Questa è una versione ridotta della presentazione che ho fatto a Dresda il 5 settembre 2013. Ringrazio il professor Antonio Hurtado per aver organizzato quella interessante conferenza.
Allora, signore e signori, lasciate che cominci con questo mio recente libro. S'intitola “Il Pianeta Saccheggiato”. Noterete sicuramente che non è intitolato “Il pianeta Sviluppato” o “Il Pianeta Migliorato”. Io e i miei coautori abbiamo scelto di enfatizzare il concetto di “saccheggio”; ovvero il fatto che stiamo sfruttando le risorse del nostro pianeta come se fossero lì apposta perché noi le prendessimo. Cioè, senza pensare alle conseguenze. E la conseguenza principale, per quanto ci riguarda qui si chiama “esaurimento”, anche se dobbiamo tenere in considerazione anche il problema dell'inquinamento.
Ora, ci sono stati molti studi sulla questione dell'esaurimento, ma “Il pianeta saccheggiato” ha un'origine particolare e posso mostrarvela. Eccola.
Si tratta dello studio, piuttosto famoso, pubblicato nel 1972 dal titolo “I Limiti della Crescita” (da questo momento in poi, dopo averci pensato in diverse occasioni, ho deciso che adotterò la traduzione “della crescita” anziché “dello sviluppo” come è stato invece tradotto il libro in italiano, ndt). E' stato uno dei primi studi che hanno tentato di quantificare l'esaurimento ed i suoi effetti sul sistema economico mondiale. E' stato uno studio complesso, basato sui migliori dati disponibili all'epoca e che ha usato i computer più sofisticati disponibili per studiare come l'interazione di vari fattori avrebbero condizionato parametri come la produzione industriale, quella agricola, la popolazione e cose simili. Ecco i risultati più importanti dello studio del 1972, l'ipotesi chiamata “caso base” (o ipotesi standard). I calcoli sono stati rifatti nel 2004, ed hanno prodotto risultati analoghi.
Come potete vedere, i risultati non erano proprio piacevoli da vedere. Nel 1972, lo studio ha visto un rallentamento dei maggiori parametri economici mondiali che avrebbero avuto luogo entro i primi due decenni del 21° secolo. Sono certo che stiate confrontando, nella vostra mente, queste curve con la situazione economica attuale e vi chiederete se questi vecchi calcoli non possono risultare essere incredibilmente ben fatti. Ma vorrei anche dire che queste curve non devono essere prese – e non lo sono mai state – come previsioni specifiche. Nessuno può prevedere il futuro, quello che possiamo fare è studiare le tendenze e dovi ci portano le tendenze. Così, il risultato principale dello studio de I Limiti della Crescita è stato quello di mostrare che il sistema economico era indirizzato verso un collasso ad un certo punto in futuro, dovuto all'effetto combinato di esaurimento, inquinamento e sovrappopolazione. Forse i problemi economici che vediamo oggigiorno sono il preludio al collasso visto da questo modello, forse no – forse il collasso previsto è ancora lontano nel futuro. Non possiamo dirlo al momento.
In ogni caso, i risultati dello studio possono essere visti perlomeno come preoccupanti. E una reazione ragionevole, all'uscita del libro nel 1972, sarebbe stata quella di studiare il problema più in profondità – nessuno vuole che l'economia collassi, naturalmente. Ma, come certamente saprete, lo studio sui Limiti della Crescita non è stato ben accolto. E' stato fortemente criticato, accusato di aver fatto “errori” di ogni tipo e a volte di essere stato parte di una cospirazione mondiale per prendere il controllo del mondo e sterminare gran parte della razza umana. Naturalmente, gran parte delle critiche avevano origini politiche. E' stata prevalentemente una reazione viscerale: la gente non amava questi risultati e ha cercato di trovare dei modi per dimostrare che il modello era sbagliato (o i dati, o l'approccio, o qualcos'altro). Se non potevano farlo, ricorrevano alla demonizzazione degli autori. Ho descritto questo comportamento in un mio libro dal titolo “I Limiti della Crescita Rivisitati”.
Ciononostante, c'era una critica sensata da fare allo studio dei “Limiti.” Perché si dovrebbe credere a questo modello? Quali sono esattamente i fattori che generano il collasso atteso? Ecco, devo dire, la risposta data spesso i primi tempi dagli autori e dai loro sostenitori non era molto buona. Quello che dicevano i creatori dei modelli era che il modello aveva senso secondo il loro punto di vista e che potevano mostrare uno schema, che era questo (dall'edizione italiana del libro del 1972):
Ora, non so cosa ne pensate voi; per me è più o meno come la mappa della metropolitana di Tokyo, comprese le indicazioni in caratteri kanji. Non facile da navigare, perlomeno. Così, perché gli autori hanno creato questo modello a spaghetti? Qual era la logica? Lavorandoci sopra, viene fuori che il modello dei Limiti della Crescita aveva una logica interna che può essere speigata in termini termodinamici. Tuttavia, ci vuole un po' di lavoro per descrivere tutto la storia. Quindi, lasciate che cominci dalla fonte originaria di questi modelli:
Se avete studiato ingegneria, avrete sicuramente riconosciuto questo oggetto. E' chiamato “governale” ed è un dispositivo sviluppato nel 19° secolo per regolare la velocità dei motori a vapore. Esso gira con il motore e i bracci aperti o chiusi dipendono dalla velocità. E' interessante perché si tratta del primo dispositivo autoregolante di questo tipo e, ai suoi tempi, aveva generato molto interesse. Lo stesso James Clerk Maxwell ha studiato il comportamento del governale e, nel 1868, inventò una serie di equazioni per descriverlo. Ecco un pagina dal suo articolo originale:
Vi mostro queste equazioni solo per farvi notare come questi sistemi possano essere descritti da una serie di equazioni differenziali correlate. E' un approccio ancora usato ed oggi possiamo risolvere questo tipo di equazioni in tempo reale e controllare sistemi molto più complessi dei motori a vapore. Per esempio, i droni.
Qui vedete che un drone può essere controllato in modo così perfetto da poter trasportare un bicchiere senza versarne il contenuto. E possiamo avere droni che giocano a ping pong fra loro e molto altro. Naturalmente, sono anche delle macchine progettate per uccidere la gente, ma non entriamo in questo argomento. Il punto è che se noi possiamo risolvere una serie di equazioni differenziali, possiamo descrivere – ed anche controllare – il comportamento di sistemi piuttosto complessi.
Il lavoro di Maxwell ha impressionato così tanto Norbert Wiener da portarlo a sviluppare il concetto di “cibernetica”.
Oggi non usiamo molto il termine cibernetica. Ma le idee che partirono dallo studio sul governale di Mawwell erano estremamente feconde ed hanno dato origine ad un campo del tutto nuovo della scienza. Quando si usano le equazioni per controllare sistemi meccanici vediamo il termine “teoria del controllo”. Ma se si usano le equazioni per studiare il comportamento dei sistemi socio-economici, si usa il termine “dinamica dei sistemi”.
La dinamica dei sistemi è una cosa sviluppata principalmente da Jay Wright Forrester negli anni 50 e 60, quando sono iniziati ad esistere computer abbastanza potenti da risolvere serie di equazioni differenziali accoppiate in tempi ragionevoli. Ciò ha generato molti studi, compreso “I Limiti della Crescita” del 1972 ed oggi il campo e vivo e vegeto in molte aree.
Un punto che penso sia importante da fare è che queste equazioni descrivono sitemi del mondo reale e i sistemi del mondo reale devono obbedire alle leggi della termodinamica. Quindi, la dinamica dei sistemi deve essere coerente con la termodinamica. Lo è. Lasciate che vi mostri un esempio comune di un sistema descritto dalla dinamica dei sistemi: i professionisti di questo campo amano usare una vasca da bagno come esempio:
Sulla destra c'è una rappresentazione del sistema reale, una vasca da bagno parzialmente piena d'acqua. Sulla sinistra, la sua rappresentazione usando la dinamica dei sistemi. Questi modelli svengono chiamati “stock e flusso”, perché si usano riquadri per rappresentare gli stock (la quantità d'acqua nella vasca) e frecce bidirezionali per indicare i flussi. Gli arnesi a forma di farfalla indicano valvole e le frecce unidirezionali indicano la relazione.
Notate che ho usato una convenzione grafica che mi piace usare per i miei modelli “a portata di mente”. Cioè, ho delle riserve che fluiscono “giù”, seguendo la dissipazione del potenziale termodinamico. In questo caso, ciò che muove il modello è il potenziale gravitazionale, è questo fa fluire l'acqua verso il basso, naturalmente. In ultima analisi, il processo è guidato da un aumento di entropia ed io di solito chiedo ai miei studenti dove sono quegli aumenti di entropia nel sistema. Di solito non riescono a dare la risposta giusta. Infatti non è così semplice – ve lo lascio come piccolo esercizio.
Il modello sulla sinistra non è un semplice disegno di una quadrato e frecce, è fatto con un software chiamato “vensim” che fa realmente girare il modello “vivo” costruendo le equazioni e risolvendole in tempo reale. E, come potete immaginare, non è difficile fare un modello che descriva una vasca da bagno che viene riempita da un lato e svutata dall'altro, Ma, naturalmente, si può fare molto di più con questi modelli. Così, lasciate che vi mostri un modello fatto con Vensim che descrive le operazioni di un governale e di un motore a vapore.
Prima di procedere, lasciate che faccia una precisazione. Questo è solo un modello che ho messo insieme per questa presentazione. Sembra funzionare, nel senso che descrive un comportamento che penso sia corretto per un governale (potete vedere i risultati tracciati dentro i riquadri). Ma non pretende di essere un modello completo e sicuramente non il solo modo possibile di fare un modello della dinamica dei sistemi di un governatore. Detto questo, potete dargli un'occhiata e notare alcune cose. Quella principale è che abbiamo due “riserve” di energia: una per la ruota grande dell'energia del vapore, l'altra per la ruota piccola che è il governale. Per dare un'idea visiva di questa differenza di dimensione, ho fatto due riquadri di dimensioni diverse, ma questo non cambia le equazioni che sottostanno al modello. Notate la “retroazione”, le frecce che collegano i flussi e le dimensioni delle riserve. Il concetto di retroazione è fondamentale in questi modelli.
Naturalmente, questo è un modello che è compatibile anche con la termodinamica. Solo che, in questo caso non abbiamo un potenziale gravitazionale che muove il sistema, ma un potenziale basato su differenze di temperatura. Il motore a vapore funziona perché c'è questa differenza di temperatura e voi conoscete che il lavoro di Carnot e degli altri che lo hanno descritto. Quindi qui ho usato la stessa convenzione di prima; il potenziale termodinamico viene dissipato “giù” nella rappresentazione grafica del modello.
Ora, lasciate che vi mostri un altro modello semplice, la versione più semplice che possa pensare di un modello che descrive lo sfruttamento di risorse non rinnovabili:
Si tratta, ancora una volta, di un modello basato sulla termodinamica e, stavolta, guidato da potenziali chimici. L'idea è che la riserva di “risorse” sia un alto potenziale chimico, nel senso che può essere pensato come, per esempio, petrolio greggio che spontaneamente si combina con l'ossigeno per creare energia. Questa energia vien usata dagli esseri umani per creare ciò che posso chiamare “capitale” - la somma di tutto ciò che si può fare col petrolio, dalle industrie alle burocrazie.
Sulla destra potete vedere i risultati che il modello fornisce in termini di comportamento come funzione del tempo della riserva delle risorse, della loro produzione e della riserva di capitale. Potete facilmente notare quanto queste curve siano simili a quelle fornite dal modello più complesso dei “Limiti della Crescita”. Quindi, probabilmente stiamo facendo qualcosa di giusto, anche con un modello semplice.
Ma il punto è che il modello funziona! Quando lo applichiamo a casi del mondo reale, vediamo che i suoi risultati si adattano ai dati storici. Lasciate che vi mostri un esempio:
Questo è il caso della pesca delle balene nel 19° secolo, quando l'olio di balena era usato come combustibile per le lampade, prima che l'uso del kerosene diventasse comune. Vi sto mostrando questa immagine perché costituisce il primo tentativo che ho fatto di usare il modello e sono rimasto sorpreso di vedere che funzionava – e ed ha funzionato notevolmente bene. Vedete, qui abbiamo due stock: una sono le balene, l'altra è il capitale dell'industria della pesca delle balene che possono essere misurate per mezzo di un proxy che è il tonnellaggio totale della flotta di baleniere. E, come ho detto, il modello descrive molto bene come l'industria è cresciuta nel profitto di uccidere le balene, ma ne ha uccise troppe. Le balene sono, naturalmente, una risorsa rinnovabile, in linea di principio. Ma, naturalmente, se vengono uccise troppe balene, esse non hanno tempo sufficiente per riprodursi e si comportano come una risorsa non rinnovabile. I biologi hanno determinato che alla fine di questo ciclo di pesca in tutti gli oceani erano rimaste solo circa 50 femmine delle specie pescate a quel tempo. Non rinnovabili, infatti!
Quindi questo è, naturalmente, uno dei diversi casi in cui abbiamo scoperto che il modello può funzionare. Insieme ai miei coautori, abbiamo scoperto che può funzionare anche con l'estrazione del petrolio, come descriviamo in un saggio pubblicato nel 2009 (Bardi e Lavacchi). Ma saltiamo questo aspetto – la cosa importante è che il modello funziona in alcuni casi ma, come vi aspettereste, non in tutti. E questa è cosa buona perché non vogliamo un modello “adatto a tutto” che non ci dice niente sul sistema che stiamo studiando. Diciamo che il modello riproduce quello che viene chiamato il “modello di Hubbert” di sfruttamento delle risorse, che è un modello puramente empirico proposto più di 50 anni fa e che rimane un modello fondamentale in questo tipo di studi: è il modello che propone che l'estrazione passa attraverso una curva “a campana” e che il vertice della curva, il “picco di Hubbert” è l'origine del concetto di “picco del petrolio”, di cui avrete sicuramente sentito parlare. Ecco il modello originale di Hubbert; vedete che esso ha descritto in modo ragionevolmente buono la produzione del petrolio greggio dei 48 stati meridionali degli stati Uniti.
Ora, andiamo un po' avanti. Ciò che ho presentato è un modello molto semplice che riproduce alcuni elementi chiave del modello usato per lo studio su “I Limiti della Crescita”, ma naturalmente è una versione molto semplificata. Potreste aver notato che le curve della produzione industriale dei Limiti della Crescita tendono ad essere sbilanciate in avanti e questo semplice modello non può riprodurle. Così, dobbiamo fare un passo avanti. Lasciate che vi mostri come si può fare pur mantenendo l'idea di base di una “cascata termodinamica” che va dai potenziali più alti a quelli più bassi. Ecco ciò che ho chiamato “modello di Seneca”,
Vedete che ho aggiunto una terza riserva al sistema. In questo caso l'ho chiamata “inquinamento”, ma potremmo anche chiamarla, per esempio, “burocrazia” o forse “guerra”. E' una riserva qualsiasi che drena risorse dalla riserva di “Capitale” (cioè l'economia). E il risultato è che la riserva di capitale e produzione collassa piuttosto rapidamente. Questo è ciò che ho chiamato “effetto Seneca”, in onore del filosofo Romano Lucio Anneo Seneca, che ha notato che “la fortuna è lenta, ma la rovina è rapida”.
Per questo modello, non posso mostrarvi casi storici specifici – stiamo ancora lavorando su quest'idea, ma non è facile fare misure quantitative perché il modello è complicato. Ma ci sono casi di sistemi semplici in cui vediamo questo comportamento specifico, curve fortemente inclinate – la pesca del caviale ne è un esempio. Ma permettetemi di non entrare in questo aspetto ora.
Ciò che vorrei dire è che ci possiamo muovere avanti con questa idea di potenziali termodinamici a cascata e costruire qualcosa che possa essere considerata una versione semplificata dei 5 stock principali presi in considerazione nei calcoli dei “Limiti della Crescita”. Eccolo:
Ora, un'altra precisazione: non sto dicendo che questo modello è equivalente a quello dei Limiti della Crescita, neanche che sia il solo modo di disporre le riserve e i flussi di modo da produrre risultati simili a quello ottenuto dal modello dei Limiti della Crescita. E' qui solo per mostrarvi la logica del modello. E penso che possiate essere d'accordo, ora, sul fatto che ce ne sia una. Il modello dei “Limiti” non sono solo spaghetti sistemati a caso, è qualcosa che ha una logica profonda basata sulla termodinamica. Descrive la dissipazione di una cascata di potenziali termodinamici.
Alla fine, tutto questo modello, a prescindere da come sistemi i suoi elementi, tende a generare risultati di base simili: la curva a campana, quella che Hubbert ha proposto già nel 1956.
La curva potrebbe essere inclinata in avanti o meno, ma questo cambia poco del fatto che la parte in discesa non è così piacevole da coloro che la vivono.
Non aspettatevi che questa curva sia una legge fisica, dopotutto dipende da scelte umane e le scelte umana possono essere cambiate. Ma, in condizioni normali, gli esseri umani tendono a seguire schemi piuttosto prevedibili, per esempio sfruttando le risorse “facili” (quelle che si trovano al potenziale termodinamico più alto) per poi passare a quelle più difficili. Questo genera la curva.
Ora, potrei mostrarvi molti esempi della tendenza dei sistemi del mondo reale a seguire la curva a campana. Lasciate che ve ne mostri solo uno, un grafico recente fatto da Lean Laherrere.
Questi sono dati della produzione mondiale di petrolio. Come potete vedere, ci sono irregolarità ed oscillazioni. Ma notate come, dal 2004 al 2013, abbiamo seguito quella curva: ci muoviamo su una strada prevedibile. Già nel 2004 avremmo potuto prevedere quale sarebbe stata la produzione attuale. Ma, naturalmente, ci sono altri elementi nel sistema. Nella figura sulla destra, potete vedere anche l'apparizione delle cosiddette risorse di petrolio “non convenzionale”, che stanno seguendo la propria curva e che stanno mantenendo la produzione dei combustibili liquidi (un concetto leggermente diverso da quello di “petrolio greggio”) piuttosto stabile o in leggero aumento. Ma, vedete, l'immagine è chiara e la capacità di previsione di questi modelli è piuttosto buona anche se, naturalmente, approssimativa.
Ora, c'è un altro punto importante che vorrei fare. Vedete, questi modelli in definitiva sono basati sulla termodinamica e c'è un parametro termodinamico incorporato nei modelli chiamato EROI (o EROEI), che è il ritorno energetico sull'investimento energetico. Fondamentalmente è il declino di questo parametro che rende, per esempio, l'estrazione del petrolio gradualmente meno produttiva in termini energetici e, in definitiva, la fa diventare inutile quando il valore dell'EROEI scende sotto a uno. Lasciate che vi mostri un'illustrazione di questo concetto:
Vedete?, I dati che leggete normalmente riguardo alla produzione petrolifera sono proprio questo: quanto petrolio vien prodotto in termini di volume. C'è già un problema col fatto che non tutti i liquidi petroliferi sono gli stessi nel senso di energia per unità di volume, ma la questione vera è l'energia NETTA che otteniamo sottraendo l'energia investita dall'energia prodotta. E questa, come vedete, scende rapidamente mentre passiamo a risorse più care e difficili. Per gli EROEI inferiori a circa 20, il problema è significativo e sotto circa 10 diventa grave. E, come vedete, ci sono molte risorse energetiche che hanno questo tipo di EROEI basso. Quindi, non vi fate impressionare del fatto che la produzione di petrolio continui, lentamente, a crescere. Il problema è l'energia netta e molte cose che stanno avvenendo oggi nel mondo sembrano essere collegate al fatto che stiamo producendo sempre meno energia. In altre parole, stiamo pagando di più per produrre la stessa quantità. Questo si mostra sotto forma di prezzi alti nei mercati mondiali.
Ecco un'illustrazione di come prezzi e produzione sono variati durante gli ultimi decenni dal blog “Early Warning” di Stuart Staniford.
E vedete che, anche se siamo in grado di gestire una produzione in leggera crescita, possiamo farlo solo a prezzi sempre più alti. Questo è un effetto di investimenti energetici sempre più alti per estrarre risorse difficili – l'energia costa denaro, dopotutto. Quindi, lasciate che vi mostri alcuni dati sulle risorse che non sono petrolio. Naturalmente, in questo caso non possiamo parlare in termini di EROEI, perché non stiamo producendo energia. Ma il problema è lo stesso, visto che usiamo combustibili fossili per produrre beni che entrano nel sistema industriale e che è valido anche per l'agricoltura. Ecco alcuni dati.
La produzione mondiale di cibo è ancora in aumento, ma gli alti costi dei combustibili fossili stanno causando questo aumento dei prezzi. E questo è un grande problema perché tutti noi sappiamo che la domanda di cibo è molto inelastica – in parole povere dobbiamo mangiare o moriamo. Diversi eventi recenti nel mondo, come le guerre e le rivoluzioni in Nord Africa e in Medio Oriente sono collegate a questi aumenti dei prezzi degli alimenti.
Ora, passiamo alla questione generale della produzione mineraria. Abbiamo lo stesso comportamento. Gran parte delle risorse minerali stanno ancora crescendo in termini di quantità estratte, come potete vedere qui (da un saggio di Krausmann et al, 2009 http://dx.doi.org/10.1016/j.ecolecon.2009.05.007)
Questi dati arrivano al 2005 – dati più recenti mostrano segni di appiattimento della produzione, ma non vediamo ancora segni evidenti di un picco. Questo è male, perché stiamo creando un disastro climatico. Come vedete dai dati più recenti, la CO2 sta ancora aumentando in modo quasi esponenziale
Ma il sistema è chiaramente sotto stress. Ecco alcuni dati relativi all'indice medio dei prezzi di alluminio, rame, oro, ferro, piombo, nichel, argento, stagno e zinco (adattati da un grafico riportato da Bertram et al., Resource Policy, 36(2011)315)
Quindi, vedete, c'è stato questo notevole “salto” dei prezzi di tutto e questo è ben collegato con ciò che stavo sostenendo prima: l'energia costa di più e, allo stesso tempo, la richiesta energetica sta aumentando a causa dell'esaurimento del minerale. Al momento, siamo ancora in grado mantenere la produzione stabile e persino in leggero aumento, ma questo costa tremendi sacrifici alla società in termini di riduzione di servizi sociali, assistenza sanitaria, pensioni e tutto il resto. E, in aggiunta, rischiamo di distruggere l'ecosistema planetario a causa del cambiamento climatico.
Ora, posso riassumere ciò che ho detto ed arrivare al punto fondamentale che credo possa essere espresso in una frase: “L'estrazione mineraria richiede energia”.
Naturalmente, molta gente dice che siamo così intelligenti che possiamo inventare nuovi modi di estrarre minerali che non richiedano così tanta energia. Bene, ma guardate questa ruota gigante, sopra, che viene usata per estrarre carbone nella miniera di Garzweiler in Germania. Pensate a quanta energia serve per fare quella ruota: pensate di poter usare un iPad al suo posto?
Alla fine, l'energia è la chiave di tutto e se vogliamo continuare ad estrarre, ed abbiamo bisogno di continuare ad estrarre, dobbiamo essere capaci di continuare a produrre energia. E dobbiamo ottenere quell'energia senza combustibili fossili. E' questo il concetto di “Transizione Energetica”.
Qui uso il termine tedesco “Energiewende” che sta per “Transizione Energetica”. Ed ho anche leggermente modificato le parole di Stanley Jevons, lui parlava di carbone, ma il concetto generale è lo stesso. Dobbiamo avere questa transizione, altrimenti, come ha detto Jevons molto tempo fa, saremo costretti a tornare alla “laboriosa povertà” dei tempi antichi.
Ciò non significa che i tempi dei beni minerali a basso costo torneranno, ma potremmo essere in grado di mantenere un flusso ragionevole di beni minerali all'interno del sistema industriale e andare avanti a lungo. Ma ci dovremo adattare ad una vita meno opulenta e sprecona rispetto a quella cui le società dei paesi “sviluppati” si sono abituate finora. Penso che non sia impossibile, se non chiediamo troppo.
h/t signorina Ruza Jankovich – la macchina mostrata qui è una vecchia FIAT “500” prodotta negli anni 60 e funziona benissimo per muovere la gente senza bisogno di SUV
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Ringraziamento:
La squadra del Club di Roma
Daphne Davies
Ian Johnson
Linda Schenk
Alexander Stefes
Joséphine von Mitschke-Collande
Karl Wagner
E i coautori del libro “Il Pianeta Saccheggiato”
Philippe Bihouix
Colin Campbell
Stefano Caporali
Partick Dery
Luis De Souza
Michael Dittmar
Ian Dunlop
Toufic El Asmar
Rolf Jakobi
Jutta Gutberlet
Rui Rosa
Iorg Schindler
Emilia Suomalainen
Marco Pagani
Karl Wagner
Werner Zittel