Proprio come un organismo vivente ha continuamente bisogno di cibo per mantenersi, un'economia consuma energia per lavorare e far andare avanti le cose. Quel consumo si accompagna al costo delle emissioni di gas serra e del cambiamento climatico, anche se. Così, come possiamo usare l'energia per mantenere in vita l'economia senza bruciare il pianeta nel processo?

In un giornale in PLOS UNO , Tim Garrett, professore di scienze atmosferiche dell'Università dello Utah, con il matematico Matheus Grasselli della McMaster University e l'economista Stephen Keen dell'University College London, riferiscono che l'attuale consumo energetico mondiale è legato all'immutabile produzione economica passata. E la via d'uscita da un tasso sempre crescente di emissioni di carbonio potrebbe non essere necessariamente una sempre maggiore efficienza energetica, anzi potrebbe essere l'opposto.

"Come possiamo raggiungere un'economia di stato stazionario in cui esiste la produzione economica, ma non aumenta continuamente le nostre dimensioni e non aumenta la nostra richiesta di energia?" Dice Garrett. "Possiamo sopravvivere solo riparando il decadimento, passare simultaneamente le infrastrutture fossili esistenti a un appetito non fossile? Possiamo dimenticare la fiamma?"

Termoeconomia

Garrett è uno scienziato atmosferico. Ma riconosce che i fenomeni atmosferici, compresi l'aumento dei livelli di anidride carbonica e il cambiamento climatico, sono legati all'attività economica umana. "Dal momento che modelliamo il sistema terrestre come un sistema fisico, " lui dice, "Mi chiedevo se potessimo modellare i sistemi economici in modo simile".

Non è il solo a pensare ai sistemi economici in termini di leggi fisiche. C'è un campo di studio, infatti, chiamata termoeconomia. Proprio come la termodinamica descrive come il calore e l'entropia (disordine) fluiscono attraverso i sistemi fisici, la termoeconomia esplora come la materia, energia, entropia e flusso di informazioni attraverso i sistemi umani.

Molti di questi studi hanno esaminato le correlazioni tra il consumo di energia e la produzione attuale, o prodotto interno lordo. Garrett ha adottato un approccio diverso; il suo concetto di sistema economico inizia con l'idea secolare di un motore termico. Un motore termico consuma energia ad alte temperature per svolgere il lavoro ed emette calore di scarto. Ma consuma solo. Non cresce.

Ora immagina un motore termico che, come un organismo, usa l'energia per fare lavoro non solo per sostenersi ma anche per crescere. A causa della crescita passata, richiede una quantità sempre crescente di energia per mantenersi. Per gli umani, l'energia viene dal cibo. La maggior parte va al sostentamento e un po' alla crescita. E dall'infanzia all'età adulta il nostro appetito cresce. Mangiamo di più ed espiriamo una quantità sempre crescente di anidride carbonica.

"Abbiamo esaminato l'economia nel suo insieme per vedere se idee simili potevano essere applicate per descrivere la nostra manutenzione e crescita collettiva, " Dice Garrett. Mentre le società consumano energia per mantenere la vita quotidiana, una piccola frazione dell'energia consumata va a produrne di più ea far crescere la nostra civiltà.

"Siamo stati in giro per un po', " aggiunge. "Quindi è un accumulo di questo passato produzione che ha portato alla nostra attuale dimensione, e le nostre straordinarie esigenze collettive di energia e CO ₂ emissioni oggi”.

La crescita come sintomo

Per verificare questa ipotesi, Garrett e i suoi colleghi hanno utilizzato i dati economici dal 1980 al 2017 per quantificare la relazione tra la produzione economica cumulativa passata e il tasso attuale con cui consumiamo energia. Indipendentemente dall'anno preso in esame, hanno scoperto che ogni trilione di dollari USA corretti per l'inflazione nel 2010 di produzione economica mondiale corrispondeva a una civiltà allargata che richiedeva 5,9 gigawatt aggiuntivi di produzione di energia per sostenersi. In un'economia fossile, è equivalente a circa 10 centrali elettriche a carbone, Garrett dice, portando a circa 1,5 milioni di tonnellate di CO ₂ emessi nell'atmosfera ogni anno. Il nostro consumo energetico attuale, poi, è la naturale conseguenza della nostra precedente produzione economica cumulativa.

Sono giunti a due conclusioni sorprendenti. Primo, sebbene il miglioramento dell'efficienza attraverso l'innovazione sia un segno distintivo degli sforzi per ridurre il consumo di energia e le emissioni di gas serra, l'efficienza ha l'effetto collaterale di rendere più facile per la civiltà crescere e consumare di più.

Secondo, che gli attuali tassi di crescita della popolazione mondiale potrebbero non essere la causa dell'aumento dei tassi di consumo energetico, ma un sintomo di guadagni di efficienza passati.

"I sostenitori dell'efficienza energetica per la mitigazione dei cambiamenti climatici possono sembrare ragionevoli, " Garrett dice, "ma la loro argomentazione funziona solo se la civiltà mantiene una dimensione fissa, che non lo fa. Anziché, una civiltà efficiente è in grado di crescere più velocemente. Può utilizzare in modo più efficace le risorse energetiche disponibili per ottenere di più da ogni cosa, comprese le persone. L'espansione della civiltà accelera anziché declinare, e così anche le sue richieste di energia e CO ₂ emissioni».

Un futuro decarbonizzato allo stato stazionario?

Quindi cosa significano queste conclusioni per il futuro, soprattutto in relazione al cambiamento climatico? Non possiamo smettere di consumare energia oggi non più di quanto possiamo cancellare il passato, dice Garrett. "Abbiamo inerzia. Stacca la spina dal consumo di energia e la civiltà smette di emettere, ma diventa anche inutile. Non credo che potremmo accettare una tale fame".

Ma è possibile disfare il progresso economico e tecnologico che ha portato la civiltà fino a questo punto? Possiamo, la specie che ha imbrigliato il potere del fuoco, ora "dimentica la fiamma, "nelle parole di Garrett, e diminuire la crescita efficiente?

"Sembra improbabile che dimenticheremo le nostre innovazioni precedenti, a meno che il collasso non ci venga imposto dall'esaurimento delle risorse e dal degrado ambientale, " lui dice, "quale, ovviamente, speriamo di evitare».

Quindi che tipo di futuro, poi, il lavoro di Garrett prevede? È uno in cui l'economia riesce a mantenere uno stato stazionario, in cui l'energia che usiamo è dedicata al mantenimento della nostra civiltà e non all'espansione.

È anche uno in cui l'energia del futuro non può essere basata sui combustibili fossili. Quelli devono restare a terra, lui dice.

"Agli attuali tassi di crescita, solo per mantenere le emissioni di anidride carbonica al livello attuale richiederà la rapida costruzione di impianti rinnovabili e nucleari, circa una grande centrale elettrica al giorno. E in qualche modo dovrà essere fatto senza sostenere inavvertitamente anche la produzione economica, in modo tale che anche la domanda di combustibili fossili aumenti".

È una "danza particolare, " lui dice, tra l'eliminazione delle precedenti innovazioni basate sui fossili che hanno accelerato l'espansione della civiltà, mentre innovando nuove tecnologie per i combustibili non fossili. Anche se questa economia di stato stazionario dovesse essere attuata immediatamente, CO . stabilizzante ₂ emissioni, il ritmo del riscaldamento globale sarebbe rallentato, non eliminato. Livelli atmosferici di CO ₂ raggiungerebbero ancora il doppio del loro livello preindustriale prima di equilibrarsi, la ricerca ha trovato.

Guardando l'economia globale attraverso una lente termodinamica, Garrett riconosce che esistono realtà immutabili. Qualsiasi forma di economia o civiltà ha bisogno di energia per lavorare e sopravvivere. Il trucco sta nel bilanciare questo con le conseguenze sul clima.

"Il cambiamento climatico e la scarsità di risorse stanno definendo le sfide di questo secolo, " Garrett dice. "Non avremo alcuna speranza di sopravvivere alla nostra situazione ignorando le leggi fisiche".

Lavoro futuro

Questo studio segna l'inizio della collaborazione tra Garrett, Grasselli e Appassionato. Ora stanno lavorando per collegare i risultati di questo studio con un modello completo per l'economia, compresa un'indagine sistematica sul ruolo della materia e dell'energia nella produzione.

"Tim ci ha fatto concentrare su una relazione empirica piuttosto notevole tra il consumo di energia e la produzione economica cumulativa, Afferma Grasselli. «Ora siamo impegnati a cercare di capire cosa questo significhi per modelli che includono nozioni più familiari agli economisti, come il capitale, investimenti e la sempre importante questione del valore monetario e dell'inflazione".