O abordare sistemică a energiei

Intervenția lui Joël de Rosnay la Conferința FIFEL - Lausanne, 12 noiembrie 1996

Crizele energetice succesive au dezvăluit brusc și chiar dramatic aspectul „fizic” al societății umane. Pentru că nimic nu scapă legilor implacabile ale termodinamicii. Societatea umană, ca orice mașină sau organism, îi este supusă riguros. Economiștii găsesc, se pare, o oarecare surpriză și nu fără o anumită întârziere pentru biologi și ecologiști.

Elementele necesare pentru a lua în considerare circulația și degradarea energiei în societatea umană în ansamblu nu au fost suficient de lungi. Adică, metabolismul organismului social, principala sa funcție de autoconservare. Observarea acestui metabolism „cu un macroscop” dezvăluie liniile principale ale unei funcționări invizibile „din interior”.

Prin relația dintre „anatomie” și „fiziologie” a societății, apare legătura mult nebănuită dintre energie, economie, ecologie și entropie. O legătură care nu numai că dezvăluie cauzele posibile ale bolilor organismului social, dar care sugerează și tipurile de „remedii” pe care le-ai putea administra unui sistem de care, la rândul său, depinde viața fiecăruia dintre noi.

Au fost necesari câțiva ani pentru ca biologii să ajungă la o viziune holistică a fluxului de energie în sistemele vii și să creeze noua disciplină pe care astăzi o numim bioenergetică. Majoritatea cărților despre biochimie destinate studenților la medicină au păstrat abordarea analitică care descrie în detaliu funcțiile familiilor de molecule, mai degrabă decât abordarea sistemică, având în vedere funcționarea generală a celulei.

Situația este și mai gravă atunci când consideri ecosfera ca un întreg. Până acum, a predominat doar abordarea analitică, fragmentară. Acesta este motivul pentru care, ca o extensie a bioenergiei, propun termenul de eco-energie pentru a demonstra necesitatea unei abordări globale dedicate studiului reglementării fluxului de energie în societate.

Ecoenergia trebuie să se bazeze pe două abordări complementare: sistemică și analitică. În primul caz, este vorba de realizarea unui studiu global al transformării și utilizării energiei în societate. În cealaltă, să se facă o analiză detaliată a tuturor tranzacțiilor energetice de care depind funcțiile de producție, consum și recuperare în cadrul sistemului social. Aceasta este analiza energiei.

Scopul ecoenergiei este de a defini mijloacele de evitare a interferenței activităților industriale și economice ale bărbaților cu ciclurile naturale. Și mai ales să punem bazele unei cooperări reale și eficiente între om și natură, abandonând pentru totdeauna vechea idee de dominație.

Istoria societății este în general identificată în cărțile de istorie cu dezvoltarea politică și economică a țărilor. Cu toate acestea, intervin și legile energetice. Prin urmare, putem relua istoria organizării sociale din unghiul energiei. Această abordare este justificată deoarece legile energetice au prioritate față de legile politice și economice. Ele sunt fundamentul: este nevoie de energie pentru a menține o organizație și este nevoie de energie pentru a permite schimbarea și pentru a promova progresul. Orice surplus permite un „salt înainte”.

În cazul evoluției societăților, domesticirea energiei a fost realizată în trei etape majore, ultima dintre ele abia începând.

Primul este identificat cu faza lungă a supraviețuirii umane, din exploatarea venitului energetic al pământului. Al doilea începe acum aproximativ 150 de ani cu risipirea accelerată a capitalei energetice a planetei. În sfârșit, astăzi începe o perioadă de revenire treptată la o exploatare mai eficientă a veniturilor ecosistemului, asociată cu utilizarea atentă a capitalului său și implementarea energiei nucleare.

Trecerea la a doua fază a domesticirii energiei coincide cu descoperirea și exploatarea resurselor subsolului: cărbune și petrol. Capitala pământului. Minare explozivă: doar câteva momente pe ceasul geologic.

Organizarea socială continuă și devine mai complexă în orașe. Este domnia cărbunelui, a aburului și a mașinilor. Împărțirea muncii și a fabricilor. Rețele feroviare și nave transatlantice. Extinderea industrială la sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea. Nașterea capitalismului și a clasei muncitoare.

Petrolul este energie ieftină: electricitate, mașini și avioane. Fantastica explozie de putere industrială, consum individual, transport și comunicații. Dar și risipirea capitalului prețios, degradarea mediului și dezechilibrele politice și economice.

În fața crizelor, reacția societății este de a apela la cea mai bună resursă de energie alternativă pe care o cunoaștem: energia nucleară. Dar această înlocuire este costisitoare în capital, muncă, informații, ca să nu mai vorbim de noile pericole pe care le introduce. Situată în două etape majore în dezvoltarea umanității, energia nucleară este probabil mai mult exploatarea capitalului acumulat (financiar, producție, cunoaștere) decât exploatarea efectivă a pământului, chiar dacă consumul de combustibil este minim.

În societățile moderne, o parte din energia produsă în acest mod trebuie să revină la sistemul societal. Într-adevăr, într-o organizație complexă, fiecare individ este legat de ceilalți printr-o rețea foarte densă de funcții interdependente, care implică transferuri de energie, materiale și muncă. Prin urmare, o astfel de organizație trebuie să devieze în avantajul său o parte din bugetul energetic care ar fi trebuit distribuit fiecărui individ. În societățile moderne, aproape jumătate din energia primită de indivizi sub formă de salarii, venituri, produse fabricate sau alimente, trebuie să revină „organizației” (adică statului) sub formă de impozite, astfel încât supraviețuirea sistemul social este posibil.

Marea întrebare care condiționează parțial viitorul este acum cum să conciliez energia și dezvoltarea industrială, taxele obligatorii și reinvestirea în eco-capital pentru a proteja mediul. Această conștientizare a condus la conceptul de dezvoltare durabilă.

Dar acest celebru concept poate avea efecte perverse. Riscă să blocheze dezvoltarea economică și protecția mediului într-o confruntare sterilă. Propunerile se exclud reciproc. Creșterea poate plăti costurile suplimentare ale mediului? Protecția mediului necesită limite asupra creșterii ?

Unele dintre aceste abordări reprezintă un derapaj către un „economism” pur și dur bazat pe singura logică a economiei de piață. Cu ce drept și-ar impune economismul logica? Știința economică, așa cum am văzut, s-a pus „între paranteze” din natură neglijând să ia în considerare intrările (resursele naturale neregenerabile) și ieșirile (eliberările) mecanismului economic considerat a fi în afara domeniului său. Resursele fiind considerate abundente și nelimitate și respingerile fără valoare de piață, intrările și ieșirile nu au fost luate în considerare.

O altă logică, însă, a precedat-o pe cea a bărbaților și a economiei lor: coevolutia ecosistemelor, cu miliarde de specii de animale și plante legate de cicluri biogeochimice majore. Un întreg set de reglementări subtile și vechi de mii de ani care implică toți actorii biosferei din cadrul rețelelor fragile. Această bioeconomie a naturii a permis menținerea ecosistemelor terestre și evoluția acestora.

În vederea reglementărilor pe termen lung, sugerez înlocuirea termenului „dezvoltare durabilă” cu cel de „dezvoltare adaptată reglementată”. Mi se pare, are meritul introducerii noțiunilor de adaptare și autoreglare în dezvoltarea societăților umane în raport cu întreaga biosferă.

Desigur, reglementările de pe piață sau impozitarea și-au dovedit valoarea și ar fi iluzoriu să se facă fără ele, dar efectele lor apar pe termen scurt fără stabilirea unor planuri cuprinzătoare. Mai mult, eficacitatea mecanismelor de autoreglare necesită complementaritatea mijloacelor puse în aplicare. Interdependența factorilor joacă un rol fundamental în menținerea echilibrelor dinamice și controlul sistemelor complexe în timp. Acesta este motivul pentru care dezvoltarea adaptativă reglementată trebuie să se bazeze pe o combinație de mijloace, inclusiv prețuri, taxe, reglementări, informații în amonte și feedback, educație în ecocivismul planetar și motivația actorilor.

Autoreglementarea implică și, mai ales, cetățeanul ecologic. Înmulțită cu milioane, dacă nu cu miliarde de oameni, modificarea practicilor individuale de consum de energie, bunuri și servicii duce la efecte planetare globale. De aici și importanța aproape organică a unei educații generalizate și împuternicitoare, asigurând bazele responsabilității.

Pentru a reuși în această tranziție, elementul unificator al acțiunilor de reglementare individuale, politice, economice și industriale trebuie să fie un set de valori comune, etica mediului, ecoetica capabilă să acționeze ca „regulator” al sistemelor de reglementare și să stabilească limite la posibilele derive. a economismului. Așa cum este definit de bioetică, trebuie să existe sanctuare non-comercializabile, cum ar fi corpul uman. Pentru a evita derivarea către totalizarea mărfurilor bunurilor naturii, o ecoetică poate ajuta la evitarea confuziei permanente între valoarea de utilizare și valoarea de schimb și poate reda sensul său complet cuvântului „valoare”. Noțiunea de dezvoltare adaptativă reglementată poate face posibilă depășirea de sus a dualismului aparent ireductibil dintre dezvoltarea economică și protecția mediului.

Succesul unei dezvoltări adaptive autoreglabile necesită o reconfigurare a proceselor noastre industriale și noi abordări ale utilizării energiei.

Spre deosebire de legile de reglementare care guvernează biologia sau ecologia, societățile noastre industriale operează în „bucle deschise”, fără macro-reglementări. Lanțurile de producție și consum sunt secvențiale, dând naștere la deșeuri care se acumulează în mediu. Presiunea ecologică din ultimii ani a impus treptat principiul reciclării (închiderea buclelor). Chiar dacă se răspândește, un număr încă limitat de sectoare industriale îl aplică.

Industria viitorului va trebui să funcționeze ca un ecosistem. Ecologia industrială nu este doar „eco-industrie”, semnul preocupării pentru protecția mediului de către industrie. Nici nu sunt produse „verzi” sau reciclarea parțială a deșeurilor. Este reconfigurarea completă a proceselor industriale, de la reglarea fluxului de energie, materii prime și produse până la reutilizarea rațională a deșeurilor. Ecologia industrială recunoaște natura cvasi-biologică a metabolismului planetar. Va trebui să redescopere și să aplice regulile lanțurilor alimentare ale ecosistemelor: produsele și deșeurile unora sunt materiile prime ale altora. Totul este reutilizat, reciclat, închis de cicluri pe care se bazează funcționarea ecosistemului.

Închiderea buclelor deschise de sistemul nostru productiv și economic: aceasta este într-adevăr marea provocare a ecologiei industriale sau a ingineriei ecologice. Ecologia industrială, inspirată de principiile biologiei, va da naștere unei industrii de demanufacturare la fel de importante ca industria de fabricație tradițională. De la automobile la aeronautică, de la sectorul construcțiilor și lucrărilor publice la instalațiile de producere a energiei, de la prelucrarea alimentelor la electronică, toate produsele sau structurile puse în producție vor fi proiectate, de la proiectarea lor, pentru a fi ușor demontate și reciclate.

Eco-ingineria și studiul reglementărilor globale deschid alte sectoare pentru industriile de mâine și pentru utilizarea retională a energiei. O mai bună cunoaștere a funcționării ecosistemului va permite inginerilor ecologici să intervină în unele dintre ciclurile sale metabolice majore pentru a produce energie sau a modifica clima.

Reglementările globale se referă mai direct la acțiunile asupra pădurilor (protecție, reîmpădurire), însămânțarea anumitor zone oceanice pentru a promova creșterea fitoplanctonului, modificarea distribuției zonelor agricole (zonele luminoase și întunecate), locul suprafețelor reflectorizante în deșert, construirea unei imense producții descentralizate de energie solară.

Domesticirea fotosintezei va fi una dintre cele mai mari provocări ale mileniului următor. Succesul tranziției solare este una dintre condițiile determinante pentru succesul simbiozei dintre om și societate. Viața experimentase o provocare comparabilă atunci când stabilea simbioza între ființele vii primitive care se hrăneau cu produse organice acumulate în mediul lor de viață și cele capabile să asigure producția propriei substanțe prin fotosinteză. Această simbioză este astăzi baza relației complementare dintre animale și plante. Tranziția solară este de aceeași natură. De această dată se referă la întreaga specie umană și la biosferă. Va marca tranziția dintre o civilizație prometeică care se bazează pe eco-capitalul său de resurse neregenerabile sau care obține un profit pe termen scurt din forme nenaturale de energie și o civilizație gaiană în simbioză cu mediul său.

Domesticirea fotosintezei se referă la producerea de biomasă sau materiale noi, precum și producerea de energie de către senzori adecvați. S-au făcut progrese considerabile în aceste domenii în ultimii douăzeci de ani; progres, atât teoretic asupra mecanismelor fundamentale ale fotosintezei, cât și practic în dezvoltarea celulelor solare de înaltă eficiență sau a colectoarelor solare flexibile folosind pigmenți fotosintetici.

Dezvoltarea a ceea ce se numește „solar” se va accelera. Acest sector acoperă cele cinci forme de energie solară directă sau derivată (celule solare, colectoare de căldură, vânt, biomasă, hidroelectricitate). Industria solară, în sens larg, va fi unul dintre motoarele dezvoltării economice în prima jumătate a secolului următor. Dar această dezvoltare va necesita noi forme de organizare a producției și consumului de energie: structuri descentralizate, paralele și în rețele, adaptate la natura simbiotică a relațiilor dintre om și societate. Heliostructuri care se vor opune infrastructurilor existente, cum ar fi cele reprezentate de puterile centralizate de producție și distribuție a petrolului și a electricității.

Vor apărea macroproiecte solare. De exemplu, instalarea unor suprafețe uriașe de panouri solare și colectoare în zone deșertice sau pe insule care plutesc în ocean; transformarea energiei electrice produse în hidrogen grație electrolizei apei și lichefierea acestui hidrogen pentru transportul și livrarea acestuia în regiunile consumatoare (motoare auto, centrale electrice locale pentru producerea de energie electrică prin baterii); utilizarea plăcilor solare pentru clădiri și jaluzele solare flexibile pe geamuri; instalarea de parcuri eoliene de mai mulți megawați pe platforme pe mare; cogenerarea electricității și a apei calde de către stațiile urbane locale. Astfel de instalații reduc emisiile nocive de gaze, îmbunătățesc eficiența energetică și împuternicesc utilizatorii.

Pentru a termina: o privire sub forma unui vis către mileniul III. Iată două reportaje de presă, imaginare, dar foarte plauzibile.

Los Angeles. 7 februarie 2014. 14:45. UPI. Motoare Stirling în deșerturi. Un motor, inventat în 1816 de reverendul părinte Robert Stirling, produce electricitate pentru rețeaua din California cu o eficiență record de 36%. Parabole uriașe, capabile să urmărească soarele în cursul său, concentrează energia într-un anumit punct al fiecăruia dintre cele 82 de motoare Stirling asamblate în deșertul Mojave. Dacă această primă plantă solară este satisfăcătoare, alte zeci de plante vor fi instalate în deșerturile americane. Se estimează că o zonă deșertică de 270 km2 ar fi suficientă pentru a produce electricitatea necesară tuturor statelor americane.

O reflecție finală pentru a medita despre relațiile dintre energie, industrie și ecosistem în zorii secolului 21:

Așa cum dezvoltarea bioingineriei a necesitat recurgerea la bioetică care limitează riscurile practicilor contrare binelui omului, tot așa dezvoltarea ecoingineriei trebuie să se bazeze pe o ecoetică care reduce riscurile de manipulare necontrolată a ecosistemului.