שינויים

===מגבלת הספק אנרגטי===  

===מגבלת הספק אנרגטי===  

מגבלת הספק אנרגטי פרושה נעוצה ב[[חוק הראשון של התרמודינמיקה]] - או חוק שימור מסה-אנרגיה. בכל יחידת זמן יש כמות מוגבלת של [[אנרגיית שמש]] שנופלת על שטח נתון - ולכן [[הספק אנרגטי|ההספק האנרגטי]] הוא בעל גבול נתון. מכאן שגם ההספק האנרגטי של [[חיטה]], או כל צמח אחר,  לא יכול להיות גדול מהספק זה.  

מגבלת הספק אנרגטי פירושה נעוצה ב[[חוק הראשון של התרמודינמיקה]] - או חוק שימור מסה-אנרגיה. בכל יחידת זמן יש כמות מוגבלת של [[אנרגיית שמש]] שנופלת על שטח נתון - ולכן [[הספק אנרגטי|ההספק האנרגטי]] הוא בעל גבול נתון. מכאן שגם ההספק האנרגטי של [[חיטה]], או כל צמח אחר,  לא יכול להיות גדול מהספק זה.  

אפשר להגדיל את כמות [[ההספק האנרגטי]] הנופלת על שטח נתון על ידי שלל אמצעים טכנולוגיים - שימוש בתאורה מלאכותית, הצבת מראות בחלל או על פני כדור הארץ, הקטנת ההחזרה האטמוספרית של הקרינה (לדוגמה בספר "עריצה היא הלבנה" מגדלים חיטה על הירח) או על ידי קירוב של מקום הגידול לשמש (גידול על לוויינים קרובים יותר לשמש). כל הפתרונות האלה הם בגדר פתרונות יקרים המציבים בעיות טכנולוגיות ואקולוגיות משל עצמם. כל הדוגמאות האלה משנות את הגודל של ההספק המקסימלי, אבל לא גורמות לכך שההספק עצמו אינו מהווה מגבלה.   

אפשר להגדיל את כמות [[ההספק האנרגטי]] הנופלת על שטח נתון על ידי שלל אמצעים טכנולוגיים - שימוש בתאורה מלאכותית, הצבת מראות בחלל או על פני כדור הארץ, הקטנת ההחזרה האטמוספרית של הקרינה (לדוגמה בספר "עריצה היא הלבנה" מגדלים חיטה על הירח) או על ידי קירוב של מקום הגידול לשמש (גידול על לוויינים קרובים יותר לשמש). כל הפתרונות האלה הם בגדר פתרונות יקרים המציבים בעיות טכנולוגיות ואקולוגיות משל עצמם. כל הדוגמאות האלה משנות את הגודל של ההספק המקסימלי, אבל לא גורמות לכך שההספק עצמו אינו מהווה מגבלה.   

===מגבלות נצילות אנרגטית===

===מגבלות נצילות אנרגטית===

מגבלת נצילות אנרגטית, אומרת שמתוך הספק נתון מקסימלי, ניתן לנצל רק חלק מהאנרגיה לשם ביצוע של עבודה (כמו גידול חיטה או יצירת זרעי חיטה). מגבלה זו נובעת מ[[החוק השני של התרמודינמיקה]] פרושה שחלק מהאנרגיה שגלומה באור השמש שמגיע לחלקת אדמה, חייב להתבזבז בצורת [[חום]]. מנגנון ה[[פוטוסינתזה]] והפיכת הפחמן למולקולות שמתאימות לתזונת אדם חייב להיות בנצילות נמוכה יותר מ-100%. שימוש ב[[הנדסה גנטית]] עשוי לשפר את כמות ה[[ייצור ראשוני]] מכל יחידת הספק, אבל לא ניתן להגדיל את היעילות האנרגטית ליחידת הספק עוד ועוד ללא גבול. ניצול של 100% מתוך ההספק פירושו הפרה של החוק השני של התרמודינמיקה.  

מגבלת נצילות אנרגטית, אומרת שמתוך הספק נתון מקסימלי, ניתן לנצל רק חלק מהאנרגיה לשם ביצוע של עבודה (כמו גידול חיטה או יצירת זרעי חיטה). מגבלה זו נובעת מ[[החוק השני של התרמודינמיקה]] פירושה שחלק מהאנרגיה שגלומה באור השמש שמגיע לחלקת אדמה, חייב להתבזבז בצורת [[חום]]. מנגנון ה[[פוטוסינתזה]] והפיכת הפחמן למולקולות שמתאימות לתזונת אדם חייב להיות בנצילות נמוכה יותר מ-100%. שימוש ב[[הנדסה גנטית]] עשוי לשפר את כמות ה[[ייצור ראשוני]] מכל יחידת הספק, אבל לא ניתן להגדיל את היעילות האנרגטית ליחידת הספק עוד ועוד ללא גבול. ניצול של 100% מתוך ההספק פירושו הפרה של החוק השני של התרמודינמיקה.  

עוד מגבלה תאורטית נוגעת לקצב של תהליכים פיזיקליים. יש קשר בין מידת הנצילות של המערכת, איזה אחוז מתוך האנרגיה הנכנסת מותמרת לאנרגיה כימית, לבין ההספק - הקצב בו מתבצעת עבודה מועילה. האקולוג [[האווארד ת. אודום]] קישר בין המושגים בדיון סביב [[עקרון ההספק המקסימלי]]. כאשר לא מבוצעת שום עבודה (אור השמש כולו מוחזר לחלל בלי לגדל חיטה) היעילות האנרגטית היא אפס, גם ההספק הוא אפס בגלל שלא מתבצעת כל עבודה מועילה. לפי החוק השני של התרמודינמיקה, כדי להגיע ליעילות מקסימלית יש להניע תהליכים בצורה הניתנת להיפוך בזמן, או בצורה איטית בצורה אינסופית- הקצב בו מתבצעת עבודה שואף לאפס. לכן גם במצב של יעילות אנרגטית מקסימלית (שבו 100% מאנרגיית השמש מותמרת לאנרגיה כימית), ההספק הוא אפס. בין שתי הנקודות האלה, אי שם באמצע, קיימת נקודת היעילות, שעבורה מתקיים הספק מקסימלי- אבל בנקודה זו חייבת להיות נקודה שבה אין נצילות מקסימלית, ובה מתקיים גם בזבוז משמעותי של אקסרגיה - כלומר חלק ממנה הופך לחום.

עוד מגבלה תאורטית נוגעת לקצב של תהליכים פיזיקליים. יש קשר בין מידת הנצילות של המערכת, איזה אחוז מתוך האנרגיה הנכנסת מותמרת לאנרגיה כימית, לבין ההספק - הקצב בו מתבצעת עבודה מועילה. האקולוג [[האווארד ת. אודום]] קישר בין המושגים בדיון סביב [[עקרון ההספק המקסימלי]]. כאשר לא מבוצעת שום עבודה (אור השמש כולו מוחזר לחלל בלי לגדל חיטה) היעילות האנרגטית היא אפס, גם ההספק הוא אפס בגלל שלא מתבצעת כל עבודה מועילה. לפי החוק השני של התרמודינמיקה, כדי להגיע ליעילות מקסימלית יש להניע תהליכים בצורה הניתנת להיפוך בזמן, או בצורה איטית בצורה אינסופית- הקצב בו מתבצעת עבודה שואף לאפס. לכן גם במצב של יעילות אנרגטית מקסימלית (שבו 100% מאנרגיית השמש מותמרת לאנרגיה כימית), ההספק הוא אפס. בין שתי הנקודות האלה, אי שם באמצע, קיימת נקודת היעילות, שעבורה מתקיים הספק מקסימלי- אבל בנקודה זו חייבת להיות נקודה שבה אין נצילות מקסימלית, ובה מתקיים גם בזבוז משמעותי של אקסרגיה - כלומר חלק ממנה הופך לחום.

במשך אלפי שנים, עד ל[[המהפכה התעשייתית|מהפכה התעשייתית]] ומהפכות המיכון בחקלאות ו[[המהפכה הירוקה]] שהתלוו לה, עסקה רוב האוכלוסייה האנושית בגידול מזון. פגיעה בכמות האנרגיה הזמינה לחקלאות או ייקורה, ייקור או צמצום מיכון בחקלאות (כמו גם הפקת דשן כימי וחומרי הדברה) או פגיעה אחרת בפריון החקלאי (לדוגמה עקב [[שינוי אקלים]] או מחלות חקלאיות או מגבלות של מים או שימושי קרקע), יובילו לכך שאחוז קטן יותר מהאוכלוסייה יוכל להמשיך לעבוד בתעשייה ושירותים. היות וכל אדם יכול להתמחות רק במספר מוגבל של נושאים, פירוש הדבר הוא ירידה בהתמחות הכלכלית. לכן פריון חקלאי גבוה, הבנוי על יסודות של מיכון החקלאות, אנרגיה זולה וכן על ידע חקלאי הוא תנאי הכרחי לקיום של התמחות כלכלית, בכל ענפי התעשייה והשירותים (שאינם חקלאות).  

במשך אלפי שנים, עד ל[[המהפכה התעשייתית|מהפכה התעשייתית]] ומהפכות המיכון בחקלאות ו[[המהפכה הירוקה]] שהתלוו לה, עסקה רוב האוכלוסייה האנושית בגידול מזון. פגיעה בכמות האנרגיה הזמינה לחקלאות או ייקורה, ייקור או צמצום מיכון בחקלאות (כמו גם הפקת דשן כימי וחומרי הדברה) או פגיעה אחרת בפריון החקלאי (לדוגמה עקב [[שינוי אקלים]] או מחלות חקלאיות או מגבלות של מים או שימושי קרקע), יובילו לכך שאחוז קטן יותר מהאוכלוסייה יוכל להמשיך לעבוד בתעשייה ושירותים. היות וכל אדם יכול להתמחות רק במספר מוגבל של נושאים, פירוש הדבר הוא ירידה בהתמחות הכלכלית. לכן פריון חקלאי גבוה, הבנוי על יסודות של מיכון החקלאות, אנרגיה זולה וכן על ידע חקלאי הוא תנאי הכרחי לקיום של התמחות כלכלית, בכל ענפי התעשייה והשירותים (שאינם חקלאות).  

עליה בפריון החקלאי ביחס לכמות האוכלוסייה פרושה גם מזון זול יותר (כל עוד אין מעבר לתזונה בשרית יותר) ויצירת עודף ביקוש לדברים שאינם מזון - כלומר למוצרי תעשייה ושירותים. ביקוש זה יחד עם ההתמחות הכלכלית פירושם [[צמיחה כלכלית]].

עליה בפריון החקלאי ביחס לכמות האוכלוסייה פירושה גם מזון זול יותר (כל עוד אין מעבר לתזונה בשרית יותר) ויצירת עודף ביקוש לדברים שאינם מזון - כלומר למוצרי תעשייה ושירותים. ביקוש זה יחד עם ההתמחות הכלכלית פירושם [[צמיחה כלכלית]].

===השלכות על רווחה וזכויות של בעלי חיים===

===השלכות על רווחה וזכויות של בעלי חיים===