La soluzione al Paradosso di Jevons: energia per la transizione

Da “The Oil Crash”. Traduzione di MR

di Antonio Turiel

Cari lettori,

una cosa che sono solito spiegare nei discorsi di divulgazione è che risparmio ed efficienza, di per sé, non servono a risolvere la crisi energetica “se non c'è un cambiamento del sistema economico”. Questa precisazione di solito viene perfettamente ignorata da alcune persone consapevoli del problema della crisi energetica e che hanno preso una posizione eccessivamente disfattista, perché sono giunte a pensare che non c'è futuro né speranza.

Camino a Gaia - "La strada verso Gaia" (come lo conosceremo qui, autore del blog omonimo) ha scritto questo articolo, spiegando perché ol paradosso di Jevons non è necessariamente un problema in un mondo in transizione (molto in linea con un altro saggio molto recente del mio compagno Jordi Solé. L'articolo di Camino a Gaia che oggi vi propongo è, senza dubbio, un testo molto interessante e pertinente che sono sicuro che sarà utile a più di una persona.

Saluti.
AMT



La natura del problema: limiti ed obbiettivi

Non c'è vento favorevole per la nave che non sa dove andare. 
Seneca

I paradossi sono spesso frutto della relazione fra gli obbiettivi e i mezzi per ottenerli. La realtà è piena di irregolarità di condizioni e di limiti e se viaggiamo su una nave, può essere che la rotta migliore per arrivare in un porto sia costeggiare un continente. Potremmo chiederlo alla scienza che studia la definizione degli obbiettivi, ma tale scienza non esiste, la scienza ha già il proprio obbiettivo: cercare la verità. Certo che la cibernetica e la Teoria Generale dei Sistemi hanno contribuito molto allo studio dei sistemi teleologici, che inizialmente era, e continua ad essere, parte della metafisica, dell'etica e della religione. Ma sono le persone e le società che, in definitiva e in modo più o meno condizionato, devono rispondere ad una domanda tanto semplice come questa: a che scopo?

Nella pratica, le discipline della conoscenza più vicine alla definizione degli obbiettivi in una società sono l'economia, la politica e la religione (o l'etica). La scienza non ha tutte le risposte, nemmeno la religione, ma possiamo sempre cedere alla tentazione di chiudere il tempo delle domande. Alla fine, l'obbiettivo del potere non è che tutti abbiano accesso alla verità, ma il dominio.

L'energia ha molto a che fare col potere: senza energia non possiamo niente. Per questo la Fisica, l'ecologia e la biologia hanno molto da dire quando la “scienza” economica non informa correttamente la società sulle conseguenze del mantenere la crescita infinita come obbiettivo in sé. E forse anche nella politica, quando le élite dominanti, prede della stupidaggine, dall'isteria e dalla miseria morale, invocano il sacrificio umano per immolare immolare sul rogo l'obbiettivo del bene comune che dovrebbe caratterizzarle, per dilapidare il poco tempo e risorse di cui ancora disponiamo per tentare di mantenere ancora per un po' il modello economico che sostiene i loro privilegi. Perché non solo gli obbiettivi ben intenzionati sono sottoposti a paradossi, lo sono anche gli obbiettivi malvagi ed egoistici. Non siamo esseri sociali con emozioni altruistiche e solidali perché crediamo negli unicorni rosa, ma per pura convenienza per la sopravvivenza. Spesso partiamo dal pregiudizio che la malvagità e l'egoismo sono intelligenti e che la bontà o la solidarietà sono stupide e ridicole. Interroghiamoci, per esempio, sui costi di un po' di solidarietà nella gestione dell'attuale epidemia di ebola ai suoi inizi e su quelli che stanno avendo ed avranno in futuro per tutta l'umanità.

Soluzione al Paradosso di Jevons

Qualificare come soluzione ciò che verrà esposto qui di seguito potrebbe sembrare esagerato, ma non lo è, in quanto tenta di risolvere un problema nei termini in cui è stato espresso in questo blog. Il Paradosso di Jevons è inconfutabile nella misura in cui lo sono i fatti ai quali si riferisce; tuttavia, i fatti sono storia, ciò che li trasforma in leggi o tendenze più o meno deterministe è che si ripetano date circostanze analoghe senza che possiamo fare niente per evitarlo. Ma come vedremo, il Paradosso di Jevons, chiamato anche effetto rimbalzo, non è una legge fisica, ma dipende dagli obbiettivi che diamo al sistema, dal fatto che il sistema possa crescere fisicamente e dal fatto che prendiamo o meno le misure politiche per controbilanciarlo. Non c'è neanche motivo per cui debba significare qualcosa di negativo. Detto in altro modo, possiamo tentare di evitarlo o di sfruttarlo, visto che condiziona tutte le forme di energia. Così, se il picco del petrolio segna la fine della crescita fisica di questa fonte di energia e ci sono altre fonti rinnovabili che possono ancora migliorare in efficienza e che ancora non sono giunte ai propri limiti, i guadagni in efficienza tanto nel loro uso quanto nella loro raccolta (EROEI) sarebbero un effetto chiave nel processo di sostituzione di alcune fonti con altre. E tutto ciò ancora all'interno dell'attuale paradigma economico. Dobbiamo anche tenere conto che i limiti condizionano in modo diverso le fonti rinnovabile non rinnovabili. Mentre per le risorse finite giungere ai limiti segna l'inizio del loro declino e la loro tendenza allo zero, le risorse rinnovabili sfruttate in modo sostenibile possono mantenersi al loro massimo in modo indefinito. Pertanto, le implicazioni del giungere al limite di una risorsa non rinnovabile sono molto diverse dal giungere al limite di una risorsa rinnovabile usata in modo sostenibile.

Il Paradosso di Jevons è importante per discernere le difficoltà nella sostituzione di alcune fonti di energia non rinnovabile e finite con altre rinnovabili e sostenibili, ma giunte ai limiti della crescita di una fonte di energia, l'effetto rimbalzo semplicemente non può più verificarsi, salvo mediante l'effetto leva nella crescita di altre fonti.

In realtà, una volta che giungiamo al limite di una fonte di energia è privo di senso preoccuparsi del fatto che l'efficienza possa provocare una crescita del suo uso. Quando i sistemi dinamici giungono ai propri limiti, il loro comportamento può essere molto diverso da quello abituale. Giunti a quel punto, si verifica il paradosso per cui l'effetto rimbalzo può smettere di essere un problema e diventare parte della soluzione. Ciò che ci deve preoccupare in questo momento è il crollo di disponibilità di energia netta per la società e, nel caso dei combustibili fossili, il grado di sostituzione che possono apportare le energie rinnovabili  e la dipendenza che hanno attualmente dai suddetti combustibili, l'uso insostenibile delle stesse e curiosamente l'efficienza della loro raccolta (EROEI) ed uso. Ci deve preoccupare che le funzioni vitali per l'essere umana come la produzione e la distribuzione di alimenti nella nostra agricoltura industriale dipendano totalmente dai combustibili fossili come avverte già un rapporto dell'ONU. Ci deve preoccupare che il sistema finanziario in un'economia in recessione si può mantenere solo fagocitando il sistema produttivo e generando esclusione sociale e un abisso di disuguaglianza economica. 

Ci avviciniamo ad un cambiamento di fase, al punto in cui uno sparo in una via, una bambina che suona il tamburo ad un mercato o forse la più elementare delle creature come può essere un virus o l'immaterialità di un meme, possono segnare la direzione in cui si muovono i fatti, l'effetto farfalla dove ciò che fino a quesl momento risultava altamente improbabile può cambiare la sua sorte. Sarebbe buono aver qualcosa da dire ai nostri figli quando ci domanderanno cosa facevamo quando il loro presente era nelle nostre mani. 

Efficienza, risparmio e crescita

Per un sistema funzionale possiamo dividere l'energia consumata in due concetti: l'energia necessaria per il suo mantenimento e quella investita nella sua possibile crescita. Tuttavia la seconda legge della Termodinamica impedisce di ottenere uno sfruttamento del 100%, per cui avremo sempre una quantità più o meno grande di energia persa. Questo modello potrebbe essere portato in scala e con le dovute precauzioni potrebbe servirci per rappresentare un essere vivente, un paese o il nostro sistema capitalista globalizzato. 

Il Paradosso di Jevons dice formalmente che aumentare l'efficienza diminuisce il consumo istantaneo ma incrementa l'uso del modello che provoca un incremento del consumo globale. Detto con altre parole, in un sistema in crescita, gli sforzi fatti nell'efficienza finiscono per essere investiti in crescita, per cui a lungo termine otteniamo un maggior consumo e non un maggior risparmio. Pertanto, le proposte di efficienza che non mettono in discussione la crescita economica, finiscono per provocare un maggior consumo di risorse. Jevons ha scoperto questo principio a partire dall'osservazione empirica. Il picco del petrolio segna il momento a partire dal quale non possiamo più ottenere il petrolio né l'energia che proviene dallo stesso in modo crescente. L'impatto che ciò ha sull'economia è facile da dedurre tenendo conto della sua importanza strategica: se il nostro modello ha bisogno di ottenere energie in modo crescente, il picco di questa energia segna inevitabilmente la fine della crescita economica. Ma vediamo il ruolo che rappresenta l'efficienza in questo processo. 

Il destino dell'energia risparmiata in efficienza dipende dagli obbiettivi che si danno al sistema. Se l'obbiettivo è la crescita otterremo il Paradosso di Jevons. Se l'obbiettivo è mantenere un modello stazionario, allora l'efficienza riesce a ridurre i costi di mantenimento del sistema. Se abbiamo bisogno di un cambiamento di modello possiamo investire il guadagno di efficienza nei costi di transizione. 

Il sistema dispone di energia per crescere e sceglie di crescere: Il surplus di energia liberata dall'efficienza viene impiegata per crescere. Ma un sistema più grande necessita di più energia di mantenimento, per cui l'energia totale consumata aumenta nel ciclo seguente. Paradosso di Jevons.

Il sistema non dispone di energia per crescere ma può mantenersi (picco dell'energia netta):  Il picco dell'energia definisce il momento in cui il sistema non può più ottenere energia in modo crescente. Così, il sistema potrebbe crescere limitatamente solo a costo dell'efficienza.

Il sistema non dispone più di energia sufficiente per crescere né per mantenersi: Il guadagno in efficienza può essere trasformato in crescita solo se prima ha coperto i costi di mantenimento. Quando questa condizione non viene soddisfatta il sistema entra in fase di collasso e degrado. Condizione in cui si trova attualmente la Spagna, l'Europa e il mondo, se prescindiamo dalle manipolazioni statistiche. La realtà è molto più complessa perché non abbiamo una sola fonte di energia, ma diverse ed interconnesse. Perché non siamo di fronte ad un sistema semplice ma di fronte ad una grande quantità di sistemi e sottosistemi aperti. Ma le leggi della termodinamica sono immuni dalla complessità dei sistemi. Per cui avviene che se in un sistema continuiamo a mantenere la crescita economica come obbiettivo in sé stesso, questo può avvenire solo a costo di accelerare la decrescita di altri, entrando in una spirale di cannibalismo sistemico dove oggi siamo commensali e domani pietanza, fino a che non rimangono più commensali o alla pietanza non spuntino i denti, li mostri e tutto diventa sangue ed escrementi. 

E' quindi ora di impostare il chip in modalità catastrofe, che sembra il più vicino alla solidarietà, e abbandonare gli eufemismi che ormai non ingannano più nessuno: Abbiamo un nemico comune, ma non è il risparmio e nemmeno l'efficienza, e dobbiamo affrontarlo prima che si attivi la modalità guerra o la modalità fallimento, mentre come in un disturbo bipolare passiamo da un ottimismo fondamentalista ad un disfattismo impegnato. Sopravvivere ad un declino brusco e brutale dell'energia disponibile per la società non si può fare depurando i processi, ma prescindendo da essi. L'efficienza, pertanto, è un pilastro fondamentale tanto nella transizione quanto nella definizione di un nuovo modello. In quanto al risparmio, è conveniente ricordare che non risparmiamo per consumare, ma per regolare il consumo nel tempo, che sia per ottenere potenza o per affrontare tempi di scarsità. L'espressione “ciò che non consumi tu, lo consumerà un altro, non è necessariamente certa né negativa. Ciò che possiamo affermare è che ciò che consumiamo noi non lo possono consumare altri. Così, le risorse usate per restaurare un paese abbandonato non potranno essere usate per costruire o fare manutenzione di autostrade. Il combustibile che usiamo per i macchinari per la riforestazione di un terreno incolto e trasformarlo in un bosco non potrà più essere usato per tagliarlo. I soldi che spendiamo per costruire una scuola non possiamo più spenderli per costruire un carro armato. L'energia che usiamo per la transizione non potrà essere usata per mantenere il BUA. Il tempo che dedichiamo a lavorare per un mondo migliore non potrà essere pascolo per l'indolenza. Può essere che questo risulti insufficiente per giungere ad una meta, ma costituirà sempre un passo in avanti. Le strutture del possibile sono ambienti dinamici che si stanno restringendo in modo accelerato lasciandoci sempre meno opzioni. Come un veicolo al quale finisce il combustibile, possiamo scegliere sempre meno luoghi in cui andare. Ciò ha almeno il vantaggio che abbiamo sempre meno cose su cui essere in disaccordo... sempre che abbiamo le giuste informazione. 

Conclusione

Le cose sono messe male, ma il Paradosso di Jevons non è una legge fisica. E' un problema di assegnazione di obbiettivi a breve termine senza tenere conto di ciò che può accedere sul lungo termine. Tuttavia, l'assegnazione di obbiettivi non può né deve essere decisa dalla scienza. L'obbiettivo della scienza è cercare la verità e informare la società, con la maggior certezza possibile, delle conseguenze dell'optare per un obbiettivo o per un altro. La cura non è tanto questione di esperti quanto di sensatezza e responsabilità collettiva. Tuttavia, ciò che di dicono i paradossi è che le intenzioni, buone o cattive, non garantiscono che le cose vadano come sperato. Ciò significa in assoluto che le intenzioni, la definizione degli obbiettivi, siano qualcosa di irrilevante. E' molto più facile distruggere che costruire, perché per costruire, per avanzare in senso contrario al principio di entropia, serve energia, intelligenza e moderazione.  

Continueremo ad affrontare paradossi. Dovremo fare attenzione al fatto che le distopie si trasformino in profezie auto-avverate. Salvare le persone può significare dimenticarsi di stare sul Titanic e salire sulle scialuppe di salvataggio, non consumiamo la semente di cui abbiamo bisogno oggi per poter ottenere il raccolto di domani. Forse oggi questo ci sembra impensabile, ma il tempo è una risorsa che non possiamo accumulare e nemmeno fermare. Ciò che rende inevitabile il disastro è che non facciamo niente per evitarlo. Ciò che facciamo definirà meglio ciò che siamo che ciò che abbiamo. Oltre all'energia abbondante, il mezzo che ci ha permesso di giungere fin qui è stata la nostra facoltà di capire; tuttavia, l'obbiettivo è stato crescere e dominare. Sarebbe un peccato se sacrificassimo la nostra intelligenza trascinati dallo stesso desiderio di domino. 

Riferimenti:

- L'effetto rimbalzo dell'efficienza energetica. Pedro Linares . 

- L'effetto rimbalzo, o perché essere più efficienti non sempre è necessariamente meglio. David Ruyet.

-  Effetto rimbalzo.

- Progetto per la gestione dell'efetto rimbalzo della Commissione Europea. 

- Rapporto della UNCTAD: svegliamoci prima che sia troppo tardi.

La Rivoluzione Rinnovabile III; il Paradosso di Jevons

Post pubblicato il 5 ottobre 2011 su Cassandra's Legacy. Traduzione di Massimiliano Rupalti.

Ho ricevuto un interessante commento a un mio post sulla rivoluzione rinnovabile. Il commento cita il paradosso di Jevons come un impedimento allo sviluppo delle rinnovabili. Rispondendo, ho pensato che lo scambio valesse la pena di essere pubblicato come post in sé stesso, quindi eccolo qua.

Karl North dice... 

Ugo, avrai senza dubbio familiarità con il Paradosso di Jevons, che dice che i vantaggi dell'efficienza energetica, in un tipico paese ad economia capitalistica con poche restrizioni politiche, sono usati in modi che portano ad un consumo energetico più alto al macro livello. Dal mio punto di vista, qualcosa di simile avverrebbe se le alternative energetiche “pulite” che stai sostenendo rimpiazzassero i combustibili fossili in modo significativo. L'uso delle alternative (ancora nella nostra forma dominante di economia politica) sarebbero usate per divorare le stesse risorse che divorano i combustibili fossili. Molte di queste risorse non sono rinnovabili, molte di loro sono distruttrici di portata globale in fase di produzione e di utilizzo. Tanto per fare un esempio, i combustibili fossili hanno permesso una forma industrializzata di agricoltura che è un lento disastro ecologico ma che ha temporaneamente raddoppiato la popolazione mondiale, che a sua volta è causa dei suoi stessi problemi. Come analista sistemico, sono sicuro che puoi apprezzare i feedback positivi implicati. Così in generale, la produzione significativa di combustibili alternativi porterebbe alla continuazione del disastroso processo che sta producendo il “picco di qualsiasi cosa”, sia in termini di esaurimento delle risorse, sia in termini di devastazione del nostro nido (pianeta). Pochi scrittori, occupandosi del tema del flusso di energia nel nostro sistema solare, considerano l'argomento: qualsiasi sia il livello di uso di energia (di qualsiasi tipo), questo è eccessivo, perché esaurisce il sistema. Paragono il problema al guidare una macchina sempre al massimo dei giri del tachimetro. Ancora, come analista sistemico, penserei che potresti essere interessato ad un argomentazione simile. October 4, 2011 6:50 PM  

La mia risposta:

Karl, sono contento che il mio post abbia generato questioni interessanti come questa; quello che tu dici merita un post a se stante. Ora, il “paradosso” di Jevons non è affatto un paradosso, come sai. Non è codificato esplicitamente nei modelli. E' un assunto molto semplice, è curioso che funzioni; ma è così. Di base, la gente vuole sempre di più, massimizza la sua “funzione di utilità” soddisfacendo le proprie voglie a breve termine. Nate Hagens spiega questo in termini di produzione di dopamina all'interno del cervello. Così stanno le cose, almeno per la nostra civiltà. Non sono sicuro che sia così in generale nella storia, ci potrebbero essere regole sociali che la controllano. Sono sicuro che in diverse società questi freni sociali siano stati molto efficaci, ma nel nostro caso è dopamina, dopamina, dopamina; e più è meglio è. Ora, l'idea di Jevons, feedback positivo se preferisci, è la cosa che porta al sovra-sfruttamento, o superamento, come viene spesso chiamato. E' la fonte principale dei nostri problemi.Mentre la produzione cresce, il consumo cresce di conseguenza e se non ci fossero i feedback negativi, entrambe crescerebbero all'infinito. Questi feedback negativi, inquinamento ed esaurimento, esistono, ma si manifestano con un tempo di ritardo; troppo tardi. Il risultato è che avrai pesantemente consumato le tue risorse e devi tornare non solo ad un livello di sostenibilità, ma ad un livello molto più basso in modo da permettere alle risorse di rigenerarsi. Questo è ciò che chiamiamo collasso. Alla fine, è causato da una molecola chiamata dopamina, probabilmente la più pericolosa molecola sulla Terra, forse anche di più della CO2!

Queste sono considerazioni molto generiche che si adattano alle risorse non rinnovabili o lentamente rinnovabili. C'è un caso diverso, tuttavia, quello delle rinnovabili. Il trucco con le rinnovabili basate sul solare e sull'eolico è che non puoi sovra-sfruttare il Sole. Ciò è vero, almeno, per le rinnovabili come il vento ed il fotovoltaico. L'agricoltura, invece, ha un grande problema di erosione del suolo che la rende spesso una risorsa non rinnovabile. Non deve esserlo necessariamente; puoi creare un'agricoltura che non sfrutti eccessivamente il suolo, ma ora rimaniamo sulle tecnologie che non danneggiano il suolo, come il fotovoltaico. Quindi, se fai un modello della crescita delle rinnovabili avrai alcuni degli stessi meccanismi che governano la crescita delle risorse non rinnovabili. Ciò è generato da un feedback positivo che cresce rapidamente. Ma il punto è che i feedback negativi non generano conseguenza così disastrose come invece fanno con le risorse non rinnovabili. Ovvero, potresti scoprire di aver installato troppi pannelli solari e che questo abbia avuto un impatto negativo sull'agricoltura. Be', a quel punto potresti tornare al livello di sostenibilità semplicemente rimuovendo i pannelli in eccesso. Il suolo sotto i pannelli è ancora buono come prima (e forse di più). Non hai influenzato il flusso solare, quindi non devi fare altro che rimuovere i pannelli che eccedono il livello di sostenibilità. Nel modello, puoi presumere che il flusso dalla riserva di risorse rimane immutato. Giocando coi modelli, quello che accade normalmente è che il sistema si stabilizza naturalmente al livello di sostenibilità. Non so se questo accadrebbe nel mondo reale, ma ho notato che la gente si sta già fortemente lamentando del fotovoltaico che usa “troppo terreno” e protesta per fermare le installazioni, anche se la superficie utilizzata fino ad oggi è minuscola.

Così, penso che ci siano dei meccanismi intrinseci che fermerebbero l'installazione del fotovoltaico molto prima di pavimentare l'intero pianeta con celle di silicio. Questo non è applicabile solo alle aree agricole ma anche all'uso delle risorse minerali per costruire i pannelli stessi. Se accuratamente riciclati, il che può essere fatto, queste risorse possono durare per lunghissimo tempo. Così, credo che le rinnovabili non siano soggette al sovra-sfruttamento in sé stesse, o almeno quella tendenza al sovra-sfruttamento/superamento può essere tenuta sotto controllo. E' un diverso meccanismo di crescita. Ora, per tornare al tuo commento, quello che dici, in realtà è più complesso. Se le rinnovabili da sole non danneggiano così tanto l'ambiente, hai ragione nel dire che il mix di fossili e rinnovabili è un'altra cosa. Potrebbe ben essere malsano nel senso che potrebbe generare un consumo maggiore di fossili ed altre risorse minerali. Ed ho paura che tu abbia completamente ragione. Se dovessimo raggiungere la forma di energia perfetta, diciamo con un EROEI=100 e che duri per sempre, avremmo potenza elettrica gratis, ma la gente vorrebbe ancora un SUV ed investirebbe nell'estrazione di qualsiasi cosa possa essere bruciata: sabbie bituminose, scisti bituminosi, bitume, qualsiasi cosa.... Entro certi limiti, questo è un problema irrisolvibile. Ha a che fare con la natura umana; possiamo combattere la dopamina? Non lo so, forse no. L'unica cosa che posso dire è che se avessimo energia rinnovabile avremmo perlomeno una chance di convincere la gente che distruggere la Terra bruciando combustibili fossili non è una buona idea. Possiamo dire questo perché possiamo sostenere di non averne bisogno. Se non abbiamo un'alternativa, non abbiamo chance, non funziona. Se dici semplicemente alla gente di smettere di bruciare petrolio e carbone ed essere felici con meno, beh, guarda cosa accade nel dibattito su riscaldamento globale. Guarda al dibattito sul gas di scisti. Sono dibattiti guidati dalla dopamina. Quello che dice la gente è “dobbiamo bruciare X (X=carbone, petrolio, gas di scisti, ecc.) perché non abbiamo alternative”. Se non possiamo proporre alternative,la gente brucerà qualsiasi cosa possa essere bruciata e così torneremo al Medioevo (se siamo fortunati, perché l'alternativa è la Gola di Olduvai e nemmeno quella; potrebbe essere un luogo in cui saremmo noi stessi i fossili antichi).

Sono personalmente convinto che esista una strada per la sostenibilità basata sulle rinnovabili; una strada ad un mondo che mantiene alcune delle cose buone che abbiamo realizzato, come quella modesta prosperità e la libertà dai bisogni elementari, dalla fame, che siamo stati capaci di realizzare almeno in una parte di mondo ed anche lì in una frazione della società. Ma è già qualcosa in confronto all'alternativa che è, per citare Jevons, quella “laboriosa povertà” d'altri tempi. Sono anche convinto che alla fine ci arriveremo. Ma la strada è stretta e tortuosa, e ci sono buone chance di commettere degli errori e finire come Willy il Coyote , schiacciato in fondo ad un canyon. Penso, tuttavia, che dovremmo provare a riconoscere questa strada e fare del nostro meglio per seguirla.