Cywilizacja przemysłowa przekroczyła już punkt, poza którym dodanie kolejnej porcji technologii nie zwiększa już jej wydajności, tylko staje się dodatkowym obciążeniem dla systemu.
W 1980 roku ekonomiści Daniel Khazzoom i Leonard Brookes niezależnie przedstawili założenia dotyczące zużycia i zachowania energii, które twierdzą, że zwiększenie wydajności energetycznej paradoksalnie prowadzi często do zwiększonego zużycia energii. W 1992 roku amerykański ekonomista Harry Saunders nazwał tę hipotezę postulatem Khazzooma-Brookesa i zademonstrował, że była zgodna z prawdą w przypadku neoklasycznej teorii wzrostu przy bardzo szerokim zakresie założeń. [1]
W skrócie postulat stwierdza, że „udoskonalenia mające poprawić wydajność energetyczną, które są ekonomicznie uzasadnione na poziomie mikro, prowadzą do wyższych poziomów zużycia energii na poziomie makro.” [2] Kwestia ta jest nowoczesną analizą zjawiska znanego jako Paradoks Jevonsa. W 1865 roku William Stanley Jevons zauważył, że zużycie węgla w Anglii znacznie wzrosło po tym, jak James Watt wprowadził usprawnienia do silnika parowego. Jevons stwierdził, że zwiększenie wydajności w zakresie wykorzystania węgla ogólnie zwiększy zapotrzebowanie na ten surowiec i nie zmniejszy tempa wyczerpywania jego depozytów w Anglii.
Podobnie jak Paradoks Jevonsa, Postulat Khazzooma-Brookesa jest wnioskiem, który w dużej mierze kłóci się z rozumowaniem zdroworozsądkowym. Kiedy jednostki zmieniają swoje zachowanie i zaczynają używać metod i urządzeń, które są bardziej energooszczędne, istnieją przypadki, kiedy to na poziomie makroekonomicznym zużycie energii w rzeczywistości wzrasta. „Wpływ wyższych cen energii, będących skutkiem nałożenia podatków lub ograniczenia dostępności wywołanej przez producentów, początkowo zmniejsza popyt, ale w dłuższej perspektywie zachęca do większej wydajności energetycznej. Reakcja ta sprowadza się do częściowej akomodacji wzrostu cen i tym samym redukcja popytu zostaje osłabiona. Końcowym rezultatem jest nowa równowaga między podażą i popytem na wyższym poziomie podaży i konsumpcji, która nie zaistniałaby pod nieobecność reakcji związanej z wydajnością.” [2]
Zwiększona wydajność energetyczna może zwiększyć zużycie energii na trzy sposoby. Po pierwsze, zwiększenie wydajności energetycznej sprawia, że korzystanie z energii staje się relatywnie tańsze, co w następstwie zachęca do zwiększenia jej zużycia. Po drugie, zwiększenie wydajności energetycznej prowadzi do zwiększenia wzrostu gospodarczego, który podwyższa poziom zużycia energii w całej gospodarce. Po trzecie, zwiększenie wydajności któregokolwiek surowca ograniczonego dotychczas efektem ‚wąskiego gardła’ pomnaża wykorzystanie wszystkich towarzyszących technologii, produktów i usług, które były przezeń ograniczane. Prosty przykład: rozwój przedmieścia ograniczony przez zużycie wody może zostać podwojony, jeśli domy zaadoptują środki wydajnego jej wykorzystania, co zredukuje popyt o połowę. W ten sposób mała wydajność może mieć duży, odwrotny efekt pomnażający. Podobnie samochody, które zużywają mniej paliwa mogą spowodować identyczny wzrost liczby aut, przejażdżek i turystycznych zajęć towarzyszących, a nie zmniejszenie zapotrzebowania na energię. Wydaje się, że te utajone mnożniki skutków przeciwnych mogą być zasadniczo większe niż liniowy wynik pierwotnego efektu. Począwszy od końca 2008 wygląda na to, że ustalenia te nie zostały uwzględnione w ogólnej dyskusji o zrównoważonym rozwoju i strategiach osłabiających globalne ocieplenie.
Prace nad swoim postulatem Khazzoom i Brookes rozpoczęli po kryzysie paliwowym OPEC w latach 1973 i 1979, kiedy zaczęło rosnąć zapotrzebowanie na auta bardziej oszczędne pod względem zużycia paliwa. I chociaż udało się uzyskać większą wydajność paliwową średnio dla każdego auta, całkowite zużycie paliwa nadal wzrasta. „Wstrząsy naftowe OPEC zrodziły ogromną poprawę wydajności energetycznej, zwłaszcza w przypadku nafty. Ale trzy dekady później okazuje się, że efektem netto wszystkich tych inicjatyw wydajności jest zwiększenie światowego apetytu na ropę. […] Całkowita konsumpcja surowca, a w rzeczywistości całkowita konsumpcja energii, rośnie w zawrotnym tempie. Wzrost zużycia energii znacznie umniejszył zyski z wydajności gospodarczej. Stąd zamiast ograniczenia popytu na energię, obserwujemy, że poprawa wydajności energetycznej doprowadziła do coraz wyższego poziomu zużycia energii,” [3] innymi słowy udoskonalenia wydajności energetycznej związane były ze zwiększonym zużyciem energii. Wiele z tych zwyżek, ujawnianych przez dane empiryczne, równie dobrze mogło mieć miejsce bez wzrostu wydajności, co prawdopodobnie doprowadziłoby do jeszcze większych zwyżek.
Inne istotne względy to potencjały i ograniczenia efektu mnożnika wydajności – rozpatrują wydajność jako rodzaj złożonego procesu systemowego uczenia się. Na początku krzywej uczenia się ulepszenia wydajności i produktywności stają się fizycznie łatwiejsze do osiągnięcia, po czym poprawa spowalnia w miarę jak trudności w uczeniu się rosną i urzeczywistniony zostaje praktycznie osiągalny poziom wydajności. W systemach rynkowych wybory inwestorów mogą być motywowane niezależnie przez fizyczne lub finansowe korzyści, zatem mogą ze sobą kolidować. Promowanie wydajności, która przyspiesza uszczuplenie zasobów może podnieść ich wartość pieniężną poprzez zwiększanie ograniczeń dostępności i sukcesywne zmniejszanie rentowności inwestycji fizycznych EROEI. Przyspieszenie w kierunku ostatecznych granic użyteczności zasobów jest formą tragedii wspólnego pastwiska następującej po równowartości maksymalnego tempa wyczerpania, a nie maksymalnej długotrwałości lub zasady użyteczności.
Efekt odbicia będzie zazwyczaj większy, jeśli koszty energii stanowią znaczną część całkowitych kosztów danego produktu lub jego konsumpcji, a także zależeć będzie od elastyczności popytu. Na przykład wydajne zużycie paliwa w samochodach doprowadzi w większym stopniu do wzrostu przebiegu, aniżeli powiększona wydajność energetyczna (np. przy gotowaniu, chłodzeniu, ogrzewaniu) do częstszych wizyt w restauracji: koszty energii stanowią mniejszą kwotę łącznych kosztów prowadzenia restauracji i dlatego w mniejszym zakresie wpływają na ceny usług oraz ilość wizyt w restauracji.
1. Saunders, Harry D. (1992). „Postulat Khazzooma-Brookesa i neoklasyczny wzrost”. The Energy Journal 13 (4): 131–148.
2. Herring, Horace (kwiecień 1998). „Czy wydajnoś,ć energetyczna oszczędza energię: Następstwa akceptacji postulatu Khazzooma-Brookesa”. EERU, the Open University.
3. Rubin, Jeff (27 listopada 2007). „Paradoks wydajności”. Strategecon. CIBC World Markets.
Postęp technologiczny nie ocali środowiska Ziemi [Science Daily, 17.01.2017]
Badanie opublikowane 14 grudnia 2016 w Technological Forecasting and Social Change stwierdziło, że sam postęp technologiczny nie zdoła zmniejszyć zużycia materiałów i zapewnić zrównoważonego rozwoju świata. Naukowcy Instytutu Technologicznego w Massachusetts (Massachusetts Institute of Technology – MIT) ustalili, iż bez względu na to, jak bardziej wydajny i nierozbudowany jest proces wytwarzania danego produktu, konsumenci będą potrzebować go w coraz większej liczbie, co pomnoży całkowite nakłady materiałowe.
Na przykład na przestrzeni kilku minionych dekad poprawiona dzięki technologii wydajność półprzewodników zredukowała ilość materiału niezbędnego do wykonania pojedynczego tranzystora. W efekcie dzisiejsze elektroniczne gadżety są o wiele bardziej wydajne i mniejsze niż komputery zbudowane w 1970. Jednak konsumpcja krzemu wyprzedziła tempo zmian technologicznych: zapotrzebowanie wzrosło w ciągu czterech dziesięcioleci aż o 345%. Do roku 2005 w użyciu było więcej tranzystorów niż drukowanych znaków tekstowych.
Badacze odkryli identyczne tendencje w przypadku 56 innych tworzyw, towarów i usług – od podstawowych surowców, takich jak aluminium i formaldehyd, po akcesoria komputerowe i technologie energetyczne, takie jak dyski twarde, tranzystory, turbiny wiatrowe i panele słoneczne. Nie ma żadnych dowodów na obniżenie zużycia i eksploatacji materiałów, pomimo technologicznych udoskonaleń w ich produkcji i efektywności.
„Według stanowiska techno-optymistów zmiany technologiczne naprawią środowisko naturalne. Nasze ustalenia mówią, że raczej nie,” powiedział Christopher Magee, współautor analizy, profesor systemów inżynieryjnych Instytutu Danych, Systemów i Społeczeństwa w MIT.
Ekspansja Internetu doprowadzi do niekontrolowanego wzrostu zużycia energii [Science Daily, 11.08.2016]
Naukowcy ze Szkoły Informatyki i Komunikacji przy Uniwersytecie Lancaster (School of Computing and Communications) twierdzą, że rosnąca liczba zdalnych czujników cyfrowych i podłączonych do Internetu urządzeń – powszechnie znanych jako „Internet rzeczy” – ma potencjał, by spowodować bezprecedensowy i zasadniczo niemal nieograniczony wzrost energii zużywanej przez inteligentne technologie.
W swoim dokumencie dyskusyjnym pt. „Czy istnieją granice wzrostu transmisji danych?: O wykorzystaniu czasu, generowaniu danych i prędkości” badacze podkreślają, że w ostatnich latach korzystanie z Internetu uległo pomnożeniu, ponieważ coraz więcej ludzi ogląda materiały wideo, streamuje programy na inteligentnych telewizorach 4K, regularne sprawdza konta na Facebooku i Twitterze, a nawet korzysta z mediów społecznościowych, aby śledzić swoje biegowe i rowerowe trasy.
Według Ofcomu, brytyjskiego organu nadzoru telekomunikacyjnego, miesięczne domowe wolumeny danych szerokopasmowych w Wielkiej Brytanii zwiększyły się gwałtownie z 17GB w 2011 do 82GB w 2015. Chociaż urządzeń mobilnych jest zazwyczaj mniej, to ich liczba rośnie wykładniczo – Ericsson i Cisco informują, że podwaja się co kilka lat.
Ta eksplozja korzystania z danych przyniosła ze sobą powiązany skok w poborze prądu. Nie zaradziła temu poprawa energetycznej wydajności. Aktualne szacunki sugerują, iż Internet odpowiada za 5% globalnego zużycia elektryczności, ale powiększa się ono w tempie 7% rocznie – ponad dwa razy szybciej niż całkowita światowa konsumpcja energii.
Do tej pory istniał potencjalny limit przyrostu danych internetowych. Była nim liczebność ludzkiej populacji oraz określona ilość godzin w ciągu dnia, którą ludzie mogą przeznaczyć na interakcje z technologiami internetowymi. Jednakże autonomiczny streaming danych przez miliardy czujników wbudowanych w infrastrukturę uliczną, sterowane automatycznie pojazdy, inteligentne termostaty domowe, przemysłowe procesy produkcyjne, takie jak szyby naftowe, usuwa istniejące ograniczenia wzrostu zużycia energii elektrycznej przez Internet.
Obecnie do „Internetu rzeczy” podłączonych jest 6.4 miliarda urządzeń. Do 2020 roku liczba ta ma osiągnąć 21 miliardów. Autorzy z Lancaster podkreślają, że jasnego sposobu na ograniczenie danych nie ma.
Bitcoin przyspiesza destrukcję środowiska Ziemi [The Outline, 16.05.2018]
Czasopismo Joule, periodyk poświęcony zagadnieniom związanym z energią, opublikowało 16 kwietnia 2018 analizę Alexa Vriesa, ekonomisty finansowego i specjalisty ds. technologii blockchain, który wyliczył, iż sieć Bitcoin konsumuje obecnie co najmniej 2.55 gigawata rocznie. Dla porównania, zbliżoną ilość energii wykorzystuje cała Irlandia. Wynik ten wkrótce przestanie być aktualny – De Vries zapowiada, że do grudnia 2018 sieciowe zapotrzebowanie na energię może wzrosnąć nawet trzykrotnie. Bitcoiny są „wydobywane” przez komputery, które dokonują obliczeń; im dłużej ta kryptowaluta jest w obiegu, tym więcej energii pochłania wydobycie każdej cyfrowej „monety” (w 2009 roku jej koszt energetyczny był czterokrotnie mniejszy).
Istnieje skończona ilość bitcoinów, a najnowsze prognozy pokazują, że pozyskanie wszystkich (21 milionów) mogłoby zająć około 120 lat. W teorii istnieje również punkt krytyczny, po przekroczeniu którego ilość energii potrzebna do „wydobycia” pojedynczej „monety” będzie droższa niż sam bitcoin. Operacje finansowe wykorzystujące ten środek płatniczy także wymagają energii elektrycznej (jedna transakcja zasilałaby teraz dom przez cały tydzień), zatem im częściej i powszechniej go stosujemy, tym więcej dwutlenku węgla pompujemy do atmosfery. Wyliczenia De Vriesa nie uwzględniają nawet wydatków energetycznych innych popularnych kryptowalut, takich jak chociażby Ethereum i Ripple.
→ Przy dalszym wykładniczym wzroście zużycia energii sieć Bitcon potrzebowałaby za kilka lat ekwiwalentu globalnego zaopatrzenia w prąd.
Opracował: exignorant
Blog exignoranta 