Benvenuti nell'era dei ritorni decrescenti


sabato 18 luglio 2015

Come sarebbe il mondo attuale se…?

Era post picco.

Sintesi

Come sarebbe il mondo attuale, se non ci fosse stato lo sfruttamento, da parte dell’occidente (e delle relative multinazionali), dei Paesi arretrati ma ricchi di risorse?

A questa domanda, cercherò di risponderefacendo un’analisi quantitativa delle risorse a disposizione e dell’andamento delle suddette nel tempo. Ipotizzerò che, dal 1950 in poi, tutti i Paesi del mondo avessero iniziato a sfruttare intensamente i combustibili fossili e si fossero sviluppati come i Paesi occidentali.

I risultati saranno alquanto inaspettati!


Introduzione
Siamo arrivati nel III millennio, lo sviluppo tecnologico e scientifico ha fatto dei progressi enormi, però la situazione attuale non è alquanto rosea, in quanto ci sono parecchi problemi che non si è riusciti a risolvere:

· Circa 800 milioni di persone nel mondo soffrono la fame (FAO: 2015);
· Ci sono Paesi sottosviluppati (terzo e quarto mondo) in cui molti sevizi primari non sono garantiti a buona parte della popolazione e in alcuni casi non vengono garantiti neanche nei Paesi sviluppati (USA);
· Le disuguaglianze economiche tra le persone stanno aumentando (USA).

Molti non si riescono a spiegare come mai questi problemi non vengano risolti, in quanto, dicono che anche un bambino saprebbe come fare, cioé: · garantire cibo per tutti; · uno sviluppo uniforme dei Paesi a livello mondiale per fare scomparire la povertà; · servizi sanitari diffusi per garantire la salute dei cittadini; ecc. ma, tali problemi si risolvono veramente così facilmente?

Molti ignorano il fatto che: ogni decisione che si prende, ha sempre dei pro e dei contro; spesso ci si concentra sui risvolti positivi, trascurando quelli negativi. Per decisioni che incidono su tutti i Paesi del mondo, i fattori che interagiscono sono tantissimi e quello che apparentemente porta dei benefici in alcuni settori, potrebbe portare a delle conseguenze molto negative in altri settori.

Se volessimo veramente cercare di capire cosa sarebbe successo, se il mondo fosse stato gestito in modo diverso, dovremmo fare un’analisi quantitativa (dati e calcoli) sulle decisioni che avremmo preso e che riguardi un periodo abbastanza lungo. Chiaramente è impossibile considerare tutte le variabili che entrano in gioco.

La scienza si occupa delle leggi della natura che sono sempre le stesse, e permette di conoscere cosa si verifica in date condizioni conoscendo le condizioni iniziali. Il problema è che molte delle variabili non sono determinate dalle leggi della natura, ma dalla volontà degli uomini, che è imprevedibile (libero arbitrio).

Chiarito il fatto che: una simulazione (modello) non darà mai la certezza su quello che sarebbe potuto succedere in altre condizioni; possiamo comunque prevedere, con buona approssimazione, cosa sarebbe successo, in determinate condizioni, considerando solo alcune delle variabili più importanti.

Lo sviluppo occidentale si è basato sui seguenti fattori:

1. Risorse energetiche;
2. Risorse minerarie;
3. Tecnologia;
4. Scienza;
5. Lavoro umano;
6. Capitali economici;
7. Competenze (know how);

Chiaramente, ogni variazione, di ognuna di queste variabili, porta a delle conseguenze diverse e tutte insieme interagiscono tra loro.

Per semplificare il tutto, ci concentreremo su una sola di queste variabili (Risorse energetiche) e ipotizzeremo che tutte le altre variabili (condizioni necessarie) siano soddisfatte, es:

· Le risorse minerarie (non energetiche) fossero state disponibili per tutti a prezzi “normali”;
· La tecnologia sia utilizzata;
· Le conoscenze scientifiche siano diffuse;
· I capitali economici ci siano;
· Ci siano abbastanza persone competenti da poter utilizzare proficuamente tutte le altre variabili.

Alcuni economisti raccolgono tutte queste variabili in pochi aggregati (capitale, lavoro) ma, io ho preferito specificarle con maggiore dettaglio, anche se poi non verranno usate singolarmente.
Chiaramente un modello del genere risulterà approssimativo, ma i risultati che darà sono sufficienti a farci capire, abbastanza bene, come sarebbe andato il mondo.

La principale risorsa/fonte energetica, che l’uomo ha utilizzato in questi anni, sono i combustibili fossili. All'inizio dell’era industriale, fu usato principalmente il carbone, successivamente il petrolio (per caratteristiche fisiche e di utilizzo migliori), e poi, per far fronte alla crescente domanda di energia degli ultimi decenni, è stato usato anche gas.


Considerazione sulla simulazione

Siccome la curva dell’estrazione dei combustibili fossili, ha un andamento differente in base a:

1) tipo di fonte (gas, carbone, petrolio);
2) modalità di estrazione (fracking, ...)
3) qualità della fonte (sabbie bitumose, …);
4) percentuale di sfruttamento di ognuno dei pozzi (oltre un milione) di gas e petrolio; e di ogni giacimento di carbone; si è dovuto utilizzare un criterio che fosse una media di tutte queste variabili.
5) la tecnologia utilizzata e che verrà utilizzata in futuro (serve la palla di cristallo);

Caratteristiche delle curve

• L’area sottesa dalla curva lorda equivale al totale di tutti i combustibili fossili (consumati + riserve);
• Si ipotizza che il picco avvenga, quando il 50% delle risorse sono state consumate;
• La curva segue una distribuzione a campana (per la precisione un’onda sinusoidale);
• L’incremento percentuale dei consumi in ogni posizione della curva, equivalgono a quelli che si avrebbero nella curva sinusoidale, tali valori sono stati confrontati con quelli realmente avvenuti nel passato e sono simili;
• Per quanto riguarda i costi energetici di estrazione, siccome il petrolio esce spontaneamente dai pozzi fino al 50% di quello estraibile, mentre per estrarre l’altra metà è necessario intervenire pompando all'interno gas e liquidi vari, si è fatta una media con gli altri combustibili fossili e si è ipotizzato che i costi salissero del 10% fino al consumo di metà dei combustibili disponibili, per poi aumentare in modo quadratico (fino alla percentuale massima indicata) nella seconda metà.

Si possono fare varie prove nel seguente sito:
http://www.sviluppoerisorse.eu/dati/primaria/PrevFossiliPassatoAll.aspx
è possibile cambiare la percentuale di costi iniziali e finali, nel caso si ritengano non idonee quelle utilizzate, ma comunque esse cambieranno solo l’andamento delle curve dei costi e dell’energia netta, ma non quella dell’energia lorda.


Metodo utilizzato per tracciare le curve

Curva sinusoidale dei consumi

Mediando tra le diverse risorse, la curva sinusoidale sembra essere quella che più rappresenta le estrazioni di risorse. In realtà, nella mia simulazione la parte iniziale della curva, viene data dalla produzione reale, mentre la parte finale della curva viene interrotta a circa il 3% dalla fine dell'esaurimento delle risorse, in quanto, da tale posizione in poi, la produzione è così bassa, che non ha più senso considerarla come una risorsa energetica.
Se continuassimo a tracciare la curva, essa però non andrebbe a zero come nella curva sinusoidale teorica, in quanto l'asse X (tempo) della curva non è proporzionale all'asse Y (produzione), in quanto sono due unità di misura differenti.
La curva si allungherebbe indefinitamente verso destra, in quanto partendo dai consumi, essi diminuirebbero in percentuale e quindi, solo all'infinito arriverebbero a zero.

Y Curva = (sin(X)+1) / 2

con X che varia da: (-1/2 Pigreco) a (+3/2 pigreco)
L'area di questa curva equivale al totale delle riserve energetiche.



Curva dei costi percentuali

La curva dei costi nasce da una costatazione, cioé che la prima metà della produzione avviene con un aumento dei costi relativamente modesto (10%), mentre nella seconda metà essa sale esponenzialmente, in quanto anche il metodo di estrazione cambia (iniettare liquidi nei pozzi, scavare giacimenti sotto terra) e si richiede un dispendio di energia via via superiore.
• PercCostiLeft = PercIniziale + ((100 - PercIniziale) * (ConsumiTotali / RiserveTotali) * 20 / 100);
• PercCostiRight = (100 - PercIniziale) * (((ConsumiTotali / RiserveTotali) - 0.5) * 2)^2;
PercCosti = PercCostiLeft + PercCostiRight;




Calcolo curva "Consumi lordi"

1) YSinusoidePrec = YSinusoide(ConsumiTotaliPrec / Riserve));
2) YSinusoideNow = YSinusoide((ConsumiTotaliPrec + (ConsumiPrec * RapportoIncremConsumi)) / Riserve);
3) RapportoIncremConsumi = YSinusoideNow / YSinusoidePrec;
4) YConsumiNow = ConsumiPrec * RapportoIncremConsumi;
5) ConsumiPrec = YConsumiNow;
6) ripetere dal punto 1.


Simulazione situazione attuale e futura
Nella nostra simulazione, considereremo tutti i combustibili fossili nel loro insieme.

Valori in input:
Fonte: Combustibili Fossili
• Totale passato (consumi): 464 768 Mtep
• Totali disponibili (Riserve): 803 880 Mtep
• Totale (Consumi + riserve): 1 268 648 Mtep
Consumi sul totale: 36,6 %
Anno 2014 (Consumi): 11 237 Mtep

Vediamo come è andata realmente dal 1850 ad oggi e con la previsione futura.
(Grafico 1)
• Dati dal 1850 al 1964 (fonte CDIAC - http://cdiac.ornl.gov/ )
Dati dal 1965 al 2014 (fonte: BP - http://www.bp.com/en/global/corporate/about-bp/energy-economics/statistical-review-of-world-energy.html).

Spiegazione:

• L’area sottesa dalla curva Passato lordo e Futuro lordo equivale a tutti i combustibili fossili consumati e disponibili da estrarre, cioè a tutte le riserve di combustibili fossili che l’uomo ha trovato;
• Curva Passato lordo: indica i consumi reali di combustibili fossili che ci sono stati dal 1850 al 2014;
Curva Futuro lordo: indica i consumi previsti dal 2015 in poi;
• Curva Futuro costi: indica l’energia prevista che verrà consumata (costi) per estrarre l’energia lorda;
• Curva Futuro netto: indica l’energia prevista netta ottenuta da quella lorda meno i costi di estrazione;
• Si ritiene che è inutile tracciare le curve, per valori molto bassi di estrazione/consumi rispetto ai bisogni della società.
• L'asse Y indica i consumi in Mtep.

Otteniamo i seguenti risultati sintetici:
Curva: Fossili (Futuro)
Lunghezza (Anni): 90
• Picco consumi Lordi (anno): 2030 (consumi) 11 855 Mtep
• Picco consumi Netti (anno): 2025 (consumi): 10 177 Mtep

Possiamo trarre le seguenti informazioni:

• Il picco di consumo netto di tutti i combustibili fossili, si avrà nel 2025 (tra 10 anni), con una decrescita graduale all'inizio e poi sempre più rapida.
• Il picco lordo del consumo si avrà nel 2030 con 11855 Mtep/anno (tra 15 anni).
• Abbiamo una decina d'anni a disposizione per preparare la transizione a nuove fonti energetiche;


Anomalie riscontrate nel grafico 1

Quando si passa dai consumi Reali a quelli previsti, la curva riduce la sua inclinazione in modo anomalo; questo può voler dire:

1. Le quantità Reali di riserve disponibili devono essere maggiori di quelle comunicati dagli organismi internazionali; difatti i Paesi dell’OPEC, comunicano riserve che non variano da molti anni. L’Arabia Saudita nel 1989 comunicò 260 Gbep di riserve; dopo averne estratte 90 Gbep, essa comunica che le sue riserve non sono variate! Come se il petrolio estratto non riducesse le riserve e quindi le quantità comunicate risultano incoerenti. Se poi aggiungiamo il fatto che stanno pompando petrolio al massimo, anche con prezzi bassi del petrolio, è come se non si preoccupassero dell'esaurimento delle loro riserve. Saranno in realtà molte di più?

2. Siccome, nella quantità totale di petrolio estratta, vengono considerati molti altri liquidi, che petrolio greggio non sono, questo fa supporre che i dati comunicati della produzione mondiale, siano gonfiati sommando due volte le stesse quantità (una volta come petrolio e un'altra volta come biodiesel), che siccome quest'ultimo ha un EROEI di poco più di 1, è come se tale produzione venisse contata due volte).

3. Se guardiamo la curva reale (1850-2014) dei consumi dei combustibili fossili notiamo che: essa inizia a crescere lentamente (si diffonde l’uso a fasce della popolazione sempre maggiore e a nuovi settori dell’economia), diminuisce la sua pendenza media nel periodo delle due guerre mondiali, per poi aumentare nuovamente la pendenza (con la rivoluzione verde lo si utilizza per produrre i concimi). Chiaramente la simulazione che stiamo facendo non considera certe variabili esogene (guerre), ne può sapere se eventuali invenzioni / tecnologie aumentino ulteriormente i consumi o li diminuiscano. L’andamento della curva si rifà a quella ideale.


Simulazione: situazione con sviluppo uniforme di tutti i Paesi del mondo

Per la nostra simulazione di “Come sarebbe il mondo se…”, utilizzeremo i dati del 1950, periodo in cui ci fu una ripresa economica (dopo la seconda guerra mondiale); avremmo potuto far iniziare il periodo in un altro anno, ma il risultato sarebbe stato simile. Potete fare delle prove al seguente indirizzo:
http://www.sviluppoerisorse.eu/dati/primaria/PrevFossiliPassatoAll.aspx

Nel 1950 solo ¼ della popolazione mondiale usava i combustibili fossili intensamente ed era residente in: Europa, USA, Giappone... (OECD).
Ipotizzeremo che, in uno spirito di solidarietà, tutti i Paesi del mondo si fossero aiutati (culturalmente, tecnologicamente, economicamente ecc) in modo tale che, ci fosse stato sviluppo uniforme in tutti i Paesi del mondo. Quindi, prendiamo i consumi totali di combustibili fossili del 1950 (Consumi reali primo anno) e li moltiplichiamo per 4 (Consumi usati primo anno).

Per tracciare il grafico usiamo i seguenti dati:
Fonte: Combustibili Fossili
Anno inizio: 1950
• Totale passato (consumi): 13 671 Mtep (1/5 di quelli reali, per uniformare la curva)
• Consumi reali primo anno: 1 875 Mtep
• Consumi usati primo anno: 7 498 Mtep (4 volte quelli reali)
Totale Comb. Fossili disponibili: 1 254 977 Mtep
Costi iniziali: 1 %
Costi max: 40 %


Otteniamo il seguente grafico
(Grafico 2)

Spiegazione:
• L’area sottesa dalla curva Consumi lordi equivale a tutti i combustibili fossili disponibili, ogni punto indica i consumi lordi previsti in quel dato anno;
• Curva Costi energetici: indica l’energia prevista che verrà consumata (costi) per estrarre l’energia lorda;
• Curva Consumi netti: indica l’energia netta prevista, ottenuta da quella lorda meno i costi di estrazione;
• L'asse Y indica i consumi in Mtep.

I risultati sintetici ottenuti dal modello sono i seguenti:

Lunghezza (anni) : 51
• Picco consumi Lordi: (anno) 1975 (consumi) 35 398 Mtep
• Picco consumi Netti: (anno) 1974 (consumi) 31 800 Mtep
• Totale lordi (consumi): 1 248 673 Mtep
• Totale netti (consumi) : 1 072 245 Mtep


Considerazioni che possiamo trarre dal grafico 2
Le conseguenze sarebbero state le seguenti:

1. Il picco netto del consumo di combustibili fossili sarebbe avvenuto nel lontano 1974; vi ricordo che il primo PC IBM risale al 1981, quindi l’era dell’informatica diffusa non sarebbe nemmeno nata; quindi, niente Internet, cellulari, ecc;

2. Molta energia si sarebbe sprecata con tecnologie meno efficienti (lampadine a incandescenza, automobili a basso rendimento ecc);

3. L'ambiente sarebbe stato fortemente inquinato e difficilmente vivibile, sicuramente non avrebbe retto a un inquinamento così intenso.

Comunque, anche nel caso in cui fosse stato possibile sfruttare così intensamente i combustibili fossili, oggi (2015) saremmo già oltre la curva dei consumi. Se poi consideriamo il fatto che: una società inizia ad andare in crisi economica/sociale appena la curva inizia a scendere (pendenza negativa), oggi ci ritroveremmo già in un periodo post sviluppo economico, e possibilmente anche post-guerra mondiale, ipoteticamente scoppiata per accaparrarsi le poche risorse energetiche rimaste.
Se fosse andato così, oggi ci ritroveremmo nuovamente nel Medioevo! (per la mancanza di una o più fonti energetiche capaci di supportare la nostra società).


Conclusioni

Dopo l'analisi quantitativa, anche se approssimata dalle medie tra le risorse, possiamo trarre le seguenti conclusioni:

1. Non sempre, fare del bene nel presente, porta a degli esiti positivi nel lungo periodo (detto: si può fare del male anche facendo del bene oppure, la strada che porta all'inferno è lastricata di buone intenzioni);

2. I problemi energetici (così come quelli ambientali e Climatici) sono molto complessi e contro-intuitivi, e chi pensa a delle soluzioni semplici e intuitive, rischia di creare problemi ancora più grandi;

3. Che non tutti possiamo vivere nel lusso con una Ferrari in garage, ma la piccola nicchia di persone ricche che la detengono, permette delle ricadute tecnologiche che miglioreranno i beni prodotti per la stragrande maggioranza delle persone;

Per finire, ci tengo a sottolineare che: io sono il primo a volere un mondo in cui non ci sia: fame, povertà, sofferenza ecc. però alcune soluzioni che sembrano buone nel presente, portano al disastro.

La popolazione mondiale è cresciuta enormemente nell'ultimo secolo. Non si possono avere molti figli o una popolazione di vari miliardi di persone e nello stesso tempo garantire una vita decente per tutti. In un sistema finito di risorse, bisogna fare delle scelte e ognuna comporta delle rinunce.
Chi pensa di poter avere crescita demografica e benessere per l’intera popolazione, con le conoscenze scientifiche che abbiamo oggi, sta sognando.


By Alessandro Pulvirenti