שינויים

==נדירות של יסודות==

==נדירות של יסודות==

אחת השאלות הקלאסיות בכלכלה היא מדוע זהב יותר יקר ממים. מים הם חיוניים לחיים ואילו זהב, לפחות עד להמצאת האלקטרוניקה היה שימושי בעיקר לשם הפגגנת עושר ומעמד חברתי - ללא שימוש מעשי. התשובה הכלכלית היא שזהב יקר יותר ממים בגלל שהוא נדיר יותר. אם נדמיין מקום שבו מים הם מצרך נדיר לדוגמה אמצע המדבר או על פני מאדים ייתכן כי מחיר המים יהיה גבוה יותר ממחיר הזהב.  

אחת השאלות הקלאסיות בכלכלה היא מדוע זהב יותר יקר ממים. מים הם חיוניים לחיים ואילו זהב, לפחות עד להמצאת האלקטרוניקה היה שימושי בעיקר לשם הפגנת עושר ומעמד חברתי - ללא שימוש מעשי. התשובה הכלכלית היא שזהב יקר יותר ממים בגלל שהוא נדיר יותר. אם נדמיין מקום שבו מים הם מצרך נדיר לדוגמה אמצע המדבר או על פני מאדים ייתכן כי מחיר המים יהיה גבוה יותר ממחיר הזהב.  

לפי התאוריות הכימייות המודרניות העולם בנוי מיסודות - מימן, חמצן, זרחן, ברזל, זהב וכו'. כל החומרים בעולם מבוססים על יסודות אלה או על תרכובות שמורכבים מהיסודות הבסיסיים - לדוגמה מים הם שילוב של חמצן ומימן. אחת ההשלכות הנובעות מכך היא שנדירות של תרכובות תלויה בין היתר בנדירות של היסודות הבונים את התרכובת. אם יש לנו תרכבות שמכילה יסוד נדיר כלשהו, נניח 30 אחוז זהב, והיתר יסודות נפוצים יותר נניח ברזל - הגורם המגביל את כמות התרכבות הזו יהיה כמות הזהב שנוכל להשיג. ניתן להתייחס לדבר זה כאל ביטוי ל[[חוק החבית של ליביג]]. לפיה הגורם המגביל ליצרית תרכובת מסויימת הוא היסוד המצוי בכמות הנמוכה ביותר.

לפי התאוריות הכימיות המודרניות העולם בנוי מיסודות - מימן, חמצן, זרחן, ברזל, זהב וכו'. כל החומרים בעולם מבוססים על יסודות אלה או על תרכובות שמורכבים מהיסודות הבסיסיים - לדוגמה מים הם שילוב של חמצן ומימן. אחת ההשלכות הנובעות מכך היא שנדירות של תרכובות תלויה בין היתר בנדירות של היסודות הבונים את התרכובת. אם יש לנו תרכובת שמכילה יסוד נדיר כלשהו, נניח 30 אחוז זהב, והיתר יסודות נפוצים יותר נניח ברזל - הגורם המגביל את כמות התרכבות הזו יהיה כמות הזהב שנוכל להשיג. ניתן להתייחס לדבר זה כאל ביטוי ל[[חוק החבית של ליביג]]. לפיה הגורם המגביל ליצרית תרכובת מסויימת הוא היסוד המצוי בכמות הנמוכה ביותר.

נדירות היסודות בכלכלה נתונה תלוי במספר היבטים - היבטים הנוגעים לכלל היקום ולדרך שבה נוצרים היסודות השונים בליבות כוכבים, פיזור היסודות בכוכב הלכת בו שוכנת הכלכלה, קלות היציאה מכוכב לכת זה (במונחים של טכנולוגיה, אנרגיה), כמו גם הנגישות אל ריכוזים גבוהים של יסוד מסויים בקליפת הכוכב. בכלכלה עתידית, שבה אולי יהיו [[מושבות חלל]] וקל להגיע ליסודות שונים כמו זהב באסטרואידים, המגבלות של יסודות שונים על הכלכלה יהיו שונים בחלק מהמובנים (קלות השגה של יסודות) לעומת כלכלה ארצית המוגבלת לכדור הארץ בלבד. ייתכן לדוגמה שמחיר הזהב יצנח עקב קלות השגה שלו באסטואידים.  

נדירות היסודות בכלכלה נתונה תלוי במספר היבטים - היבטים הנוגעים לכלל היקום ולדרך שבה נוצרים היסודות השונים בליבות כוכבים, פיזור היסודות בכוכב הלכת בו שוכנת הכלכלה, קלות היציאה מכוכב לכת זה (במונחים של טכנולוגיה, אנרגיה), כמו גם הנגישות אל ריכוזים גבוהים של יסוד מסויים בקליפת הכוכב. בכלכלה עתידית, שבה אולי יהיו [[מושבות חלל]] וקל להגיע ליסודות שונים כמו זהב באסטרואידים, המגבלות של יסודות שונים על הכלכלה יהיו שונים בחלק מהמובנים (קלות השגה של יסודות) לעומת כלכלה ארצית המוגבלת לכדור הארץ בלבד. ייתכן לדוגמה שמחיר הזהב יצנח עקב קלות השגה שלו באסטרואידים.  

בעתיד הרחוק, ככל שאוכלוסיה אנושית נפוצה יותר במרחב הכוכבי וגדלה האוכלוסיה מתגלות מגבלות חדשות על קלות השגה של יסודות חדשים עקב כך שפיזור היסודות ביקום מציית לחוקים של יצירת היסודות בכוכבי לכת. מימן והליום לעולם יהיו נפוצים יותר (לפחות במיליארדי השנים הקרובות) לעומת יסודות כבדים יותר. יסודות כבדים נוצרים בליבות שמשות יותר ויותר גדולות, עד ליצירת ברזל. מקורם של יסודות כבדים יותר הוא בתהליכים המתרחשים בסופר-נובות - לכן ברזל או פחמן הם הרבה יותר לעומת מתכות כבדות יותר כמו אורניום או עופרת. בעקרון ניתן לעקוף מגבלה זו על ידי היתוך גרעיני אולם דבר זה דורש השקעת אנרגיה גדולה.   

בעתיד הרחוק, ככל שאוכלוסייה אנושית נפוצה יותר במרחב הכוכבי וגדלה האוכלוסייה מתגלות מגבלות חדשות על קלות השגה של יסודות חדשים עקב כך שפיזור היסודות ביקום מציית לחוקים של יצירת היסודות בכוכבי לכת. מימן והליום לעולם יהיו נפוצים יותר (לפחות במיליארדי השנים הקרובות) לעומת יסודות כבדים יותר. יסודות כבדים נוצרים בליבות שמשות יותר ויותר גדולות, עד ליצירת ברזל. מקורם של יסודות כבדים יותר הוא בתהליכים המתרחשים בסופר-נובות - לכן ברזל או פחמן הם הרבה יותר לעומת מתכות כבדות יותר כמו אורניום או עופרת. בעקרון ניתן לעקוף מגבלה זו על ידי היתוך גרעיני אולם דבר זה דורש השקעת אנרגיה גדולה.   

בכלכלה ארצית , אם נניח שהשגת יסודות מחוץ לכדור הארץ היא מסובכת וקשה, קיימות כמה מגבלות על השגה ושימוש ביסודות. חלק מהמגבלות נוגעות לקושי להשיג יסודות כימיים בכמות ובאיכות הרצויה.  

בכלכלה ארצית, אם נניח שהשגת יסודות מחוץ לכדור הארץ היא מסובכת וקשה, קיימות כמה מגבלות על השגה ושימוש ביסודות. חלק מהמגבלות נוגעות לקושי להשיג יסודות כימיים בכמות ובאיכות הרצויה.  

- ריכוז היסודות בקליפת כדור הארץ (בעיקר זו הקרובה לפני השטח) ובביוספרה,

- ריכוז היסודות בקליפת כדור הארץ (בעיקר זו הקרובה לפני השטח) ובביוספרה,

- קיום ריכוז של יסודות או תרכובות בצורה מרוכזת.  

- קיום ריכוז של יסודות או תרכובות בצורה מרוכזת.  

- הקושי לזקק יסודות מתוך תרכובות אחרות.  

- הקושי לזקק יסודות מתוך תרכובות אחרות.  

סוג נוסף מגבלות על שימוש ביסודות נוגע לקושי אנושי להיות בקרבת חלק מהיסודות (עקב רעילות או רדיואקיבטיות), וכן בעיות של הגדלת הריכוז של יסודות שונים בביוספרה, באדמה, במים ובאוויר עקב מגבלות אקולוגיות בריאותיות או ביו-פיזיות. בעיות המכונות  בדרך כלל [[זיהום]]. מגבלות של עודף יסודות או תרכובות בריכוז לא רצוי בסביבות שונות, קיימת גם אם מניחים כי קל להשיג יסודות מהכוכבים אחרים.

סוג נוסף מגבלות על שימוש ביסודות נוגע לקושי אנושי להיות בקרבת חלק מהיסודות (עקב רעילות או רדיואקטיביות), וכן בעיות של הגדלת הריכוז של יסודות שונים בביוספרה, באדמה, במים ובאוויר עקב מגבלות אקולוגיות בריאותיות או ביו-פיזיות. בעיות המכונות  בדרך כלל [[זיהום]]. מגבלות של עודף יסודות או תרכובות בריכוז לא רצוי בסביבות שונות, קיימת גם אם מניחים כי קל להשיג יסודות מהכוכבים אחרים.

היבטים אלה נוגעים בעיקר לטווח הארוך של ייצור וצריכת מוצרים - על הכלכלה האנושית להשיג יסודות ובהמשך גם לדאוג לזרימת היסודות בתוך הכלכלה האנושית, כאשר דבר זה יכול להמצא בקונפלקיט או לא עם זרימת היסודות בטבע.

היבטים אלה נוגעים בעיקר לטווח הארוך של ייצור וצריכת מוצרים - על הכלכלה האנושית להשיג יסודות ובהמשך גם לדאוג לזרימת היסודות בתוך הכלכלה האנושית, כאשר דבר זה יכול להימצא בקונפליקט או לא עם זרימת היסודות בטבע.

==חוק שימור חומר-אנרגיה בכלכלה האנושית==

==חוק שימור חומר-אנרגיה בכלכלה האנושית==

כלכלנים נוטים לא להתייחס לחוקי התרמודניקמיה, וכלכלנים אקולוגיים הצביעו על הצורך לכלול התייחסות אליהם - הן בהקשר של ניתוח מאקרו כלכלי וסוגיות ארוכות טווח- [[מודל זרמים ומאגרים]]. התייחסות אחרת היא להסתכל על היבטים אלה ביחס למפעל בהקשר של מיקרו כלכלה.  

כלכלנים נוטים לא להתייחס לחוקי התרמודינמיקה, וכלכלנים אקולוגיים הצביעו על הצורך לכלול התייחסות אליהם - הן בהקשר של ניתוח מאקרו כלכלי וסוגיות ארוכות טווח- [[מודל זרמים ומאגרים]]. התייחסות אחרת היא להסתכל על היבטים אלה ביחס למפעל בהקשר של מיקרו כלכלה.  

חוק שימור חומר-אנרגיה פרושו שבתקופה נתונה כמות החומר-אנרגיה שנכנסת למפעל מסויים תהיה זהה לכמות החומר-אנרגיה שיוצאת מהמפעל בתוספת כמות החומר-אנרגיה, מתוך הנחה שכמות המלאים שיש במפעל לא משתנה באופן מהותי לניתוח. היות וברוב המפעלים אין המרה של חומר-לאנרגיה ואין גם המרה של יסודות שונים זה לזה, ניתן לגזור מטריצת יסודות שונים שנכנסים ויוצאים מהמפעל - כמות אטומי הכלור, פחמן, ברזל ושאר היסודות שנכנסים אל תוך המפעל בחודש מסויים יהיו זהים לכמות האטומים שיוצאים ממנו. התשומות שנכנסות למפעל הן זרם של תרכובות ושל אנרגיה, בדמות חומרי גלם או מוצרי- ביניים וכן אנרגיה לתפעול המפעל, הזרמים היוצאים מהמפעל מורכבים ממוצרים שיוצאים ממנו, זרמי פסולת וזרם של אנרגיית חום-שיורית.  

חוק שימור חומר-אנרגיה פרושו שבתקופה נתונה כמות החומר-אנרגיה שנכנסת למפעל מסויים תהיה זהה לכמות החומר-אנרגיה שיוצאת מהמפעל בתוספת כמות החומר-אנרגיה, מתוך הנחה שכמות המלאים שיש במפעל לא משתנה באופן מהותי לניתוח. היות וברוב המפעלים אין המרה של חומר-לאנרגיה ואין גם המרה של יסודות שונים זה לזה, ניתן לגזור מטריצת יסודות שונים שנכנסים ויוצאים מהמפעל - כמות אטומי הכלור, פחמן, ברזל ושאר היסודות שנכנסים אל תוך המפעל בחודש מסויים יהיו זהים לכמות האטומים שיוצאים ממנו. התשומות שנכנסות למפעל הן זרם של תרכובות ושל אנרגיה, בדמות חומרי גלם או מוצרי- ביניים וכן אנרגיה לתפעול המפעל, הזרמים היוצאים מהמפעל מורכבים ממוצרים שיוצאים ממנו, זרמי פסולת וזרם של אנרגיית חום-שיורית.  

תאור זה שונה למדי מתאור נאו קלאסי של מפעלים שבו ממהרים להתמקד בשאלות של [[תפוקה שולית פוחתת]]. ניתוח כזה מנסה לתאר את התרומה ואת התגמול הכספי הניתנים ל"הון" (כלומר מכונות, שמרתגם מהר לתגמול ללקיחת הלוואות - ריבית) ולעבודה. לפי [[משוואת קוב-דאגלאס]] - יש רק שני גורמי ייצור - עובדים ומכונות. דבר המתעלם לגמרי מהצורך בחומרי גלם ואנרגיה , כמו גם בצורך באפיקים של שיווק התוצרת והפטרות בטוחה מפסולת או חומרי לוואי של המפעל.  

תיאור זה שונה למדי מתיאור נאו-קלאסי של מפעלים שבו ממהרים להתמקד בשאלות של [[תפוקה שולית פוחתת]]. ניתוח כזה מנסה לתאר את התרומה ואת התגמול הכספי הניתנים ל"הון" (כלומר מכונות, שמתרגם מהר לתגמול ללקיחת הלוואות - ריבית) ולעבודה. לפי [[משוואת קוב-דאגלאס]] - יש רק שני גורמי ייצור - עובדים ומכונות. דבר המתעלם לגמרי מהצורך בחומרי גלם ואנרגיה, כמו גם בצורך באפיקים של שיווק התוצרת והיפטרות בטוחה מפסולת או חומרי לוואי של המפעל.  

 

 

==ראו גם==

==ראו גם==