Le ragioni nascoste dietro alla crescita economica lenta: EROI in declino, energia netta vincolata

Da “Resource Insights”. Traduzione di MR (via Post Carbon Institute)

Dovrebbe apparire ovvio che ci vuole energia per avere energia. E quando ci vuole più energia per avere l'energia che vogliamo, di solito questo implica prezzi più alti dal momento che l'energia usata in ingresso costa di più. In tali circostanze rimane meno energia da usare per il resto della società, cioè, per le parti che non raccolgono energia – i consumi industriali, commerciali e residenziali di energia – di come sarebbe in caso contrario. Non dovrebbe sorprendere quindi che mentre i combustibili fossili, che forniscono più del 80% dell'energia usata dalla società moderna, diventino più energeticamente impegnativi da estrarre e raffinare; c'è una resistenza crescente all'attività economica man mano che sempre più risorse dell'economia vengono dedicate semplicemente ad ottenere l'energia che vogliamo. Un modo più formale di parlare di questo è l'EROI (o EROEI – Energy Returno on Energy Investment). Il “ritorno energetico” è l'energia che otteniamo da un particolare “investimento” di una unità di energia. Più è alto l'EROI di una fonte energetica, più economica questa sarà sia in termini energetici sia finanziari – e più sarà l'energia che resta ad uso del resto della società. Ma abbiamo assistito ad un declino permanente dell'EROI del petrolio e del gas naturale degli Stati Uniti nell'ultimo secolo, una tendenza che è probabile che si rifletta anche altrove nel mondo. Ecco un riassunto dall'abstract di uno studio del 2011:

Il fattore EROI: come il declino della resa energetica dei combustibili fossili sta danneggiando l'economia

Da “SRSRocco Report”. Traduzione di MR (h/t Maurizio Tron)

C'è un grande malinteso oggi negli Stati Uniti che fa pensare che la tecnologia ci ha resi più efficienti sia nell'industria che nell'economia. Per esempio, gran parte di quelli di noi che hanno guidato lungo il Sistema delle Strade Interstatali statunitensi ha visto gli enormi trattori e mietitrebbie che lavorano il suolo del Midwest. Quando ci passiamo vicino, tendiamo a stupirci di come piccole squadre di agricoltori possano produrre tutto quel cibo col solo ausilio di attrezzature agricole di alta qualità. Mentre queste operazioni sembrano a prima vista molto efficienti, le nostre percezioni sono praticamente l'opposto della realtà.

L'efficienza della produzione di un particolare bene o servizio è collegata in realtà con la quantità di energia spesa nel suo sviluppo. L'EROI – Energy Return on Investment - è un eccellente indicatore della vera natura della nostra efficienza nel produrre ed usare energia. Che rifletta gli esiti del lavoro umano e animale o lo si trovi in una delle varie fonti di energie alle quali possiamo attingere quotidianamente per produrre beni e servizi, come petrolio, carbone, gas, eccetera, l'EROI di un particolare processo è la  stessa cosa. Questo termine è stato etichettato anche come EROEI – Energy Return on Energy Investment. Entrambi descrivono lo stesso principio.

Per esempio, i metodi agricoli preindustriali che utilizzano lavoro manuale o cavalli ed aratro forniscono fra 1 e 5 calorie di energia (cibo) per ogni caloria di energia consumata nel piantare e raccogliere. Dall'altra parte, la moderna industria della produzione alimentare, con un agricoltore che siede su un trattore John Deere con l'aria condizionata che è guidato dalla localizzazione satellitare, consuma incredibilmente 10 calorie di energia per ogni caloria di energia (cibo) consegnata al mercato.

La moderna produzione e distribuzione di cibo ora consuma 10 volte più energia di quella che fornisce. Scienziati “al corrente” come il professor Kent Klitgaard del Wells College e Charles Hall del SUNY College di Scienza Ambientale e Forestale considerano questa palese cattiva gestione delle risorse il cavallo di Troia dei nostri tempi **

Guardate con attenzione questo grafico*:

L'EROI del petrolio e gas del (specialmente negli Stati Uniti), sta crollando dai primi anni 30, cosa che ora ha cominciato ad infliggere una pressione forte su tutti i settori e le industrie dell'economia. Nel 1930, l'industria del petrolio e del gas poteva produrre 100 barili di petrolio per il mercato per ogni barile di costo energetico. Nel 1970, la produzione è crollata ad un rapporto di 30 a 1 e nel 2000 si trovava a soli 11 a 1.

Fondamentalmente, il crollo dell'EROI di petrolio e gas fornisce meno energia netta per il mercato. Così, ma mano che l'energia netta declina, i prezzi aumentano a causa dell'aumento dei costi di produzione l'economia. SRSRocco Report esplorerà e discuterà di come il crollo dell'EROI avrà un impatto sul futuro dell'economia così come fornirà idee su come proteggere la propria ricchezza.


** Vedi l'eccellente fonte di Hall e Klitgaard Energia e ricchezza delle nazioni: capire l'economia biofisica


* Nota: alcuni recenti risultati pubblicati da Hall e Gupta indicano che il declino dell'EROI dei combustibili fossili è stato meno forte di quanto mostrato nella figura. Le conclusioni proposte nell'articolo, tuttavia, non cambiano. (Hall, CAS, and Ajay Gupta. 2011. “A Review of the Past and Current State of EROI Data.” Sustainability 3: 1796–1809)

La fine dello sviluppo globale come lo abbiamo conosciuto

Da “Engineering for Change”. Traduzione di MR (h/t Maurizio Tron)

Di Josh Kearns

Il petrolio non scorre più così. Questo è il Lakeview Gusher
Number One, un'eruzione di petrolio da un pozzo in pressione
 dal pozzo petrolifero di Midway-Sunset a Kern County,
 in California, nel 1910. 100 anni fa, pozzi come questo
producevano 90.000 barili al giorno, ma ora
sono scesi a 2 soli barili al giorno. Foto di dominio pubblico
Wikimedia Commons 

I professionisti dello sviluppo fanno il loro lavoro assumendo che il mondo in via di sviluppo un giorno somigli molto al mondo sviluppato. Ma ci sono buone possibilità che si sbaglino. Uno sguardo paratico alla fornitura mondiale di energia ed una interessante nuova ricerca sul collegamento fra energia, cultura e qualità della vita, mostra che probabilmente è vero il contrario: il mondo sviluppato presto somiglierà al mondo in via di sviluppo. Ecco perché sta accadendo e cosa possiamo fare per prepararci ora ad un grande cambiamento.

Da contadini a desk jockey

Dai primi anni 90 del secolo scorso il governo statunitense non ha tenuto dei “contadini” come una categoria del censo nazionale e questo è un sintomo di consumo di energia. Gasolio, fertilizzanti chimici e pesticidi sono tutti forme di energia che hanno soppiantato i muscoli umani ed animali nelle fattorie. Questa energia, che proviene da combustibili fossili accessibili e a buon mercato, ha trasformato i servi della gleba medievali negli odierni “servi del cubicolo” degli affari, del governo e delle accademie, nei paesi sviluppati. E i professionisti dello sviluppo globale stanno cercando di guidare il mondo in via di sviluppo lungo lo stesso sentiero.

L'energia rinnovabile dipende pesantemente
dai combustibili fossili, come esemplificato da questo convoglio
 di camion diesel che trasportano un enorme pezzo di turbina eolica.
 Foto: Tom/ Flickr

L'energia fossile ha facilitato tre raddoppi della popolazione globale dal 18° secolo, mentre ha eretto una gerarchi bizantina tecno-sociale nel mondo sviluppato e nei centri di potere del mondo in via di sviluppo.

Ritorno energetico dall'investimento

Guardiamo l'energia dal punto di vista contabile. Non vedremo la quantità totale di energia posseduta dal pianeta Terra – carbon fossile, petrolio e gas, luce solare, vento, maree, nuclei radioattivi o la somma totale dell'energia incorporata nei legami chimici. Guardiamo piuttosto l'energia netta: la quantità di energia utile rimanente dopo aver sottratto l'energia che serve per esplorare le fonti energetiche poi estrarle, raffinarle, trattarle e così via. Un metodo per calcolare questo surplus di energia netta è chiamato Ritorno Energetico dall'Investimento, in breve EROI (più corretto sarebbe EROEI, ndt). Questo concetto è stato introdotto da Charles Hall e dai suoi colleghi all'Università di Stato di New York a Syracuse. Al centro dell'EROEI c'è una semplice equazione: EROEI = energia che torna alla società / energia investita per ottenerla.

Succhiare 500 milioni di anni di luce solare

L'accesso a fonti di energia ad alto EROEI è ciò che permette alle società di sviluppare i sistemi tecnologici avanzati e le gerarchie sociali complesse e fortemente differenziate che vediamo oggi intorno a noi. Al contrario, le persone del medioevo avevano fonti di energia a basso EROEI – solo muscoli umani ed animali, oltre alla biomassa da bruciare e un modesto uso delle correnti di venti ed acqua. In quei giorni, gran parte della popolazione doveva mettere la propria schiena nel proprio lavoro perché non aveva un motore diesel che lo facesse per lei. L'era dei combustibili fossili ha inaugurato una manna di EROEI alto senza precedenti nella storia del pianeta. Gli esseri umani hanno liberato il potere di 500 milioni di anni di luce solare stoccata e concentrata. Ed abbiamo continuato a bruciare questa abbondanza finita ed irripetibile con notevole velocità.

L'EREOI è direttamente collegato allo sviluppo. Per conservare gli attuali stili di vita occidentali, i paesi sviluppati hanno bisogno di un surplus di energia netto. Jessica Lambert e i suoi colleghi alla Next Generation Energy Initiative, Inc. a Marcellus, New York, postula che le società soddisfano prima i bisogni energetici più fondamentali ed importanti poi, se rimane dell'energia, soddisfano bisogni sempre più complessi lungo una scala che chiamano la “gerarchia dei bisogni energetici”. E' simile alla gerarchia (piramide) di Maslow dei bisogni umani. I ricercatori hanno dato voce alle loro idee nell'edizione dell'agosto 2013 della rivista Energy Policy (pdf). Sopra, ho allegato una figura dal loro saggio con frecce che indicano le coordinate dell'EROEI in aumento disponibile per la società e l'aumento della complessità tecno-sociale.

I ricercatori hanno calcolato l'accesso all'energia e l'EROEI dei paesi del mondo , mettendo su grafici i dati rispetto ai comuni indici di sviluppo e qualità della vita, compreso l'Indice di Svuluppo Umano dell'ONU (ISU), percentuale dei bambini sottopeso, spese per la salute pubblica, cultura femminile, uguaglianza fra i sessi ed accesso a forniture “migliorate” d'acqua. Ho riprodotto uno di quei grafici sulla sinistra con una linea sovrapposta che corrisponde all'EROEI che segna il confine approssimativo fra livelli superiori ed inferiori di sviluppo umano. I ricercatori hanno scoperto che i paesi con livelli da moderati ad alti di sviluppo umano, tendevano ad avere EROEI in eccesso di 20:1 o 30:1 (un EROEI di 20:1 significa che per ogni unità investita se ne acquisiscono 19). dall'altro lato, i paesi che hanno accesso ad energia a meno di 20:1 generalmente non sono stati in grado di ottenere alti livelli di sviluppo. Gli autori hanno anche guardato le tendenze dell'EROEI fornito dalle tecnologie energetiche prevalenti, compresi petrolio, gas, carbone, solare fotovoltaico ed eolico, nucleare, idroelettrico e così via.

Le fonti con EROEI più alto sono andate

Le fonti di combustibili fossili del 20° secolo avevano un EROEI di gran lunga maggiore di qualsiasi altra fonte ed ora sono finite. I giacimenti di petrolio e gas convenzionale storici, per esempio, fornivano un EROEI della di una grandezza da 50:1 a 100:1 o oltre. Abbiamo via via bruciato i depositi che erano più facili da estrarre ed ora l'EROEI del petrolio e del gas globale è declinato a qualcosa come 20:1. Per esempio, il costo della trivellazione dei pozzi di petrolio convenzionale di un tempo era di 400.000 dollari e producevano circa 1.000 barili al giorno per alcuni decenni. Le trivellazioni dei pozzi di petrolio da “fracking” di oggi costano 6-12 milioni di dollari e producono al massimo poche centinaia di barili al giorno da uno a tre anni.

E le risorse rinnovabili non hanno un EROEI alto

Ma è comunque un EROEI molto più alto di quanto il combustibili rinnovabile possa fornire. Le tecnologie rinnovabili hanno EROEI più bassi, da circa 5:1 a 15:1 e dipendono da combustibili fossili a buon mercato per lo sviluppo su larga scala. Per esempio, le turbine eoliche contengono grandi quantità di neodimio per fare i magneti che usano per generare elettricità e lo estraiamo con macchinari a gasolio della dimensione di Godzilla. Eolico e solere fotovoltaico costituiscono meno del 1% del portafogli energetico globale. Negli Stati Uniti, il solare FV fornisce meno di un centesimo del 1% della nostra elettricità. Rese zoppe da EROEI relativamente bassi e dipendendo da una piattaforma di combustibili fossili a buon mercato ed alto EROEI per la produzione, l'installazione e la manutenzione, non è fattibile che le rinnovabili siano rapidamente portate su scala per soddisfare le necessità energetiche future se puntiamo a mantenere il business as usual (BAU) con la crescita esponenziale delle economie nazionali, della popolazione e della ricchezza. Sembra quindi che ci troviamo di fronte a carenze di energia netta molto preoccupanti. L'EROEI che ha alimentato il nostro sviluppo sino ad ora se ne andrà presto con l'esaurimento e il declino della qualità dei combustibili fossili e non possiamo compensare la differenza sostituendoli con le rinnovabili. Ciò che preoccupa ancora di più, però, è che l'EROEI non sembra declinare in modo lineare.

Il dirupo energetico

Le implicazioni di questa analisi sono a diro poco preoccupanti. Globalmente, il ritorno netto del nostro petrolio e gas prevalenti è declinato nella gamma di 20:1 – 30:1. Uno sguardo allo stato dello sviluppo globale odierno suggerisce che questo è un EROEI che rende difficile per le società raggiungere un alta qualità della vita. L'EROEI delle tecnologie rinnovabili ricade in questa gamma o al di sotto di essa. Ora vediamo cosa succede in Un EROEI di 10:1 – 20:1. La funzione esponenziale dell'EROEI comincia a scendere nettamente. Ciò viene chiamato il “dirupo dell'energia netta”. Una società che passa in questa gamma di EROEI in declino diventa sempre meno in grado di sostenere alti livelli di complessità tecno-sociale. Noi che viviamo nell'opulento Occidente siamo giunti a dare per scontati i frutti di questa complessità, come la conditio sine qua non per un alto standard di vita così come il nostro diritto di nascita perpetuo.

La fine dello sviluppo globale

Questa analisi ha due messaggi chiave per i lettori di E4C e chiunque sia impegnato nell'ingegneria dello sviluppo globale. Il primo: è improbabile che il mondo in via di sviluppo si “svilupperà” mai tanto. Il secondo: il mondo sviluppato opulento  affronterà un “de-sviluppo” catabolico, in quanto le fonti di energia diminuiscono e alla fine non riescono a sostenere i livelli superiori della gerarchia dei bisogni energetici. Il catabolismo avviene quando una società esaurisce le proprie risorse, quando non può più crescere e comincia a disassemblare la propria infrastruttura per consumarla per l'energia, come spiega John Michael Greer (pdf). Presto, gran parte della struttura dalla moderna vita opulenta data per scontata si spezzerà e verrà dimenticata nei recessi della storia. Sfortunatamente, questo sarà un processo doloroso che coglierà molti di sorpresa. Le ipotesi prevalenti sono che la crescita è infinita e che la prosperità aumenta sempre. Abbiamo una fede quasi utopistica nei proventi benefici senza limiti di tecnologia ed innovazione. Ma uno sguardo pratico all'energia netta suggerisce il contrario.

La risposta degli ingegneri

Dovremmo agire ora per prepararci al declino. La prima priorità dovrebbe essere acquisire più esperienza sviluppando tecnologie che sono in rapporto ai limiti delle risorse del futuro. E dobbiamo far questo non semplicemente per obbligo morale verso i poveri del mondo, ma anche perché, a breve, avremo bisogno di quelle stesse tecnologie anche noi. I calcoli dell'EROEI dovrebbero informare le decisioni sul corso della scienza, della ricerca ingegneristica e dello sviluppo. Dovrebbe essere perseguita l'innovazione per fare un uso migliore delle risorse locali. Ciò che costruiamo ci deve aiutare a vivere con meno energia, enfatizzando la qualità sulla quantità materiale, il tutto mentre diventiamo complessivamente più poveri. E ciò dovrebbe aiutarci a prevedere quali tipi di shock abbiamo di fronte e come possiamo rispondere in modo intelligente e creativo. In breve, la scienza ingegneristica e la tecnologia di ricerca e sviluppo si dovrebbero concentrare su soluzioni che soddisfino i bisogni fondamentali che non dipendono da alti ingressi di EROEI, lunghe e vulnerabili filiere di fornitura o fragili e complessi sistemi tecno-sociali. Per stabilire obbiettivi appropriati per questa innovazione, dobbiamo accettare la probabilità che il mondo sviluppato del futuro assomiglierà molto di più al mondo in via di sviluppo di oggi, non il contrario come è stato tradizionalmente ipotizzato nel settore dello sviluppo. Ci sono moltissime opzioni per l'innovazione, la creatività, la speranza, il miglioramento della nostra qualità di vita e la costruzione della comunità, una volta che la gente comincia a considerare seriamente e ad abbracciare i limiti al BAU. C'è così tanto del BAU che è inefficiente e non salutare, quindi un cambiamento potrebbe davvero essere una vittoria per tutti, anche in un difficile futuro di declino e collasso economico protratto.

Previsioni dolorose, ma pratiche

Quali tipi di speculazioni ragionevoli possiamo fare sul futuro per delineare gli obbiettivi della tecnologia di ricerca e sviluppo? Eccone alcuni; vi invito a sottoporne altri nella sezione dei commenti.

• Il futuro contemplerà molto di più carriera nelle attività dirette di conversione di energia solare come l'agricoltura e le attività forestali su piccola scala (rimboccatevi le maniche e prendete una zappa!). 
• Le economie locali guadagneranno importanza mentre le filiere dei trasporti a lunga distanza dipendenti dai combustibili fossili diventano impraticabili (Cominciate a conoscere i vostri vicini e le imprese locali!).
• Non osiamo ipotizzare che i sistemi complessi, globali, high tech ed energeticamente intensivi come Internet e l'onnipresente connettività wireless cellulare 24/7 siano una caratteristica permanente dell'esistenza umana (chi non darebbe il benvenuto al fatto di passare meno tempo di fronte ad uno schermo luminoso?). 
• I capi di governo, d'impresa, dei media, delle istituzioni culturali e così via, faranno ogni sforzo per mantenere lo status quo e il BAU  più a lungo possibile, mentre insisteranno che va tutto bene, nonostante le prove crescenti del contrario (dipende da noi – mettiamoci al lavoro!). 

Josh Kearns

Josh è un candidato al dottorato in ingegneria ambientale all'Università del Colorado, a Boulder, ed un ricercatore ospite dell'Università di stato della Carolina del Nord. Le sue ricerche esplorano l'applicabilità di biochar prodotto localmente come assorbente a basso costo per il trattamento dell'acqua potabile nelle comunità in via di sviluppo. Josh ha lavorato nei campi dell'economia ecologica e della scienza sostenibile ed ha fondato Aqueous Solutions, una organizzazione no profit che ricerca e diffonde tecnologie appropriate per l'acqua e l'igiene. 

Gail Tverberg: il crollo della fornitura mondiale di petrolio

Questo pezzo di Gail Tverberg potrebbe prendere come titolo il vecchio slogan pubblicitario della Pirelli "La potenza è nulla senza controllo." L'autrice sostiene, infatti, che non abbiamo tanto un problema di disponibilità di risorse petrolifere, quanto un problema di controllare la loro estrazione. Questo controllo, oggi, è assicurato dal sistema finanziario che, come sappiamo, è estremamente fragile e soggetto a collassi improvvisi. Un nuovo collasso come quello del 2008 appare probabile per il prossimo futuro e genererebbe il crollo della produzione petrolifera - come era già successo nel 2008. E' uno dei tanti modi di vedere il "collasso di Seneca" (U.B.)



Da “Our Finite World”. Traduzione di MR


  Di Gail Tverberg

Quiz: Cosa provocherà il crollo della fornitura mondiale di petrolio?

1. Troppo poco petrolio nel sottosuolo.
2. I prezzi del petrolio sono troppo bassi per i produttori.
3. I prezzi del petrolio sono troppo alti per i consumatori da portare a recessione, default del debito e alla fine a un taglio della disponibilità del credito e prezzi del petrolio molto bassi.
4. Gli esportatori di petrolio sono soggetti a disordini civili e rovesciamenti di governo, a causa dei prezzi bassi e/o dell'esaurimento delle riserve.
5. La mancanza di denaro (e di risorse fisiche che possano essere acquistate con quel denaro) per estrarre il petrolio dal sottosuolo. 
6. Problemi legati all'inquinamento – troppo smog in Cina; troppi problemi col fracking; troppi problemi con il CO2.
7. L'attuale sistema finanziario crolla e può essere rimpiazzato soltanto da uno che permetta molto meno debito. I prezzi del petrolio rimangono troppo bassi sotto un tale sistema. 

Dal mio punto di vista, ogni risposta diversa dalla prima è probabile che sia almeno parzialmente giusta. Alla fine, il problema è che per estrarre petrolio, o qualsiasi altro combustibile fossile, dobbiamo mantenere insieme i sistemi finanziari e politici. Ci si può attendere che questi sistemi falliscano ben prima che finiamo il petrolio nel sottosuolo. Gran parte del petrolio nel sottosuolo (così come gran parte dei combustibili fossili nel sottosuolo) saranno lasciati nel sottosuolo, dal mio punto di vista. Basare le stime sulla futura produzione di petrolio sulle riserve di petrolio è probabile che dia un'indicazione di gran lunga troppo alta rispetto alla reale produzione futura. Numeri ancora più assurdi provengono dall'uso dei numeri delle “risorse” (che sono maggiori di quelli delle riserve) per fare stime della produzione petrolifera futura. La produzione di carbone e gas naturale è probabile che crolli esattamente nello stesso momento in cui lo fa il petrolio, perché è probabile che i problemi siano finanziari e politici, non problemi di “risorse nel sottosuolo”.

L'applicazione diretta della Teoria di M. King Hubbert è sbagliata

M. King Hubbert è conosciuto per le sue stime della produzione petrolifera futura (1956, 1962, 1976) basate sulle quantità di riserve. Ci sono due cose importanti da osservare sulle sue stime:

(a) Le stime di riserva di petrolio usate sono di riserve petrolifere a flusso libero del tipo che i geologi stavano attualmente osservando. Così, sono ristretta alle riserve “economiche da estrarre"

(b) Quando Hubbert ha mostrato grafici della produzione petrolifera mondiale che seguono una curva in genere simmetrica (quindi la discesa sembra un'immagine nello specchio di quella della salita), Hubbert ha mostrato anche altre fonti di fornitura energetica (nucleare nei sui primi saggi, solare negli ultimi) che salivano a livelli alti, prima che la produzione mondiale di petrolio diminuisse. Ha anche parlato di fare combustibili liquidi usando enormi quantità di energia più biossido di carbonio e acqua – in altre parole, invertendo la combustione (1962). Per far decollare il nucleare o il solare a questi livelli molto alti, questi dovrebbero essere estremamente economici.

Le ipotesi fatte da M. King Hubbert sono effettivamente ipotesi che permetterebbero all'economia di continuare a crescere e al sistema finanziario di “rimanere in piedi”. Se una persona guarda alla situazione attuale, le cose sono molto diverse. Non abbiamo una fornitura di combustibile sostitutiva che permetterà all'economia di continuare a crescere a prescindere dal consumo di combustibili fossili. Le riserve pubblicate includono grandi quantità di petrolio nel sottosuolo che non sono del tipo economico da estrarre. Estrarre tale petrolio sarà impossibile se i prezzi del petrolio sono molto bassi, o se manca la disponibilità di credito. E' una tentazione per gli osservatori guardare le riserve di petrolio e dare per scontato che vada tutto bene, ma non è proprio il caso.

Problema fondamentale: la futura estrazione di petrolio e la futura sostituzione sono incerte

Un problema fondamentale è “l'incertezza” delle riserve dichiarate e le quantità di risorsa: C'è un sacco di petrolio nel sottosuolo, se siamo realmente in grado di tirarlo fuori. Tirarlo fuori richiede la combinazione di un sistema finanziario che ci permetta di farlo (prezzi sufficientemente alti per i produttori, adeguata disponibilità di credito per i produttori, investimento azionario disponibile in caso il credito non lo sia, compratori che si possano permettere i prodotti) e un sistema politico che permetta che questo accada (cittadini che non facciano sommosse per mancanza di cibo in paesi che estraggono petrolio; banche aperte in paesi che cercano di importare petrolio; connessioni di mercato adeguate fra paesi). Analogamente, la sostituzione è possibile fra prodotti energetici se è possibile superare i molti ostacoli coinvolti nel farlo. Ci sono due ostacoli di costi: il costo più alto attuale del sostituto e il costo della transizione. Il costo di transizione arriva ad essere molto alto se ci sono molti “costi sommersi” che vengono persi – per esempio, se i cittadini vengono costretti a passare rapidamente da auto a benzina ad auto elettriche in modo tale che il valore di rivendita delle loro auto a benzina crolla precipitosamente. C'è anche un ostacolo tecnologico: dobbiamo avere la tecnologia per permettere di usare la diversa fonte energetica. Se il costo del sostituto è più alto del costo della fonte energetica originale, un cambiamento verso il sostituto tende a far contrarre l'economia, perché i salari andranno “meno lontano”. Se i cittadini devono pagare molto di più per le nuove auto, o se l'elettricità è più cara, i cittadini taglieranno le spese voluttuarie. Questo taglio delle spese porterà a licenziamenti nei settori voluttuari e renderà più difficile per il governo raccogliere sufficiente gettito fiscale.

Un altro problema fondamentale: l'aumento dei salari non tiene il passo dell'aumento dei prezzi del petrolio (o dell'energia)

Agli economisti piace farci credere che ci paghiamo semplicemente i salari a vicenda. I salari possono aumentare arbitrariamente in modo molto indipendente dal fatto di creare realmente beni e servizi usando prodotti energetici. Sfortunatamente, questo non sembra essere vero nella pratica. Sulla base della mia ricerca, negli Stati Uniti gli alti prezzi del petrolio sono associati a salari stagnanti, al netto dell'inflazione. I salari non aumentano velocemente quanto i prezzi del petrolio. Piuttosto, i salari tendono ad aumentare quando i prezzi del petrolio sono bassi, rendendo beni e servizi abbordabili. Parte del problema con i prezzi del petrolio in aumento è che questi si irradiano nell'economia in molti modi: prezzi del cibo più alti, perché per produrre e trasportare il cibo si usa petrolio; prezzi più alti dei metalli, perché per produrre metalli si usa petrolio e in prodotti finiti superiori, come automobili e nuove case, perché viene usato petrolio per produrli. Coi salari che non crescono a sufficienza rispetto ai prezzi del petrolio, i lavoratori ritengono di dover tagliare i beni voluttuari. Il risultato è la recessione ed i licenziamenti. Documento questo problema nell'articolo Limiti della fornitura di petrolio e crisi finanziaria continua, pubblicato nella rivista Energy nel 2012. Il rovescio della medaglia di questo problema è che senza salari in aumento rapido quanto quello del costo dell'estrazione del petrolio, è difficile che il prezzo di vendita salga a sufficienza da garantire un margine di profitto adeguato ai produttori di petrolio. Sono i prezzi del petrolio inadeguati per i produttori che sembrano essere il problema attuale. Parlo di questo problema in due recenti post: Cosa ci aspetta? Prezzi del petrolio più bassi nonostante i maggiori costi di estrazione e L'inizio della fine? Le compagnie petrolifere tagliano le spese. Gli economisti non pensano che i prezzi possano rimanere troppo bassi per i produttori. Può accadere, perché il loro modello di domanda e offerta non è corretto in un mondo con limiti energetici. Anche se i prezzi aumentano ancora temporaneamente, la recessione torna a colpire e torniamo di nuovo a prezzi bassi.

Un altro problema fondamentale: i ritorni decrescenti

I ritorni decrescenti si verificano quando ci vuole sempre più energia o altre risorse per produrre la stessa quantità di beni. Nel caso dell'offerta di petrolio, raggiungiamo i ritorni decrescenti perché le compagnie estraggono il petrolio facile prima. Così, il prezzo del petrolio aumenta perché quello che può essere prodotto più economicamente è in gran parte finito. Se vogliamo ottenere più petrolio, dobbiamo estrarre quello più costoso da estrarre. Un modo per capire cosa fanno i ritorni decrescenti è quello di pensare ad un'economia che produce due tipi di beni e servizi:

1. I beni e servizi che il consumatore vuole realmente – come cibo, acqua potabile, trasporto che prende il consumatore da porta a porta, beni elettronici e edilizia che soddisfi le necessità della persona.
2. Tutte quelle “cose” intermedie che servono per fare i prodotti finali del punto (1).  

Ciò che accade coi ritorni decrescenti è che una parte sempre maggiore del lavoro fisico e delle risorse vanno a finire nei prodotti intermedi, lasciandone sempre di meno per produrre prodotti finali e meno per “far crescere” realmente l'economia. In un certo senso, è come se stessimo diventando sempre meno efficienti nel produrre beni e servizi finali. Dal mio punto di vista, questa è una delle ragioni principali per cui i salari smettono di aumentare mentre i prezzi del petrolio aumentano e mentre altri prezzi energetici aumentano.

Un altro problema fondamentale: il tasso di crescita dell'offerta di energia è strettamente legato al tasso di crescita del PIL

Usiamo l'energia per fare beni e servizi, quindi è ovvio che usare più energia porterebbe a una maggiore crescita del PIL. Gli economisti non necessariamente concordano con questo. A volte sono dell'opinione che la connessione abbia a che fare solo con la “domanda” - in altre parole, quando l'economia cresce rapidamente ha bisogno di più petrolio e di prodotti energetici per sostenere la propria crescita. Parlo del discorso di Steve Kopits su questo tema in L'inizio della fine? Le compagnie petrolifere tagliano le spese. Una cosa che forse non è ovvia è il fatto che l'offerta di energia economica tende a decollare più facilmente di quella costosa. L'offerta di energia economica richiede un investimento relativamente inferiore. I beni creati usando l'offerta di energia economica tendono a non essere costosi, rendendoli più facili da vendere ai consumatori e più competitivi sul mercato mondiale. Parlo di questi problemi su I limiti del petrolio riducono il PIL; l'Alleggerimento Quantitativo dipana un problema.

Un altro problema fondamentale: il ruolo del debito

Il debito a lungo termine gioca un ruolo estremamente importante nell'economia, perché permette ai consumatori di comprare beni costosi come case e automobili che altrimenti non potrebbero permettersi e perché permette alle aziende di investire in progetti prima di aver risparmiato profitti sufficienti dai progetti precedenti per finanziare i nuovi progetti. Permette anche ai governi di spendere più soldi di quelli che hanno sotto forma di tasse. Tutto questo potere d'acquisto tende a sostenere il prezzo dei beni come petrolio e metalli, rendendo fattibile la loro estrazione. Abbiamo avuto una possibilità di capire quale ruolo importante giochi il debito nel 2008, durante la crisi del debito della seconda metà dell'anno. Durante quel periodo, il prezzo del petrolio è crollato dal toccare brevemente i 147 dollari ai 30 dollari. Le grandi banche avevano bisogno di essere salvate e la compagnia di assicurazione AIG è stata rilevata dal governo degli Stati uniti per problemi coi derivati.

Figura 1. Prezzo del petrolio “spot” settimanale West Texas Intermediate, basato su dati EIA.

Il grande crollo del prezzo del petrolio del 2008 era dovuto ad un crollo della domanda di petrolio a causa della mancanza di disponibilità di credito. Ho scritto un articolo nel 2008 sull'enorme impatto che questa diminuzione della disponibilità del credito ha avuto sui prezzi dell'energia di tutti i tipi, persino dell'uranio. Una preoccupazione correlata si riferisce al fatto che “prendere in prestito dal futuro” - che è quello che facciamo col debito a lungo termine, è un grande affare più fattibile in un'economia in crescita di quanto lo sia in un'economia in contrazione. Ci sono molti default nel secondo caso, perché la gente continua a perdere il lavoro e le imprese continuano a chiudere.

Figura 2. Ripagare i prestiti è facile in un'economia in crescita, ma molto più difficile in un'economia in contrazione.

La preoccupazione che ho è che la crescita economica rallenti, raggiungeremo un punto in cui il debito a lungo termine diventa difficile da ottenere. La mancanza di credito del 2008 non è stata rimessa completamente a posto. E' stato solo con l'aiuto dell'Alleggerimento Quantitativo (AQ), che ha aggiunto più domanda al mercato a causa dei tassi di interesse molto bassi, che i prezzi del petrolio sono stati in grado di aumentare di nuovo dopo il crollo del 2008. Con la crescita economica molto lenta che abbiamo sperimentato di recente, è stato necessario usare l'AQ per mantenere i tassi di interesse bassi a sufficienza perché la gente si potesse permettere di comprare case e automobili. Se l'economia passa dall'aggiungere debito al sottrarre debito, è probabile che vedremo un enorme calo dei prezzi del petrolio, probabilmente simile a quello del 2008 fino a a circa una trentina di dollari. Se questo può accadere ancora, non è chiaro se la Federal reserve sarebbe in grado di trovare un modo di far di nuovo crescere i prezzi, perché sta già usando un'enorme quantità di incentivi e quindi ha meno opzioni rimaste. Se i prezzi del petrolio scendono ad un livello basso e rimangono bassi, una grande parte della produzione petrolifera sarà discontinua. Saranno fatte pochissime nuove trivellazioni. Effetti simili è probabile che avvengano per gli altri combustibili fossili e anche per l'estrazione dei metalli. Una tale diminuzione della produzione di petrolio è probabile che sia netta – almeno pari a quella di quando è collassata l'ex Unione Sovietica. La produzione di petrolio è scesa di circa il 10% all'anno e anche altri usi energetici sono diminuiti rapidamente. I clienti come l'Ucraina e la Corea del Nord hanno assistito a declini netti delle loro importazioni di petrolio.

Un altro problema fondamentale: il finanziamento del governo

I governi sono possibili solo grazie ai surplus di un'economia. Surplus più grandi permettono più impiegati e più servizi governativi. Mario Giampietro (2009) è un ricercatore che scrive specificamente di questo problema. Inoltre, mentre un'economia cresce, l'aumento degli introiti delle tasse rende facile aggiungere più programmi e servizi. Quando un'economia raggiunge i ritorni decrescenti, studi di economie passate mostrano che un inadeguato finanziamento del governo è uno dei maggiori colli di bottiglia. Questo avviene perché il crollo delle risorse pro capite porta ad una maggiore disparità di salario, coi nuovi lavoratori che trovano difficile trovare lavori ben pagati. I governi sono chiamati a fornire più programmi d'assistenza nel momento esatto in cui la loro capacità di raccogliere finanziamenti sufficienti per pagare questi programmi è carente. Un grande fattore che porta al collasso è l'incapacità dei governi di raccogliere tasse sufficienti da cittadini sempre più poveri.

Il problema della scala mobile a due direzioni

Per come la vedo, l'economia per come è attualmente costruita da solo due opzioni: su e giù. Gli indicatori della “scala mobile verso l'alto” sono

1. Energia a buon mercato
2. Offerta di energia in crescita 
3. Crescita del PIL
4. Crescita dei salari
5. Crescita del debito
6. Programmi di assistenza governativi in crescita

Gli indicatori della “scala mobile verso il basso” sono

1. Offerta energetica cara da produrre
2. Offerta di energia che cresce lentamente
3. La crescita del PIL ritarda o declina
4. I salari arrancano
5. L'eccezionale debito tende a contrarsi
6. Incapacità in aumento di finanziare i programmi di governo

I due ammazza-accordi rispetto a queste due Scale mobili sono

• Passare dalla crescita dell'offerta di debito alla contrazione dell'offerta di debito. E' come passare dall'economia Keynesiana all'opposto. O dall'avere una carta di credito con un grande quantitativo disponibile al dover pagare il vecchio debito della carta di credito senza aggiungerne di nuovo. 
• Incapacità in aumento di finanziare i programmi di governo

Le due ragioni sopraelencate sono il motivo per cui mi aspetto che problemi finanziari e governativi conducano alla fine dell'attuale sistema. I ritorni decrescenti stanno già conducendo a prezzi del petrolio più alti facendoci passare dalla scala mobile verso l'alto a quella verso il basso. Ho dei dubbi sul fatto che possiamo ristabilire un uso diffuso del debito diffuso a lungo termine dopo un collasso, perché per allora l'economia sarà chiaramente in contrazione. Si sente spesso la gente parlare di sbarazzarsi del sistema bancario a riserva frazionaria perché richiede la crescita per essere mantenuta, ma di fatto avere un sistema del genere è stato molto utile per permettere l'estrazione dei combustibili fossili e all'economia di usare metalli e cemento in quantità. La disponibilità di titoli è stata a sua volta utile. Una parte essenziale dell'economia di oggi sono le linee di approvvigionamento molto lunghe. Queste permettono che vengano fatti prodotti molto complessi, usando gli approvvigionamenti da tutto il mondo. Ciò che abbiamo scoperto nella crisi del credito del 2008 è che molte aziende (sia grandi che piccole) in queste catene di approvvigionamento sono state duramente colpite dalla mancanza di disponibilità di credito. Vedo questo problema come molto difficile da risolvere. Se non può essere risolto, dovremo affrontare il fatto di fare beni localmente tramite aziende più piccole e linee di approvvigionamento molto più corte. Sarebbe un sistema diverso da quelle che abbiamo oggi e probabilmente sosterrebbe una popolazione mondiale più piccola.

Molti “picchisti” penserebbero che in qualche modo sia possibile “scendere al piano rialzato” ed avere un'economia attuabile simile a quella di oggi con una piccola quantità di costose rinnovabili più un continuo approvvigionamento di combustibili fossili. Ho difficoltà a vedere questo accadere realmente. Un problema è la probabilità che l'approvvigionamento di combustibile fossile declinerà rapidamente a causa del prezzo basso. Un altro problema potenziale è un grande taglio della disponibilità del credito che rende le transazioni difficili; un terzo problema sono i problemi governativi, in quanto le tasse sono inferiori a quello che serve per finanziare i programmi. In teoria potremmo tornare alla scala mobile verso l'alto se troviamo combustibili alternativi che soddisfino tutte le specifiche richieste - molto economici; disponibili in grandi quantità; in espansione anno dopo anno; che possano essere trasformati in combustibili liquidi simili al petrolio e non inquinanti. Ciò sembra improbabile adesso. Altrimenti, ciò che abbiamo è la “cosa” che che abbiamo oggi, finché dura. L'economia non si fermerà in un attimo. Abbiamo anche l capacità di riciclare le cose che non possiamo più usare, questo potrebbe essere più utile in un altro luogo. I pannelli solari che la gente possiede attualmente continueranno a funzionare per un po' (specialmente off-grid) e la rete continuerà probabilmente per un po'. Sappiamo che molte hanno vissuto in economie locali, prima che avessimo i combustibili fossili ed è probabile che sia di nuovo possibile. Certo è che viviamo in tempi interessanti.

Ritorno Energetico dall'Investimento (EROEI): la situazione

Da “The Rational Pessimist”. Traduzione di MR

di "Rational Pessimist"


Nel mio ultimo post, ho fatto riferimento al lavoro di Charles Hall sul Ritorno Energetico dall'Investimento (EROEI) e sull'economia biofisica. A seguito di uno scambio di e-mail col professor Hall, egli mi ha diretto ad una parte del suo recente lavoro, compreso un saggio del gennaio 2014 intitolato “l'EROEI dei diversi combustibili e le implicazioni per la società”, pubblicato su Energy Policy (ad accesso libero). Il saggio si occupa della questione cruciale dell'EROI: “Quante unità di energia si estraggono per ogni unita di energia che si investe”?

Il saggio è un vero e proprio festival di grafici di ogni cosa sull'EROEI, ma suzzicherò il vostro appetito con soltanto 3 di questi. Il primo è un confronto di EROEI fra diversi combustibili fossili e fonti di energia da biomassa:

La cattiva notizia qui, è che il carbone rimane il re dell'EROEI visto che si ottiene 40 volte l'energia che viene impiegata (40:1). Non buono per le traiettorie delle emissioni di CO2 e per il cambiamento climatico. Il secondo è il declino degli EROEI globali di petrolio e gas:

Il declino non sorprende, visto stiamo cercando di estrarre sempre di più fonti geologicamente marginali di petrolio e gas in modi sempre più non convenzionali. Infine, un grafico che mostra i combustibili fossili contro le rinnovabili:

Sono stato davvero sorpreso da questo grafico perché sia eolico sia fotovoltaico (FV) hanno si presentano migliori di quanto mi aspettassi. Hall segnala tutti i grandi problemi dell'eolico e del FV (necessità di carico di base e così via) ed anche i punti controversi nella disputa sulla metodologia per l'EROEI del FV. Ciononostante, ho sentito argomentazioni in passato secondo le quali il FV è quasi alla pari in termini di EROEI (*). Ma non sembra che sia così. C'è molto di più nel saggio, compresi numerori riferimenti interessanti. Quando avrò tempo, tornerò sull'EROEI delle rinnovabili, in quanto sembra un tema molto importante. 

(*) nota di UB: non è chiaro nel testo originale a cosa questa "parità" si riferisca