferiore – un problema già menzionato. Il dottor Tainter solleva anche il punto che per mantenere la complessità, “La sostenibilità potrebbe richiedere un maggior consumo di risorse, non minore”.

Alcune intuizioni riguardo al problema della Fisica

La Seconda Legge della Termodinamica sembra funzionare in una sola direzione. Parla della tendenza naturale di ogni sistema “chiuso” o degenerato in un sistema più disordinato. Con questa visione, l'implicazione è che l'universo finirà in una morte del calore in cui tutto è alla stessa temperatura. I sistemi dissipativi funzionano nell'altra direzione; creano ordine dove prima non ne esisteva. Le economie diventano sempre più complesse, man mano che le aziende si ingrandiscono e diventano più gerarchiche nella loro forma, i governi fornisco più servizi e il numero di diversi posti di lavoro occupati dai membri dell'economia proliferano. Come spieghiamo questo ordine aggiuntivo? Secondo Ulanowicz, il tradizionale focus della termodinamica è stato sugli stati, piuttosto che sui processi del passaggio da uno stato all'altro. Ciò che serve è una teoria che sia più concentrata sui processi, piuttosto che sugli stati. Scrive: 

… la visione prevalente sulla seconda legge è una versione troppo semplificata della sua vera natura. Detto semplicemente, l'entropia non ha a che fare interamente col disordine. Fuori dall'equilibrio, c'è un lato inverso e largamente misconosciuto della seconda legge che, in alcune circostanze, ordina la creazione di ordine. 

Stiamo osservando l'ordine di creazione dell'ordine. Per esempio, il corpo umano prende l'energia chimica e la trasforma in energia meccanica. C'è un dualismo del sistema entropico che molti non hanno smesso di apprezzare. Anziché avere sempre una tendenza verso la morte del calore come obbiettivo primario, i sistemi hanno una natura a doppio senso a riguardo. I sistemi dissipativi sono in grado di crescere finché raggiungono un punto chiamato criticità auto-organizzata o “punto critico”, poi si contraggono a causa dei flussi di energia inadeguati. Nelle foreste, questo punto di criticità auto-organizzata arriva quando la crescita degli alberi alti comincia a bloccare la luce per le piante più basse. Come già detto in precedenza, a quel punto la foresta comincia a diventare più esposta agli incendi. Ulanowicz mostra che per gli ecosistemi con più di 12 elementi c'è una “finestra di fattibilità” piuttosto ridotta.


Figura 8. Illustrazione di raggruppamento ravvicinato di ecosistemi con più di 12 elementi che indica la ridotta “finestra di fattibilità” di tali ecosistemi. Da Ulanowicz

Se guardiamo il consumo pro capite mondiale di energia, questo sembra indicare a sua volta una “finestra di fattibilità” piuttosto ridotta.


Figura 9. Consumo mondiale di energia pro capite, sulla base dei dati della Revisione Statistica dell'Energia Mondiale della BP del 2015. Stima per il 2015 e note di G. Tverberg.

Quando guardiamo a cosa è accaduto nell'economia mondiale a fianco della storia del consumo mondiale di energia, possiamo vedere uno schema. Prima del 1973, quando il petrolio costava meno di 30 dollari al barile, il consumo di petrolio e l'economia crescevano rapidamente. In questo quadro temporale venivano aggiunte molte infrastrutture (autostrade interstatali, linee elettriche di trasmissione e condutture). Lo shock dei prezzi e la relativa recessione del 1973-74 ha brevemente fatto scendere il consumo di energia. Non è stato che alla fine della ristrutturazione dell'economia nei tardi anni 70 e primi 80 che il consumo di energia è sceso veramente. Sono stati fatti molti cambiamenti: le macchine sono diventate più piccole e più efficienti; la produzione di elettricità è stata cambiata dal petrolio ad altri approcci, spesso il nucleare; la regolamentazione dei servizi pubblici è stata cambiata in direzione di una maggior competizione, scoraggiando così la costruzione di infrastrutture, a mano che non fossero assolutamente essenziali. 

La caduta del consumo di energia dopo il 1991 riflette la caduta dell'Ex Unione Sovietica. L'enorme  dilagare del consumo di energia dopo il 2001 rappresenta l'effetto dell'aggiunta della Cina (con tuti i suoi posti di lavoro e consumo di carbone) alla WTO. Con questi cambiamenti, le necessità energetiche sono diventate permanentemente maggiori, se la Cina doveva avere abbastanza posti di lavoro per il suo popolo. Ogni piccola flessione sembra rappresentare una recessione. Di recente il consumo di energia sembra essere di nuovo basso. Se consideriamo il basso consumo insieme ai bassi prezzi dei beni, questo costituisce una situazione preoccupante. Ci stiamo avvicinando ad una grande recessione, o peggio? 

Se pensiamo all'economia mondiale in relazione al suo punto critico, l'economia mondiale è stata vicina a questo punto dal 1981, ma varie cose ci hanno tirati fuori. Una cosa che ha aiutato l'economia è il tasso di interesse estremamente alto (18%) implementato nel 1981. Questo tasso di interesse alto ha spinto verso il basso l'uso di combustibili fossili a quel tempo. Ha anche dato ai tassi di interessi un percorso molto lungo per scendere. I tassi di interesse in diminuzione hanno un impatto molto favorevole sull'economia. Incoraggiano maggiori prestiti e tendono ad aumentare i prezzi di vendita delle azioni. L'economia ha ricevuto una spinta favorevole dalla diminuzione degli interessi per quasi tutto il periodo fra il 1981 e il presente. 

Anche altri fattori sono stati importanti. Il crollo dell'Unione Sovietica nel 1991 ha portato al resto del mondo un po' di tempo (ed ha risparmiato estrazione petrolifera per dopo); l'aggiunta della Cina alla WTO nel 2001 ha aggiunto una grande quantità di carbonio a buon mercato nel mix energetico, aiutando ad abbassare i costi energetici. Questi costi energetici bassi, oltre a tutto il debito che la Cina era in grado di aggiungere, hanno permesso al consumo di energia ed all'economia mondiale di crescere ancora – allontanando temporaneamente il mondo dal punto critico. 

Nel 2008, i prezzi del petrolio sono scesi molto in basso. E' stato solo con il QE che si è potuto portare molto in basso i tassi di interesse e i prezzi dei beni sono tornati a livelli adeguati. Ora siamo di nuovo di fronte a prezzi bassi. Sembra come se fossimo ancora al punto critico e quindi sull'orlo del collasso. Una volta che una struttura dissipativa supera il punto critico, Roddier dice che ciò che lo abbatte sia una valanga di biforcazioni. Nel caso di un'economia, queste potrebbero essere default del debito. In una struttura dissipativa, comunicazione ed informazione immagazzinata sono entrambe importanti. L'informazione immagazzinata, che è molto vicina alla tecnologia, diventa molto importante quando il cibo è difficile da trovare o l'energia si estrae ad alto costo. Quando l'energia si estrae a basso costo, praticamente tutti possono trovare ed usare energia, quindi la tecnologia è meno importante.  

La comunicazione in un'economia è fatta in vari modi, compreso tramite l'uso di soldi e debito. Poche persone capiscono fino a che punto il debito possa dare segnali falsi circa la disponibilità futura di flussi di energia. Così, è possibile che un'economia si accumuli fino a raggiungere una dimensione molto ampia, mentre pochi si rendono conto che questo approccio per costruire un economia è molto simile ad uno schema Ponzi. Può continuare finché i costi energetici sono estremamente bassi o il debito vien aggiunto rapidamente. 

In teoria, i calcoli dell'EROEI (confrontare l'energia prodotta da un dispositivo o prodotto energetico all'energia da combustibili fossili consumata aumentando quel prodotto) dovrebbe comunicare il “valore” di un particolare prodotto energetico. Sfortunatamente, questo calcolo è basato sul fraintendimento comune della natura del problema fisico che ho menzionato all'inizio dell'articolo. (Ciò è vero anche per analisi simili, come le LCA). Questi calcoli comunicherebbero informazioni preziose, se il nostro problema fosse quello di “finire” i combustibili fossili e se il modo per mitigare questo problema fosse usare i combustibili fossili con più parsimonia possibile. Se il nostro problema è aumentare i livelli di debito, l'EROEI e calcoli simili non fanno nulla per mostrarci come mitigare il problema. 
Se l'economia collassa, collasserà ad un livello più basso sostenibile. Gran parte delle infrastrutture mondiali sono state costruite quando il petrolio poteva essere estratto per 20 dollari al barile. Quel tempo se ne è andato da parecchio. Così, sembra che il mondo avrà bisogno di collassare ad un livello antecedente ai combustibili fossili – forse molto precedente ai combustibili fossili. Se fosse di consolazione, il professor Roddier dice che una volta che ricominciano a formarsi nuove economie, i sopravvissuti dopo il collasso tenderanno ad essere più cooperativi. Infatti offre questo grafico.


Figura 10. Visione di F. Roddier di quanto accade dai due lati del punto critico. Da una traduzione (in inglese) in uscita del suo libro “la Termodinamica dell'evoluzione”. 

Sappiamo che se ci sono sopravvissuti, le nuove economie saranno probabili. Non sappiamo esattamente come saranno, eccetto che saranno limitate all'uso di risorse che sono disponibili in quel momento. 

Alcuni riferimenti al lavoro di Francois Roddier (in francese)

THERMODYNAMIQUE DE L’ÉVOLUTION “UN ESSAI DE THERMO-BIO-SOCIOLOGIE”  - La termodinamica dell'evoluzione – libro presto tradotto in inglese. Ad un certo momento sarà disponibile nello stesso sito in inglese.  Roddier scrive:
Questa è una conferenza che ho fatto al CNAM di parigi il 2 dicembre 2013. Il titolo è: Thermodynamique et économie; des sciences exactes aux sciences humaines
In questa conferenza mostro che il modello di rete neurale di Per Bak può essere usata per descrivere un sistema economico come una rete neurale di agenti che cambiano denaro. L'articolo dà una breve spiegazione di come collassano le economie. L'altra conferenza è una che ho fatto a Parigi il 12 marzo del 2015, per lo Jancovici’s Shift Project. Il titolo è:
La thermodynamique des transitions économiques Un video di questa conferenza è disponibile sul web al seguente indirizzo: https://www.youtube.com/watch?v=5-qap1cQhGA In questa conferenza descrivo l'economia in termini di potenziali di Gibbs-Duhem (analoghi ai potenziali chimici). I flussi di soldi misurano i flussi di entropia (con segni opposti). Il costo dell'energia gioca il ruolo di una temperatura inversa. Mostro che i cicli economici sono simili a quelli del motore a vapore. Si auto-organizzano intorno ad un punto critico. 

4 commenti:

  1. Chapeau. Gran bell'articolo. Terribile nelle sue implicazioni. Solo ho un dubbio su un punto: dove all'aumento della complessità dei sistemi sociali viene attribuito un maggior ordine, in conflitto con il 2nd principio della TD. La mia impressione è invece che la moltiplicazione di ruoli sociali ed economici costituisce comunque un aumento del disordine, ancorchè in una rete organizzata (quindi imposta da una organizzazione sovraordinata che detiene il monopolio della forza) di relazioni. Gli stati precedenti di minor complessità infatti sono "naturalmente" più ordinati, richiedono una minor strutturazione dell'organizzazione di controllo, i ruoli sono numericamente più esigui e concentrano in se un (in proporzione) maggior numero di attività funzionali al mantenimento dell'organizzazione sociale....

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    1. l'aumento dell'ordine all'interno del sistema e' ottenuto grazie ad un aumento superiore del disordine all'esterno del sistema. In questo modo il secondo principio non e' violato, perche' questo vale rigorosamente solo per l'universo, non per ogni sottosistema al suo interno.

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  2. Cit. "Per esempio, il corpo umano prende l'energia termica e la trasforma in energia meccanica."
    ???
    Il metabolismo umano è basato sull'energia chimica, non certo termica.

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    1. In effetti dev'essere un lapsus di Gail, l'ho tradotto com'era ma non mi quadrava per niente. Possiamo anche correggerlo, visto che è evidente che si tratta di un refuso.

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