Kurs na zderzenie - rozdział 17b: Ekonomia energii

Teraz zobaczymy, na czym polega budżetowanie energii – proces, który całkowicie zdominował moje inwestowanie i zwyczaje zakupowe.

Kiedy ropa dopiero zaczynała być używana w celach przemysłowych, światowa populacja liczyła 1,5 miliarda, a statki żaglowe pływały po morzach na równi z parowcami. Od tego czasu światowa populacja wzrosła ponad 4-krotnie, światowa gospodarka ponad 20-krotnie, a zużycie energii ponad 40-krotnie.

Wszyscy wiemy, jakie korzyści przyniosła ta eksplozja wyzwolenia ludzkiego potencjału. By docenić kruchość tego stanu obfitości, musimy najpierw zrozumieć, jaką rolę pełni energia we współczesnym społeczeństwie.

Kiedy cofniesz się pamięcią do rozdziału 5, przypomnisz sobie, jak opowiedziałem, że zarówno wzrost jak i dobrobyt zależą od nadwyżki. Są one równie istotne dla naszego społeczeństwa. Gdyby to żółte pudełko reprezentowało całkowitą energię dostępną dla ludzi i sprawilibyśmy, że była ona równa energii potrzebnej do zdobycia ilość pożywienia niezbędnej do przeżycia, zauważylibyśmy, że społeczeństwo nie byłoby zbyt złożone.

Jeśli natomiast ci sami ludzie byliby w stanie na każdą zużytą kalorię wyprodukować 1,2 kalorii energii, to ich bilans energetyczny byłby taki sam, jak ludzi żyjących w czasach średniowiecza. Ta niewielka, 20% nadwyżka energii, jest wystarczająca do wytworzenia się skomplikowanej hierarchii z wysoką specjalizacją pracy oraz do zbudowania wspaniałej architektury.

Dysponując odpowiednią ilością nadwyżki energii ludzie są w stanie w krótkim okresie czasu stworzyć skomplikowane struktury, jak obrazują to zdjęcia bogatego w ropę Dubaju, zrobione w 17-letnim odstępie czasu.

Możemy teraz podać 13-te kluczowe stwierdzenie Crash Course: Złożoność społeczeństwa zależy od nadwyżki energii. Życie w społeczeństwach, w których dochodzi do załamania się złożonej struktury społecznej, nie należy do przyjemnych. Biorąc to pod uwagę, może powinniśmy z baczniejszą uwagą przyglądać się sprawom nadwyżki energii i źródeł jej pochodzenia?

Dlatego też zapoznamy się z budżetowaniem energii. Koncepcja jest zbliżona do sporządzania domowego budżetu, nie będzie w nim jednak pieniędzy, lecz energia. Wygląda to tak.

W każdej chwili mamy do dyspozycji określoną ilość energii. Niech ten kwadrat ilustruje naszą całkowitą dostępną energię – słoneczną, wiatrową, wodną, jądrową, z węgla , ropy, gazu i z tego wszystkiego, co pominąłem.

Jest to całkowita energia, jaką mamy w każdej chwili do wykorzystania. Ale jeśli chcemy mieć więcej energii w następnym roku, część posiadanej energii musimy zainwestować w znalezienie nowych jej źródeł. Musimy też zainwestować część energii w budowę i utrzymanie infrastruktury pozwalającej nam na dalsze pozyskiwanie i dystrybucję energii oraz na zachowanie złożonej struktury społecznej – w kategorii tej znajdą się drogi, rurociągi, linie energetyczne czy budynki.

Pozostała część energii idzie na konsumpcję. Wyróżnić tutaj możemy energię zużywaną na zaspokojenie podstawowych potrzeb, takich jak woda, pożywienie czy schronienie, resztę zostawiając na realizację osobistych potrzeb typu wycieczka na Galapagos, hula hop i temu podobne.

By jeszcze bardziej to uprościć, wykorzystanie energii możemy podzielić na dwie główne kategorie: energię inwestowaną w utrzymanie działania całej naszej infrastruktury oraz energię, którą możemy wykorzystać na nasze widzimisie.

Podobnie rzecz ma się w przypadku Twoich zarobków. Przyjmijmy, że Twoja rodzina zarabia 50000 dolarów, a opodatkowanie wynosi około 30%. Do Twojej dyspozycji pozostaje 35000 dolarów na zakup żywności, opłacenie domu, nabycie benzyny do samochodu i może jeszcze parę innych rzeczy. Gdyby nagle się to zmieniło i zostałoby Ci jedynie 15000 dolarów, Twoja sytuacja wyglądałaby zupełnie inaczej. Możliwe, że to, na co mógłbyś sobie pozwolić, to jedynie pożywienie i dach nad głową, a rzeczy takie jak samochód, nowe elektroniczne gadżety czy wakacje stałyby się jedynie obiektem wspomnień. Z konieczności Twoje życie uległoby uproszczeniu, ograniczając liczbę rzeczy, na którą mógłbyś sobie pozwolić. Byłoby to raczej nieprzyjemne.

Chciałbym więc, abyś zaczął myśleć o ilości energii, którą ponownie trzeba zainwestować, by w przyszłości uzyskać jej więcej, jako o swego rodzaju podatku, którym obciążone są Twoje dochody.

A oto dlaczego.

Zapomnij o pieniężnych kosztach energii, ponieważ w zasadzie jest to nieistotne, szczególnie, że pieniądze powstają z niczego. Zamiast tego zobaczymy, ile energii potrzeba na zdobycie jeszcze większej jej ilości, gdyż tak naprawdę to właśnie się liczy. Na szczęście zagadnienie to jest dość łatwe, a nazywa się je energią netto.

Sposób w jaki będziemy to mierzyć, to podzielenie całkowitej ilości energii przez ilość energii potrzebnej do jej uzyskania. Inaczej mówiąc, jest to stosunek ilości energii wyjściowej do energii wejściowej. Energia wejściowa to podatek, natomiast wyjściowa to nasze dochody netto. Wyobraź sobie, że wydobycie 100 baryłek ropy pochłania ekwiwalent energii jednej baryłki. Powiedzielibyśmy, że zwrot energii netto wyniósł 100 do 1. W tym wypadku nasz „podatek” wyniósł 1%. Innym często używanym określeniem jest stosunek Energii Uzyskanej do Energii Zainwestowanej, popularnie określanej akronimem EROEI (Energy Returned On Energy Invested). My posłużymy się stosunkiem energii wyjściowej do energii wejściowej, co w zasadzie jest tym samym.

A teraz zilustrujmy to poprzez graficzne porównanie stosunku między energią wyjściową, a energią wejściową. Kolor czerwony to energia którą wykorzystujemy, a zielony to energia uzyskiwana, i rysujemy to w taki sposób, że w sumie obie zawsze dają 100%. W pierwszym przypadku relacja między energią uzyskiwaną, a zużywaną wynosi 50, co oznacza, że na uzyskanie 50 jednostek energii trzeba zużyć jedną taką jednostkę. Innymi słowy, 2% zostało zainwestowano, aby „wytworzyć” pozostałe 98% energii. Moglibyśmy równie dobrze nazwać ją nadwyżką energii dostępną dla społeczeństwa.

Nawet przy stosunku energii wyjściowej do wejściowej na poziomie 15, nadwyżka jaka pozostaje nadal jest stosunkowa wysoka.

Ta nadwyżka jest tym, co zasila naszą gospodarkę, zapewnia jej wzrost, postęp technologiczny i istnienie bogatego i niezwykle złożonego społeczeństwa.

Teraz chciałbym, abyś zwrócił uwagę na to, co dzieje się w tej części wykresu, pomiędzy wartościami 10 i 15. Ilość nadwyżki energii dostępnej dla społeczeństwa zaczyna spadać w sposób, który przypomina wykładnicze zależności, o których mówiłem we wcześniejszych częściach kursu. Tylko, że tym razem kij hokejowy jest skierowany do dołu. Schodząc poniżej wartości 5 wykres szybko dąży do zera w punkcie 1. Kiedy to do „wytworzenia” jednej jednostki energii zużywamy również jedną jednostkę energii, nadwyżka, jaka nam pozostaje, wynosi 0, i naprawdę wszelkie starania, by wytwarzać w ten sposób energię, mijają się z celem.

Poniżej wartości 5 znajdujemy się na „energetycznym klifie”.

By dowiedzieć się, czemu jest to tak istotne, posłużymy się tu jako przykładem ropą naftową. W 1930 roku, żeby wydobyć 100 baryłek ropy należało zużyć jedną baryłkę, co dawało nam stosunek 100 do 1, wykraczając poza zakres tego wykresu. Po 1970 roku pozostałe złoża ropy zalegały głębiej i trudniej było ją wydobyć, stosunek ten wówczas wynosił 25 do 1. Nadal bardzo dobry zwrot z zainwestowanej energii. Do lat 90 trend spadkowy był kontynuowany, a stosunek energii wyjściowej do wejściowej mieścił się w granicach 18-10 do 1.

A dzisiaj? Uważa się, że ostatnio odkryte złoża charakteryzują się zwrotem około 3 do 1. Dlaczego ten stosunek spada?

Ponieważ w przeszłości energia potrzebna do zbudowania niewielkiego szybu naftowego była niewielka, a złoża ropy były ogromne i zalegały stosunkowo płytko. Dzisiaj, by znaleźć złoża i uruchomić wydobycie, trzeba zużyć znacznie więcej energii. Statki wydobywcze i platformy wiertnicze są dzisiaj ogromne i jeśli porównamy je z tymi z lat 30, to wygląda to tak. Ponadto wykonuje się coraz więcej i więcej wierceń, by znaleźć coraz mniejsze i mniejsze złoża ropy, co bardzo niekorzystnie wpływa na nasz wskaźnik energii netto.

A co z rzekomo wielkimi złożami ropy zawartymi w piaskach i łupkach roponośnych?

Złożami, których zasobność ocenia się nawet na kilka Arabii Saudyjskich? Pochodząca z nich energia netto ma się nijak do stosunku 100 do 1, spotykanego na polach naftowych Arabii Saudyjskiej.

Co więcej, ilość zużywanej wody i koszty środowiskowe z nimi związane są niepokojące wysokie.

A co z odnawialnymi źródłami energii? Metanol wytwarzany z biomasy wykazuje się wskaźnikiem energii netto na poziomie 3, podczas gdy biodiesel oferuje go na poziomie 2. Etanol wytwarzany z kukurydzy to wskaźnik energii netto sięgający nieco powyżej 1, choć według niektórych źródeł bywa nawet mniejszy od jedności. Jeśli zsumuje się wszystkie źródła energii dostępne w postaci paliw płynnych, to okaże się że ich efektywność znajduje się gdzieś na „energetycznym klifie”. Dopóki nie znajdziemy sposobów, by znacząco podnieść efektywność powyższych źródeł, na nasze podstawowe potrzeby i cele osobiste będziemy mieli do dyspozycji znacznie mniej energii.

Źródła energii słonecznej i wiatrowej są w stanie zapewnić stosunkowo wysoką efektywność energetyczną, lecz wytwarzają one energię w postaci elektryczności, a nie paliw ciekłych, dla których posiadamy rozbudowaną infrastrukturę i system dystrybucji.

A przy okazji, gdzie podziała się tzw. gospodarka wodorowa? Właśnie tutaj. Ponieważ na Ziemi nie istnieją złoża czystego wodoru, każda jego cząsteczka musi zostać wytworzona z innych źródeł energii, z jej stratą. Innymi słowy wodór jest energetycznie nieefektywny. By go wytworzyć, tracimy energię. To nie jest pesymizm, taka jest fizyka. Dokładnie drugie prawo termodynamiki. Ponieważ wodór jest nośnikiem energii, a nie jej źródłem

Bateria.

A teraz poczyńmy absurdalne założenie (gdyż chyba nikt nie byłby taki głupi?), że Kongres zdecydowałby się oprzeć zasilanie naszego społeczeństwa na energii z etanolu z kukurydzy.

Czego moglibyśmy się spodziewać? Jeśli uwzględnilibyśmy skutki tej decyzji na naszym wykresie, zauważylibyśmy wiele koloru czerwonego i niewiele zielonego. „Podatek” byłby bardzo wysoki, a „dochód netto” bardzo mały. Przy okazji mały komentarz – zdaje się, że spośród wszystkich odnawialnych źródeł energii, energia z etanolu jest tą, którą Kongres zdecydował się rozwijać.

Uważam, że poza bezpośrednim wystrzeliwaniem baryłek ropy w przestrzeń kosmiczną, trudniej wyobrazić sobie głupszy pomysł.

Bardzo ważną kwestią jest fakt, że

nawet, jeśli rząd całkowicie subsydiowałby produkcję etanolu do tego stopnia, że kosztowałby on Ciebie centa za galon, to wkrótce i tak doprowadziłoby to nas do ruiny.

Z powodów, które podałem wcześniej, mniejsza ilość energii netto oznacza siłą rzeczy mniej złożone społeczeństwo.

W przypadku scenariusza z etanolem, wiele obecnych zawodów po prostu by znikło. Specjalista od przestrzegania norm w zakresie dodatków do żywności musiałby przekwalifikować się na rolnika. Pediatra w zakresie radiologii onkologicznej stał by się uzdrawiaczem. Koordynator Komunikacji na Region Środkowo-wschodni do spraw Olimpiad Specjalnych stałby się…, no… musiałby znaleźć jakieś inne zajęcie. I tak dalej. Gdybyśmy próbowali oprzeć naszą gospodarkę na etanolu jako głównym paliwie ciekłym, szybko stracilibyśmy tą całą specjalizację pracy, którą kojarzymy z nowoczesnym społeczeństwem, ponieważ praktycznie nie mielibyśmy żadnych nadwyżek energii.

Ten diagram z korzystną proporcją energii reinwestowanej i zużywanej szybko zacząłby wyglądać tak. Z uwagi na niewielki zwrot energii etanol i inne mało efektywne źródła są całkowicie niezgodne z naszym współczesnym stylem życia.

TO staje się

TYM.
Zanim przejdziemy dalej, jeszcze raz powtórzmy dwa kluczowe stwierdzenie.

Kluczowe stwierdzenie nr 13. Cena energii nie ma znaczenia – istotna jest energia netto. Biorąc to pod uwagę, zarówno wytwarzany z kukurydzy etanol jak i wodór są żałosnym nieporozumieniem. Kluczowe stwierdzenie nr 14 . Złożoność społeczeństwa zależy od nadwyżki energii. Jeśli chcemy utrzymać nasze społeczeństwo w aktualnej formie, to musimy zrewolucjonizować kwestię efektywności energetycznej, i to szybko.

A teraz zapraszam do Rozdziału 17c: Energia i Gospodarka

Następna część: Kurs na zderzenie – rozdział 17c: Ekonomia i gospodarka

Poprzednie części

Kurs na zderzenie – Wstęp

Kurs na zderzenie – rozdział 1: Trzy przekonania

Kurs na zderzenie – rozdział 2: Trzy E

Kurs na zderzenie – rozdział 3: Wzrost wykładniczy

Kurs na zderzenie – rozdział 4: Problemem jest procent składany

Kurs na zderzenie – rozdział 5: Wzrost kontra Dobrobyt

Kurs na zderzenie – rozdział 6: Czym jest pieniądz?

Kurs na zderzenie – rozdział 7: Tworzenie pieniądza

Kurs na zderzenie – rozdział 8: Rezerwa Federalna (FED)