חוברת כלכלה בת קיימא

זהירות! זהו מאמר לא שלם. מאמר כזה יכול להיות כתוב באופן לא מסודר או לא ברור, או שהוא צפוי לעבור שינויים נרחבים בניסוח או בתוכן, או שהוא פשוט קטוע.

הקדמה

אנו מצויים כעת בעיצומו של משבר סביבתי וחברתי המתפשט על פני כדור הארץ ומשפיע על יותר ויותר היבטים של חיינו. חלק מהמשבר נובע מבורות של הגופים האמורים להסדיר את הנושאים הסביבתיים והחברתיים, חלק אחר נובע מאינטרסים של גורמים רבי כוח המנסים להסתיר את הקיפו ומאידאולוגיה כלכלית- פוליטית-תרבותית המסתירה את היקפו ועומקו של המשבר, או מנסה להציגו כדבר שולי או אף כדבר מה חיובי.

מטרות חוברת זו הינן:

• להסביר את שורשי המשבר הסביבתי.
• להראות מדוע רוב הפתרונות המקובלים, כמו למשל מחזור, אינם פתרונות אמיתיים למשבר.
• להציג את הכוחות והאינטרסים המקדמים את המשבר וניזונים מקיומו.
• להראות את תפקיד שמספקת הכלכלה הנאו-קלאסית בהצנעת המשבר וביצירת בלבול סביבו.
• להציג עקרונות והרעיונות שעלו עד כה בניסיון ליצור ניתוח כלכלי חלופי, וצעדי מדיניות לכיוון מקיים.

אין צורך בידע מוקדם בכלכלה, היות ובסיס הניתוח כה שונה. למעשה, בעלי רקע כלכלי עלולים להתקשות אם לא ירפו ממושגים ורעיונות אותם התרגלו לראות כ-"חוקי טבע", משום שעקרונות יסוד בתאוריה הכלכלית ממסכים היבטים ובעיות הנמצאים בבסיס המשבר. לנוחות אנשי הכלכלה, נספק הבהרות והרחבות נוספות שאינן דרושות לשם הבנת הדברים, אך הן מחדדות את הפער בין הניתוח הנאו-קלאסי (הניתוח הכלכלי המקובל) לבין זה שיוצג כאן.

הערה - יונתן: אני חושב שרוח הדברים הקונפירטיבית יכולה להיות בעוכרינו. יש לדעתי להוסיף כי חלק גדול מההתעלמות מהמשבר נובעת מחוסר היכולת לתפוס אותו, הוא מחוץ לטווח החשיבה והאופק המושגי של מרבית האנשים.

יש לחשוב על כך, השאלה אינה קונספירבטית בהכרח, אלא איזה קו פוליטי עלינו לנקוט - אנטי תאגידי \קפיטליסטי או "נייטרלי" בכל מקרה עלינו להתחרק מקונספירציות, וגם אם נלך בקו הפוליטי, נראה דברים ללא הזדקקות לקונספירציות.

ניסיתי לרכך קצת את הקו. אני מקווה שזה מספיק. -- שחר 17:16, 7 אוגוסט 2006 (CDT)

אני חושב שניתן להוסיף חלק על בסיס מה שכתבתי על המים המינרלים, אבל יותר מורחב. יונתן 07:53, 11 אוגוסט 2006 (CDT)

ספינת חלל כדור הארץ

בשנות השישים, כתב הכלכלן האמריקני קנת' בולדינג על כלכלת הבוקרים בספינת החלל כדור הארץ.

כדור הארץ הוא ספינת החלל הנושאת אותנו, חיינו תלויים בו. הביוספרה המקיפה אותנו מקיימת אותנו ומאפשרת את חיינו. היא אשר מספקת את האוויר שאנחנו נושמים, המים והמזון שלנו והחומרים מהם אנו בונים את ערינו. כל אלו ועוד הם ה'מוצרים' שלה. הביוספרה מספקת לנו גם שירותים, היא מגינה עלינו מהקרינה הניחתת על כדור הארץ, מסלקת את הפסולת שלנו, שומרת על טמפרטורה המאפשרת לנו חיים ועוד. אולם הפעילות הכלכלית והצמיחה ברמות הנוכחיות לא יאפשרו לביוספרה התומכת בנו להאריך חיים, ולנו להאריך חיים יחד עמה.

הפנטזיה החללית

יש ספרות מד"ב ענפה על יציאה מכדור הארץ וכיבוש החלל. חלק מהבעיות שיוצגו כאן, מקבלות "מענה" על ידי פניה לטכנולוגיות "פנטסטיות" כמו מושבות חלל, מראות ענק, או כריית חומרים מאסטרואידים.

אולם דמיון לחוד ומציאות לחוד. נכון לרגע זה, הוצאתו של אדם אחד למסלול היקפי מחוץ ל"באר הכבידה" של כדור הארץ עולה עשרות מיליוני דולרים, והאסטרונאוטים סובלים מחשיפה מוגברת לקרינה, הידרדרות גופנית כתוצאה מחוסר כבידה ומזון טרי. וכל זה רק במסלול היקפי נמוך יחסית של כמה מאות ק"מ. פריצה בטכנולוגיות שילוח כמו תותח שילוח אלקטרומגנטי או מעלית חלל לא נראית קרובה. נראה בהמשך שמראות ענק להספקת אנרגיה או כריית חומרים מאסטרואידים, גם אם יהיו ישימים וכדאיים מבחינה כלכלית, יחמירו את חלק מבעיות הסביבה.

בקיצור, הטכנולוגיות הפנטסטיות הללו אינן בינתיים בגדר אפשרי, וייתכן שיגרמו לבעיות סביבה בלתי צפויות (כמו רוב הטכנולוגיות שהתנסינו בהן עד כה). לא נותר לנו אלא להישאר בשתי רגלינו על הקרקע ולבחון את התנאים בספינת החלל היחידה שיש ברשותנו. כדור הארץ.

בעיות סביבה בכדור הארץ

מזה זמן מה יודעים חלק מהאנשים אודות קיומו של משבר סביבתי עמוק במערכת שעוטפת אותנו. ניתן לסווג משבר זה לתחומים כמו "הכחדת מינים", "זיהום אוויר" או "התחממות עולמית". אולם חלוקה כזאת עלולה לגרום לבלבול ולקשיים בהבנה של שורשי המשבר בו אנו מצויים. היא גם מספקת לרוב פתרונות חלקיים או לא מתאימים.

אכן, הזרם המרכזי של הכלכלה, רוב אנשי הסביבה כמו גם רוב הפוליטיקאים המתייחסים לנושא זה אינם מבינים את הבעיה. לדוגמה נבחן את "עקומת קוזנץ הסביבתית" לפיה פיתוח כלכלי גורם בתחילה לעליה בזיהום, אבל הפיתוח הכלכלי והעלייה ברמת החיים שבאה בעקבותיו, מאפשרים לפתח מודעות ואכפתיות לא רק לקיום המיידי, ואז מועברים חוקים המגינים על הסביבה. עקומת קוזנץ הסביבתית מודגמת לכאורה על ידי זיהום האוויר. במדינות מתפתחות יש זיהום אוויר גבוה, אבל במדינות בעלות כלכלה מפותחת רואים ירידה בזיהום האוויר.

התגובה הפשוטה ל"חוק קוזנץ הסביבתי" היא "טביעת הרגל האקולוגית", עליה נדבר בהמשך. העומס הכללי על מערכות הביוספרה אינו קטן עם העלייה בפעילות הכלכלי, אלא גדל. הסיבה לרוב סוגי ה"ירידה" בסוגי הזיהום, היא העברת תעשיות מזהמות למדינות עניות יותר.

ניתן לדבר על חלוקה של בעיות הסביבה ל-4 מחלקות שונות:

1. דלדול חומרי הגלם שאינם ממקור ביולוגי. על פני כדור הארץ ישנו מלאי מסוים של חומרי גלם. תהליך הפקתם של חומרים אלו מקטין את המלאי העתידי שעומד לרשותנו. היות ורוב חומרי הגלם מושלכים לאחר השימוש, הם מתערבבים ומתפזרים ואינם ניתנים עוד לעיבוד. בכדי לבצע הפרדה חוזרת של חומרים אלו יש צורך בהשקעה גדולה של אנרגיה, אם בכלל הדבר אפשרי.
2. דלדול מלאי האנרגיה שלנו. כל פעילות אנושית, תעשייתית או ביולוגית דורשת אנרגיה. רוב האנרגיה לשימושים אנושיים מקורה בדלקים מחצביים (נפט, פחם, גז) ודלק גרעיני שנתונים לנו בכמות מוגבלת. מלבד אלו, ישנה האפשרות התאורטית של אנרגיית היתוך. אך האנרגיה היחידה העומדת לרשותנו בשטף אינסופי היא אנרגיית השמש ונגזרותיה (רוח, מים).
3. הגדלת העומס המוטל על המערכות המסדרות של הביוספרה. זאת על ידי השלכת פסולת, רעלים וחומרים שהסביבה אינה יודעת לטפל בהם, או על ידי שינויים שונים של הסביבה הטבעית - כמו פרגמנטציה על ידי כבישים, או התחממות עולמית. וכן השמדה פיסית של חלק מהסביבה הטבעית, כמו כריתת יערות, או דיג יתר. העומס המוגבר מקטין את היכולת של המערכות האקולוגיות לטפל בפסולת ולאפשר לנו תנאים תומכי חיים.
4. הגדלת אי הסדר באופן ישיר על ידי זריקת פסולת במצב של אנטרופיה נמוכה ושל רעלים. חומרי הזנה דורשים את התערבות המערכת כדי להשיב את הסדר על כנו, ואילו הרעלים אינם יכולים מטופלים על ידי המערכת כלל. הם ממשיכים להצטבר בה ולגרום לתוצרות לא צפויות. [פה צריך רוויזיה רצינית. אי אפשר לדבר על אנטרופיה לפני שהגדרנו מה היא. שחר]

(הערה - אפשר אולי לדבר על חלוקות אחרות, רעיונות?)

חוקי התרמודינמיקה

ידיעותינו אודות הדרך שבה עולמו מתנהל, מדע הפיזיקה, מכתיבות לנו שני חוקים בסיסיים המכונים חוקי התרמודינמיקה. אנו נראה שלחוקים אלו יש חשיבות גדולה בהבנת המשבר הסביבתי כמו גם בניסיון לנתח את התנהלות הכלכלה.

• החוק הראשון טוען כי אנרגיה איננה נוצרת יש מאין וכי כל פעולה בעולם דורשת אנרגיה. הוא נקרא גם חוק שימור האנרגיה. ההשלכה של חוק זה לעולם התעשייתי שלנו היא הצורך המתמיד בהגדלת מקורות האנרגיה בכדי לספק את הצמיחה המתמדת. אך רוב האנרגיה שלנו מגיע ממקורות מוגבלים (מחצביים), ולכן ככל שצריכת האנרגיה עולה, כך קרב יום הדין בו יאזלו המאגרים.

• החוק השני מלמד אותנו כי ללא השקעת אנרגיה, רמת אי הסדר בעולם, המכונה אנטרופיה, עולה תמיד. כלומר כל סדר שישנו בעולם הולך ונהרס באופן טבעי, כל מערכת הולכת ומתפרקת. הדרך היחידה בה ניתן להגדיל סדר (להקטין אנטרופיה) באופן מקומי היא על ידי השקעה של אנרגיה. השקעת אנרגיה יכולה להקטין את האנטרופיה באופן מקומי אולם היא בהכרח תעלה את האנטרופיה במקום אחר.

לדוגמה: כדי להפוך עפרות מתכת המפוזרות בקרום כדור הארץ למכונית שאפשר לנסוע בה יש להקטין את רמת אי הסדר שלהם. עלינו להביא את חמרי הגלם ממצב מפוזר ובלתי אחיד למצב הספציפי היכול לשמש אותנו כמכונית, כדי לעשות זאת נידרש להשקעת אנרגיה. כיום אנחנו מנצלים את האנרגיה הגלומה בנפט למטרות כאלו, בשריפת הנפט אנו מפיקים את האנרגיה הדרושה לנו להקטנת האנטרופיה של חומרי הגלם של מכונית למצב המוגמר ובאותה העת אנחנו מעלים את האנטרופיה של הנפט ששרפנו, משרשראות כימיות ארוכות ומסודרות אנחנו הופכים אותו למולקולות זעירות המתפזרות באטמוספירה. בסופו של התהליך האנטרופיה העולמית גדלה מכיוון שעליית האנטרופיה הנובעת משריפת הנפט גדולה מירידת האנטרופיה של 'סידור' המכונית.

אנטרופיה וחץ הזמן

יש דוגמאות איסנפור לנוכחותו של החוק השני, או לעלייה הספונטנית של האנטרופיה בחיינו. מדוע לא ניתן לסדר את הפמטי דמפטי לאחר שנפל מהחומה? היות ובמצבו המסודר (הביצה השלמה), היה גלום מידע או סדר רב. לאחר שסדר זה "נעלם" (עם שבירת הביצה) קשה מאוד להחזיר את המצב לקדמותו, ואם אפשר בכלל, הדבר דורש מאמץ של אלף אבירים. סיבה זו היא גם הגורם לכך שמלימון, מים וסוכר אפשר להכין כוס לימונדה, אך לא להפך. חוק זה גורם לכאבי ראש גם לרופאים ולאנשי עסקים. כדי להישאר בריא ושלם, על הגוף הביולוגי להשקיע אנרגיה ללא הרף בתחזוקתן של מערכות שיגרמו לגוף להיות "מסודר" - המערכת החיסונית, מערכת הפסולת של הגוף, מערכות לקירור הגוף וכו'. בסופו של דבר החוק השני מנצח אנו מתים. הסדר הגלום בתוך גופנו חוזר להיות חומרי הזנה המתפזרים בקרקע ובסופו של דבר משמשים צמחים המשתמשים באנרגיית השמש כדי ליצוק לתוכם סדר חדש. עבור אנשי עסקים, הנטייה ה"טבעית" של תהליך הייצור הוא להיקלע לבעיות ולמשברים. חומרי הגלם נרטבו, המכונה התקלקלה, בעיות ותזרמי מזומנים או במסלולי החלוקה - אלו הם כולם דוגמאות לכוח השני בפעולה.

הביוספירה וחוקי התרמודינמיקה

לכאורה, קיום הביוספרה ואף קיומנו שלנו סותר את חוקי התרמודינמיקה. הביוספרה וכלל צורות החיים הינן מערכות מורכבות להפליא המקיימות את עצמם לאורך זמן. הן מערכות הדורשות רמת סדר גבוהה ותאימות בין החלקים השונים. החומרים המרכיבים אותנו, החלבונים, הינן מולקולות ענק בעלות רמת מורכבות עצומה וסדר קפדני המאפשר את חיינו. כאמור, החוק השני של התרמודינמיקה קובע שבאופן טבעי, מערכות מורכבות נהרסות ומתפוררות. אם כך כיצד מתאפשר קיומנו וקיום הביוספירה שמסביבנו?

הדרך היחידה להקטין אנטרופיה באופן מקומי היא על ידי השקעת אנרגיה. הביוספירה שלנו קולטת אנרגיה המגיעה אליה בשטף בלתי פוסק מחוץ לכדור הארץ, אנרגיית השמש. הטמעת אנרגיית השמש על ידי הצמחים הירוקים והאצות הירוקות בתהליך הפוטוסינתזה מייצרת סוכר המהווה 'דלק' ביולוגי לתהליכי חיבור היסודות האורגנים למולקולות מורכבות, ואירגונן של מולקולות אלו למערכות ביולוגיות מורכבות. האנרגיה שהצמחים קולטים מהשמש זורמת דרך כל המערכת הביוספרית ומאפשר לה לתחזק את עצמה. האוכל שאנחנו אוכלים מקורו בצמחים והוא מספק לגופנו את האנרגיה הדרושה כדי למנוע ממנו להתפרק. רוב האנרגיה שאנחנו קולטים מהמזון מיועדת רק למטרת שימור המבנה הכימי שלנו, כך גם רוב האנרגיה שקולטת הביוספירה מהשמש משמשת לשימור הסדר בביוספירה ולמניעת הכחדתה. אנו נמצאים במאבק מתמיד כנגד החוק השני!

!( סיכום הידע בנקודות)
* הקיום של כל היצורים החיים ושל צורות ארגון מורכבות מתאפשר בזכות זרם אנרגיה. 
* כדי לתחזק סדר יש צורך במערכות מסדרות הצורכות בעצמן אנרגיה כדי להתקיים. 
* הרמה הנמוכה ביותר של מערכות מסדרות היא תאים של צמחים, רמות אחרות תלויות ברמה זו. 
* המערכת האקולוגית כולה "דואגת" לקיום תנאים שיאפשרו את המשכיות תחזוקת הסדר.

התערבות האדם באיזון האנרגיה של הביוספירה

מזה כמה אלפי שנים בני האדם מסדרים מחדש חלקים מהביוספירה לשימושם. אנו משקיעים אנרגיה שמקורה בביוספירה (מזון, עצים לבעירה, נפט) כדי לסדר מחדש חומרי גלם ולהפכם למוצרים. אולם לאחר שסיימנו את השימוש בהם אנחנו משליכים אותם חזרה לביוספירה. המוצרים המסודרים שלנו זרים למצבה הנוכחי של הביוספירה ומערערים את היציבות שלה. פחמן דו חמצני מקטין את שחרור החום לחלל, מתכות כבדות מרעילות את כל צורות החיים, האוזון מתפרק ומעלה את רמות הקרינה בביוספירה. עקב פעילותינו על חלקי הביוספירה להשקיע יותר אנרגיה בתחזוק העצמי שלה, בהתמודדות עם תוצאות הלוואי של המערכת הכלכלית שלנו. אך כמויות האנרגיה העומדות לרשות הביוספירה מוגבלות על ידי כושרה להטמיע את אנרגיית השמש באמצעות הצמחים הירוקים והאצות הירוקות, נוסף על כך השימוש שלנו במאגרי הצמחים של הביוספירה לצרכינו אף מקטין עוד יותר את יכולתה של הביוספירה להטמיע אנרגיה (עליית הטמפרטורה, למשל, פוגעת ביכולת הפוטוסינתזה ומקטינה את כמות האנרגיה העומדת לרשות הצמח).

הבעייה העיקרית בתהליך התיקון של הביוספירה היא בעיית הקצב, הקצב בו הביוספירה מבצעת את הסידור מחדש שלה איטי בהרבה מהקצב בו אנו מייצרים את הפסולת. כל החומרים בקרום כדור הארץ נמצאים במצבם הנוכחי לאחר שבמשך מיליארדי שנות אבולוציה זרם אנרגיה איטי אך קבוע איפשר לביוספרה להעלות את הסדר הגלום בה, לכן גירעון האנרגיה של הביוספירה איננו רק במונחים כמותיים אלא במונחי זמן, במונחים של זרמי אנרגיה. תוצאת הדברים היא שהביוספירה נמצאת במחסור אנרגטי, אין לה עוד את האנרגיה הדרושה לקיים את עצמה. מצב זה מוביל את הביוספירה בהכרח, לפי החוק השני של התרמודינמיקה, להתפרקות. ההתפרקות של הביוספירה היא איטית כיום אולם מורגשת, מהירות תלויה ב'גירעון' האנרגטי שבו תימצא הביוספירה בעתיד. ניתן להציג זאת בשרטוט הבא:

לב השרטוט הוא התהליך בו ממוצים חומרי הגלם מקרום כדור הארץ עבור האנושות ומושבים אל כדור הארץ בתום השימוש. החץ מאחור מייצג את עליית האנטרופיה הכוללת, חץ הזמן. מסיבה זו המוצרים לא מתפרקים חזרה לנקודת המוצא שלהם אלא למקום אחר בביוספירה. המצב המתואר בשרטוט הוא המצב הנוכחי. האנרגיה המשמשת לייצור מקורה באנושות ובאופן עקיף בביוספירה והאנרגיה המשמשת לפירוק מקורה באופן ישיר בביוספירה. זהו המצב של גירעון אנרגטי של הביוספירה המוביל להרס שלה.

כיסוי הגירעון האנרגטי

מצב זה של גירעון אנרגטי של הביוספירה משמעותו סכנה לקיומנו ולקיום כל צורות החיים על ספינת החלל שלנו, כדור הארץ. הרס הביוספירה משמעותו הרס התנאים המאפשרים את חיינו: האויר הנקי לנשימה, המים לשתיה, קרקע טובה לגידול מזון, הגנה מפני קרינה, ויסות הטמפרטורה והלחות, קיום שרשרת המזון וכל שאר השירותים שהביוספירה מספקת לנו. מכל אלו משתמע כי שינוי המצב הנוכחי הינו הכרח ולא בחירה עבורנו.

כיסוי הגירעון האנרגטי של הביוספירה שלנו יכול לעשות בשתי דרכים: האחת היא הקטנת כמות האנרגיה המשמשת לתהליכים הנעשים על ידינו (מרכז השרטוט) והשניה היא ניצול אנרגיה ממקורות חוץ-ביוספריים.

הקטנת זרם האנרגיה הנצרך על ידי האנושות

כדי להקטין את ההשפעה האנושית על המאזן האנרגטי של הביוספירה יש להקטין שלושה זרמי אנרגיה: האנרגיה המשמשת לקיום בסיסי של האנושות (מזון), האנרגיה המשמשת לייצירת מוצרים עבור האנושות והאנרגיה המשמשת לפירוקם. שני הזרמים האחרונים שווים זה לזה מעצם ההגדרה מכיוון שהאנרגיה לסדר את החומרים עבורינו שווה לאנרגיה הדרושה לביוספירה לסדר את החומרים עבורה, באופן שלא יפגע בה. מהשיוויון הזה נובע כי דרך הפעולה היעילה ביותר היא לצמצם את ניצול האנרגיה לייצור, כל יחידת אנרגיה שלא תשמש לייצור 'תחסיר' יחידת אנרגיה אחת הדרושה לפירוק.

נדון תחילה באנרגיה הדרושה לקיום האנושות. אנרגיה זו נצרכת ישירות מהביוספירה בצורת המזון שאנו אוכלים. כמות האנרגיה הדרושה לקיומו של אדם היא קבועה, אולם האדם אינו יכול לנצלה ישירות ללא תיווך הביוספירה. תיווך זה נעשה על ידי הטמעת אנרגיית השמש בצמחים. למרות שכמות האנרגיה נטו הדרושה לקיומנו היא קבועה, כמות האנרגיה ברוטו איננה קבועה. הרכב התזונה שלנו יכול להעמיס עלויות אנרגיה נוספות על הביוספירה. במידה ואנו אוכלים צמחים אנו מעמיסים על הביוספירה רק את האנרגיה הדרושה לקיומם של אותם צמחים. אנו ניזונים מהאנרגיה שהם הטמיעו פחות האנרגיה הדרושה להם לקיים את עצמם. במידה ואנו אוכלים חיות אוכלות צמחים אנו מעמיסים עוד עלויות אנרגיה על המערכת. אנו ניזונים מהאנרגיה שהוטמעה על ידי הצמחים שנאכלו על ידי בעלי החיים פחות האנרגיה הדרושה לבעלי החיים לקיים את עצמם פחות האנרגיה שנדרשה לצמחים לקיים את עצמם. במידה ומזננו הוא חיות טורפות אנו מוסיפים עוד 'שלב' לסולם. בשרטוט ניתן להציג זאת כך:

כלומר, למרות שהאנרגיה המגיעה אל בני האדם לצורך קיומם נשאר קבועה, עלויות האנרגיה המוטלות על הביוספירה עולות ככל שעולים בסולם. עקב סיבות ביולוגיות העלייה בסולם היא מעריכית: צמחים אינם זזים ובעלי חיים כן, טורפים צריכים להוציא הרבה אנרגיה כדי להשיג את טרפם. מהסיבה הזו המעבר לתזונה המבוססת פחות על השלבים הגבוהים בסולם, בשר, ויותר על השלבים הנמוכים, צמחונות, תסייע להקטנת האנרגיה הדרושה לאנושות לקיים את עצמה ונגרעת מהביוספירה.

כעת נדון באנרגיה המשמשת במערכת הכלכלית שלנו. כל יחידת אנרגיה המשמשת אותנו לסדר חלקים מהביוספירה בהתאם לצרכינו נובעת באופן עקיף מהביוספירה (ישנם מספר חריגים אותם נציין בהמשך). את האנרגיה המשמשת להנעת הכלכלה שלנו אנחנו מפיקים בעיקר מנפט. הנפט הוא אנרגיה שהוטמעה לפני אלפי שנים על ידי החלקים מבצעי הפוטוסינתזה ונקברה באדמה. לאורך השנים תהליכים גאולוגים הביאו אותה לצורה הנוחה לנו לשימוש, שרשראות ארוכות של אטומי פחמן ומימן. כאשר אנו שורפים נפט אנו מנצלים את האנרגיה הזו שנוצרה לפני אלפי שנים אך לא הגיעה לידי שימוש. יצירת הנפט לוקחת אלפי שנים ויתכן כי היא חד פעמי באופיה, הנפט שנשרף לא יחזור. בתהליך שריפת הנפט אנו מעלים את האנטרופיה שלו, משרשראות ארוכות ומסודרות למולקולות קטנות חופשיות באטמוספירה. אנו משתמשים באנרגיה הנוצרת בשריפה כדי להקטין את האנטרופיה במקום הרצוי לנו, חומרי הגלם המשמשים אותנו, אך בסופו של דבר אנו מגדילים את סך האנטרופיה בביוספירה, זאת לפי הוראת החוק השני. העלאת רמת האנטרופיה בביוספירה מחייבת אותה להשקיע עוד אנרגיה בתחזוקה העצמית שלה ולכן לגידול הגירעון האנרגטי של הביוספירה. למעשה השימוש בכל דלק מחצבי מגדיל את גירעון האנרגטי של הביוספירה. במקרה של המערכת הכלכלית שלנו, עלות האנרגיה לביוספירה כפולה מהאנרגיה שאנו משקיעים בייצור. לאחר שאנו משליכים את הפסולת שלנו חזרה לביוספירה דרושה לה אותה כמות אנרגיה בדיוק כדי לסדר מחדש את הפסולת בהתאם לצרכיה. אולם הקצב בו הביוספירה מבצעת את הסידור מחדש שלה איטי בהרבה מהקצב בו אנו מייצרים את הפסולת. כל החומרים בקרום כדור הארץ נמצאים במצבם הנוכחי לאחר כמה מיליארדים של שנים בהם זרם אנרגיה איטי אך קבוע סידר אותם באמצעות כלל תהליכי הביוספירה, לכן, כפי שציינו קודם לכן, גירעון האנרגיה של הביוספירה איננו רק במונחים כמותיים אלא במונחי זמן, במונחים של זרמי אנרגיה. עקב כך העלות האנרגטית תהיה בעיקר על חשבון הדורות הבאים. תיקון ההפרעה בקצבי הזרימה של האנרגיה בביוספירה תארך אלפי שנים.

כדי להקטין את זרם האנרגיה מהביוספירה למערכת הכלכלית שלנו יש להקטין את האנרגיה שאנו משקיעים בייצור דברים חדשים ובתחזוקתם של ישנים, את האנרגיה המשמשת אותנו להעברת דברים ממקום למקום. כלומר עלינו פשוט להקטין את צריכת האנרגיה שלנו. חשוב להבין כי המטרה היא להקטין את כלל האנרגיה שאנו צורכים. בידוד של בית מגורים מקטין את האנרגיה הדרושה לחימום/קירור אך עצם הבידוד, סידור מחדש של חלק מהביוספירה, דורש אנרגיה. לכן בידוד הוא שינוי בקצב השימוש באנרגיה ושל תהליכי הביניים דרכה היא מתגלגלת אך לא הפחתה של כמות האנרגיה הכוללת הנצרכת. לכן הקטנת זרם האנרגיה המשמש לכלכלה שלנו דורש שינוי יסודי של המערכת הכלכלית. כיום המערכת הכלכלית מתנהלת כביכול מעצמה, בחלל ריק ונטול קשר עם הביוספירה. המצב כיום, של כלכלה המתנהלת באופן 'חופשי' מעודד שימוש הולך וגובר באנרגיה, זאת מכיוון שהכלכלה שלנו מונעת על ידי השאיפה לרווח גדול כמה שיותר של כל אחד מהפרטים, כלומר גידול מהיר כמה שאפשר בכמות הכסף המצוי בידו של אדם בזמן נתון, גידול מהיר יותר מהגידול בכמות הכסף של פרטים אחרים. השאיפה הזו למהירות, לרווח גדול ויחסי, דוחפת את המערכת הכלכלית להאצה בלתי פוסקת, לניצול אנרגיה יותר ויותר מהיר ולכן לגידול מהיר יותר בגירעון האנרגטי של הביוספירה. כדי להקטין את ההאצה הזו בצריכת האנרגיה האנושית דרוש שינוי יסודי של המערכת הכלכלית באמצעות החלטה חברתית המקיפה את כלל האנושות ואשר תביא בחשבון גם את הדורות הבאים. כיצד תתקבל ההחלטה הזו טרם ידוע, אך הנחיצות שבקבלתה ובייחוד של קבלתה בזמן ברורים. אם ההחלטה לא תתקבל בזמן נשמיד את הביוספירה שלנו במצבה הנוכחי, המצב המאפשר לנו לחיות.

מדוע הטכנולוגיה לא תוכל לפתור את הבעיה? ומדוע מחזור איננו הפתרון

המין האנושי ידע קפיצת דרך טכנולוגית עצומה במאות האחרונות. זהו המשכה של המגמה של הפריחה הטכנולוגית של המין האנושי המתרחשת בקצב מעריכי. המתבונן בכך יכול להסיק בקלות שכפי שהטכנולוגיה מצאה בעבר את פתרון הבעיות שאיימו על המין האנושי, החל בהתקדמות מדע הרפואה ועד טכנולוגיות המזון, כך תוכל הטכנולוגיה לפתור את בעיותינו בעתיד, צריך רק לתת את הזמן להתפתחות הטכנולוגיה המתאימה. אולם הבעיה הניצבת לפנינו איננה בעיה טכנולוגית אלא בעיית אנרגיה. עצם השימוש בטכנולוגיה דורש אנרגיה כדי לסדר מחדש את החלקים הקטנים של הביוספירה לצורה הרצויה לנו. כפי שהוסבר, החוק השני איננו מאפשר לנו 'להתחמק' מעליית האנטרופיה, הירידה באנטרופיה בחלק הביוספירה המושפע מהטכנולוגיה מחייב עליה באנטרופיה בחלק אחר של המערכת כך שסך העלייה והירידה הינו עלייה בכלל האנטרופיה במערכת.

עם העליה במודעות לבעיות הסביבה עלה רעיון המחזור, לפיו אנו יכולים להקטין את הנזק הנגרם לסביבה על ידי שימוש חוזר בחומרי הגלם ועל ידי שחרורם לסביבה המצב בטוח, במצב הטבעי שלהם. עשייה כזו איננה משנה כלל את זרימת האנרגיה במערכת אלא רק את הקצב. במקום שהאנרגיה הדרושה לפירוק הפסולת האנושית תגיע ישירות מהביוספירה בקצב איטי ולאורך שנים היא תגיע מבני האדם. אולם האנרגיה של בני האדם מקורה בביוספירה. לכן מחזור והשקעה טכנולוגית בפירוק פסולת למעשה רק מגדילים את זרם האנרגיה הנצרך על ידי האנושות ומחמירים את הגירעון האנרגטי של הביוספירה. ניתן להדגים זאת בשרטוט הבא:

נוסף חץ אנרגיה מהאנושות לתהליך הפירוק אולם כדי לקיים את החץ הזה דרושה זרימה גדולה יותר של אנרגיה מהביוספירה לאנושות, כלומר הגדלה של הגירעון האנרגטי של הביוספירה.

מקורות אנרגיה חוץ ביוספריים ומקורות אנרגיה מתחדשים

פתרון נוסף לבעיית הגירעות האנרגטי של הביוספירה מצוי בניצול אנרגיה על ידי האנושות ממקורות שנמצאים מחוץ לביוספירה. מקורות האנרגיה האפשריים הם: אנרגיית שמש שלא מוטמעת בביוספירה, אנרגיית היתוך גרעיני וניצול ישיר של אנרגיית השמש. בנוסף קיימת האפשרות לנצל מקורות אנרגיה מתחדשים אשר מגדילים את היכולת של הביוספירה להטמיע אנרגיה.

לא כל אנרגיית השמש מוטמעת על ידי הצמחים, למעשה חלק גדול ממנה פשוט מחמם את כדור הארץ ולאחר מכן נפלט לחלל הקר בהקרנה. ניתן לרתום את האנרגיה הזו לשימוש האדם בשלוש דרכים עיקריות. הראשונה היא ניצל ישיר של אנרגיית השמש. זאת על ידי קולטי שמש מסוגים שונים, החל מהסוג הנמצא בבתים ומשמש לחימום מים ועד לתאים פוטו וולטאיים ('תאי שמש'). חשוב לזכור שעצם סידור ההתקנים הללו לקליטת אנרגיה דורש השקעה של אנרגיה, והמדענים עדיין מתווכחים כיום אם בטכנולוגיה הקיימת, בטווח הרחוק, אנו זוכים לעודף אנרגיה. כיום הטכנולוגיה המאפשר לנו לנצל את אנרגיית השמש סובלת מיעילות נמוכה מאוד. זאת מכיוון ששהשקעה בה לאורך הדורות הייתה אפסית, היה פשוט משתלם יותר כלכלית לשרוף עוד נפט. הדרך השניה כרוכה בשימוש בחלק מהאנרגיה הזורם דרך החלקים הלא ביולוגים של כדור הארץ. זרמי הימים, תנועת הגלים והרוח כולם מחוללים על ידי שטף של אנרגיית שמש. גם כאן הטכנולוגיה המאפשרת לנו לנצל אנרגיה זו לטובתנו עדיין בחיתוליה. חשוב לשים לב להיבט נוסף של שימוש באנרגיה ממקורות לא ביולוגים: המערכות הלא-ביולוגיות והביולוגיות של כדור הארץ קשורות בדרכים שאינן ידועות לנו באופן מלא. לכן ייתכן כי ניצול אנרגיה ממקורות אלו יגרע אנרגיה מהביוספירה מכיוון שתהליכים מקיימים שלה אשר נעשים כיום על ידי הסביבה הלא ביולוגית של כדור הארץ ייחלשו. למשל ניצול זרמי הים עלול לפגוע באיזון של המערכות החיות באוקיינוסים וכך בכל הביוספירה. דרושה לנו הערכה של כמות האנרגיה אשר ניתן לנצל בדרך זו מבלי לפגוע בביוספירה.

מקורות אנרגיה מתחדשים הם למעשה הגדלת יכולת הביוספירה להטמיע את אנרגיית השמש במסלול מהיר, אשר מאפשר לנו לנצל אותה כיום. הדוגמה הבולטת לסוג זה של אנרגיה הוא השימוש בביו-דיזל וביו-אתנול. אלו הם חומרי דלק דומים לנפט המופקים מצמחים. כך אנו מקצרים את משך הזמן הדרוש לנו לניצול אנרגיה מהביוספירה. אולם גם פתרון זה הוא חלקי. אנו מגדילים את יכולת הביוספירה להטמיע אנרגיה על ידי הגדלת כמות הצמחים שבה ומשתמשים בהם מייד לטובתנו, אולם יכול להיות כי הגדלת כמות הצמחים השימושיים לנו תבוא על חשבון מרכיב אחר של הביוספירה ותפגע בתהליך מקיים שלה, כך תידרש לביוספירה אנרגיה נוספת לאזן את עצמה. בנוסף, עלינו לקיים מעגל אינסופי של הטמעה מחדש של תוצרי השריפה של אותם דלקים המופקים מצמחים שאנו שתלנו.

טכנולוגיות אנרגיה פנטסטיות

ישנה דרך נוספת באמצעותה ניתן להקטין את שאיבת האנרגיה של האנושות מהביוספירה והיא לעשות שימוש במקורות אנרגיה חיצוניים לחלוטין למערכת של כדור הארץ. הדרך הראשונה היא באמצעות היתוך מימן. בתהליך זה שני אטומי מימן יוצרים אטום הליום ומשחררים אנרגיה עצומה, בדומה לתהליך המתרחש בליבת כוכבים. במשך שנים נעשים ניסויים במטרה להביא את הטכנולוגיה של היתוך לרמת ביצוע אך כיום ללא הועיל. האפשרות השנייה היא לאסוף את אנרגיית השמש ישירות מהחלל. ניתן לעשות זאת באמצעות מבנים אשר יקיפו את כדור הארץ ויאספו את אנרגיית השמש או באמצעות כדור שיכלא את השמש בתוכו וינצל את כל האנרגיה שלה, כדור תאורטי כזה מכונה כדור דייסון.

האסטרונום הרוסי קרדשב (Kardashev) פיתח שיטה תאורטית לסיווג סוגי תרבויות אפשריות בגלקסיה לפי כמות האנרגיה העומדת לרשותן. הסוג הראשון הוא תרבות אשר יכולה לנצל את האנרגיה הגלומה בפלנטה שלה, הסוג השני הוא תרבות אשר יכולה לרתום את כל האנרגיה של הכוכב הקרוב לשימושה. בתקופת המעבר בין שני הסוגים צפויה להתקיים תקופת לחץ אנרגטי עבור התרבות המתפתחת. גדול האוכלוסייה ורמת צריכת האנרגיה מתקרבים לגבול האנרגיה הזמינה בפלנטה ועקב כך מפעילים לחץ עצום על האקולוגיה של הפלנטה המאוכלסת על ידי התרבות המתפתחת. מצב זה מסתיים כאשר התרבות מצליחה לבצע את קפיצת הדרך הטכנולוגית לעבר השלב הבא. נראה שאנחנו מתקרבים למצב זה, בו המערכת האקולוגית המאכלסת אותנו הולכת ונלחצת על ידינו עוד ועוד. עד שלא נבצע את קפיצת הדרך הפנטסטית הזו אנו תלויים בביוספירה של הכוכב שלנו. חשוב שלא נהרוס אותה, ואותנו יחד איתה, לפני שנגיע לקפיצת הדרך האנרגטית. לשם כך אנו חייבים להתנהל באופן שיאפשר לנו קיום לאורך זמן, זאת על ידי הקטנה משמעותית של הגירעון האנרגטי אליו הכנסנו את הביוספירה. כדי לעשות זאת נראה שנידרש לשינוי יסודי באורח החיים שלנו ובדרך בה הכלכלה שלנו מתנהלת.