Tout comme un organisme vivant a continuellement besoin de nourriture pour se maintenir, une économie consomme de l'énergie pour travailler et faire avancer les choses. Cette consommation vient avec le coût des émissions de gaz à effet de serre et du changement climatique, bien que. Donc, comment pouvons-nous utiliser l'énergie pour maintenir l'économie en vie sans brûler la planète dans le processus ?

Dans un journal en PLOS UN , Tim Garrett, professeur de sciences atmosphériques à l'Université de l'Utah, avec le mathématicien Matheus Grasselli de l'Université McMaster et l'économiste Stephen Keen de l'University College London, rapportent que la consommation énergétique mondiale actuelle est liée à une production économique passée immuable. Et la sortie d'un taux d'émissions de carbone sans cesse croissant n'est peut-être pas nécessairement une efficacité énergétique toujours croissante – en fait, c'est peut-être le contraire.

« Comment pouvons-nous parvenir à une économie stable où la production économique existe, mais n'augmente pas continuellement notre taille et n'augmente pas nos besoins énergétiques ? », dit Garrett. « Pouvons-nous survivre seulement en réparant la pourriture, faire passer simultanément l'infrastructure fossile existante à un appétit non fossile ? Pouvons-nous oublier la flamme ?"

Thermoéconomie

Garrett est un scientifique de l'atmosphère. Mais il reconnaît que les phénomènes atmosphériques, y compris la hausse des niveaux de dioxyde de carbone et le changement climatique, sont liés à l'activité économique humaine. « Puisque nous modélisons le système terrestre comme un système physique, " il dit, "Je me suis demandé si nous pouvions modéliser les systèmes économiques de la même manière."

Il n'est pas le seul à penser les systèmes économiques en termes de lois physiques. Il y a un domaine d'étude, En réalité, appelé thermoéconomie. Tout comme la thermodynamique décrit comment la chaleur et l'entropie (désordre) circulent dans les systèmes physiques, la thermoéconomie explore comment la matière, énergie, l'entropie et l'information circulent dans les systèmes humains.

Bon nombre de ces études ont examiné les corrélations entre la consommation d'énergie et la production actuelle, ou produit intérieur brut. Garrett a adopté une approche différente; son concept d'un système économique commence par l'idée séculaire d'un moteur thermique. Un moteur thermique consomme de l'énergie à haute température pour fonctionner et émet de la chaleur perdue. Mais ça ne fait que consommer. Il ne pousse pas.

Imaginez maintenant un moteur thermique qui, comme un organisme, utilise de l'énergie pour travailler non seulement pour se maintenir mais aussi pour se développer. En raison de la croissance passée, il nécessite une quantité toujours croissante d'énergie pour se maintenir. Pour les humains, l'énergie vient de la nourriture. La plupart va à la subsistance et un peu à la croissance. Et de l'enfance à l'âge adulte, notre appétit grandit. Nous mangeons plus et expirons une quantité toujours croissante de dioxyde de carbone.

« Nous avons examiné l'économie dans son ensemble pour voir si des idées similaires pourraient s'appliquer pour décrire notre maintien et notre croissance collectives, " dit Garrett. Alors que les sociétés consomment de l'énergie pour maintenir leur vie quotidienne, une petite fraction de l'énergie consommée sert à produire plus et à développer notre civilisation.

"Nous sommes dans le coin depuis un moment, " ajoute-t-il. " C'est donc une accumulation de ce passé production qui a conduit à notre taille actuelle, et nos extraordinaires demandes collectives d'énergie et de CO 2 émissions aujourd'hui."

La croissance comme symptôme

Pour tester cette hypothèse, Garrett et ses collègues ont utilisé des données économiques de 1980 à 2017 pour quantifier la relation entre la production économique cumulée passée et le taux actuel de consommation d'énergie. Quelle que soit l'année examinée, ils ont découvert que chaque trillion de dollars américains corrigés de l'inflation en 2010 de production économique mondiale correspondait à une civilisation élargie qui nécessitait 5,9 gigawatts supplémentaires de production d'électricité pour se maintenir. Dans une économie fossile, soit l'équivalent d'une dizaine de centrales au charbon, Garret dit, conduisant à environ 1,5 million de tonnes de CO 2 émis dans l'atmosphère chaque année. Notre consommation d'énergie actuelle, alors, est la conséquence naturelle de notre production économique précédente cumulée.

Ils sont arrivés à deux conclusions surprenantes. D'abord, bien que l'amélioration de l'efficacité par l'innovation soit une caractéristique des efforts visant à réduire la consommation d'énergie et les émissions de gaz à effet de serre, l'efficacité a pour effet secondaire de permettre à la civilisation de croître et de consommer plus facilement.

Seconde, que les taux actuels de croissance de la population mondiale ne sont peut-être pas la cause de l'augmentation des taux de consommation d'énergie, mais un symptôme des gains d'efficacité passés.

« Les partisans de l'efficacité énergétique pour l'atténuation du changement climatique peuvent sembler avoir un point raisonnable, " Garrett dit, "mais leur argument ne fonctionne que si la civilisation maintient une taille fixe, ce qui n'est pas le cas. Au lieu, une civilisation efficace est capable de croître plus rapidement. Il peut utiliser plus efficacement les ressources énergétiques disponibles pour tirer le meilleur parti de tout, y compris les gens. L'expansion de la civilisation s'accélère plutôt qu'elle ne décline, de même que ses besoins énergétiques et son CO 2 émissions."

Un avenir décarboné stable ?

Alors, que signifient ces conclusions pour l'avenir, en particulier par rapport au changement climatique ? Nous ne pouvons pas arrêter de consommer de l'énergie aujourd'hui, pas plus que nous ne pouvons effacer le passé, dit Garrett. "Nous avons de l'inertie. Débranchez la consommation d'énergie et la civilisation cesse d'émettre, mais elle devient également sans valeur. Je ne pense pas que nous puissions accepter une telle famine."

Mais est-il possible de défaire les progrès économiques et technologiques qui ont amené la civilisation à ce point ? Peut-on, l'espèce qui a exploité le pouvoir du feu, maintenant "oublie la flamme, " selon les mots de Garrett, et diminuer la croissance efficace ?

« Il semble peu probable que nous oubliions nos innovations antérieures, à moins que l'effondrement ne nous soit imposé par l'épuisement des ressources et la dégradation de l'environnement, " il dit, "lequel, évidemment, nous espérons éviter."

Alors quel genre d'avenir, alors, le travail de Garrett envisage-t-il ? C'est une économie dans laquelle l'économie parvient à se maintenir à un état stable, où l'énergie que nous utilisons est consacrée au maintien de notre civilisation et non à son expansion.

C'est aussi celui où l'énergie du futur ne peut pas être basée sur les combustibles fossiles. Ceux-ci doivent rester dans le sol, il dit.

« Aux taux de croissance actuels, juste pour maintenir les émissions de dioxyde de carbone à leur niveau actuel, il faudra construire rapidement des installations renouvelables et nucléaires, environ une grande centrale électrique par jour. Et d'une manière ou d'une autre, cela devra être fait sans soutenir par inadvertance la production économique également, de telle sorte que les demandes de combustibles fossiles augmentent également. »

C'est une "danse particulière, " il dit, entre l'élimination des innovations fossiles antérieures qui ont accéléré l'expansion de la civilisation, tout en innovant de nouvelles technologies de combustibles non fossiles. Même si cette économie stationnaire devait être mise en œuvre immédiatement, CO stabilisant 2 émissions, le rythme du réchauffement climatique serait ralenti et non éliminé. Niveaux atmosphériques de CO 2 atteindraient encore le double de leur niveau préindustriel avant de s'équilibrer, la recherche a trouvé.

En regardant l'économie mondiale à travers une lentille thermodynamique, Garrett reconnaît qu'il existe des réalités immuables. Toute forme d'économie ou de civilisation a besoin d'énergie pour travailler et survivre. L'astuce consiste à équilibrer cela avec les conséquences climatiques.

« Le changement climatique et la rareté des ressources sont les défis déterminants de ce siècle, " Garrett dit. "Nous n'aurons aucun espoir de survivre à notre situation difficile en ignorant les lois physiques."

Travail futur

Cette étude marque le début de la collaboration entre Garrett, Grasselli et Keen. Ils travaillent maintenant à relier les résultats de cette étude avec un modèle complet pour l'économie, y compris une étude systématique du rôle de la matière et de l'énergie dans la production.

"Tim nous a fait nous concentrer sur une relation empirique assez remarquable entre la consommation d'énergie et la production économique cumulée, " dit Grasselli. " Nous sommes maintenant occupés à essayer de comprendre ce que cela signifie pour les modèles qui incluent des notions plus familières aux économistes, comme la capitale, l'investissement et la question toujours importante de la valeur monétaire et de l'inflation.