top of page
Search
  • Writer's pictureJean-Rémi Chareyre

Endurkastsáhrifin: þegar ofurneyslan tekur fram úr tækniframförum


Í bókinni Í gegnum spegilinn eftir Lewis Carroll (framhald af Lísu í Undralandi) segir frá því að rauða drottningin tekur í hönd Lísu og hleypur af stað með henni. En því meira sem þær hlaupa, því minna hreyfist landslagið í kringum þær. Drottningin útskýrir þá fyrir Lísu að það er nauðsynlegt að hlaupa stanslaust vilji maður standa í stað.

Þetta er góð myndlíking fyrir það sem hefur gerst í samfélagi manna frá upphafi iðnaðarbyltingarinnar, eða síðan við hófum að nýta jarðefnaeldsneyti. Tækniframfarir hafa gert það að verkum að skilvirkni véla og tækja eykst sífellt, en þessi aukna skilvirkni leiðir ekki til minni orkunotkunar því eftirspurnin eftir vélunum og þeim lífsgæðum sem þær skaffa okkur eykst sífellt.


Þessi þversögn er ein af helstu ástæðum fyrir því að hingað til hefur okkur mistekist hrapalega að draga úr losun gróðurhúsalofttegunda. Stjórnvöld vilja helst auðveldar lausnir sem styggja engan, og tæknilausnir eru einmitt fullkomnar að því leyti: með því að fjárfesta í tækniframfarir vonumst við til þess að geta leyst vandann án þess að breyta neinu í okkar daglegu lífi. „Tæknimennirnir‟ munu „græja þetta‟ fyrir okkur. Nema hvað, síðustu 200 árin eru saga endalausrar tækniframfara sem hafa eingöngu orðið til þess að auka losun gróðurhúsaslofttegunda.




Í upphafi skapaði Guð... gufuvélina!


Hér er ekkert verið að finna upp hjólið. Það var breski hagfræðingurinn William Stanley Jevons sem lýsti fyrstur manna þessa þversögn í bók sinni The Coal Question (1865). Bretar voru þá farnir að vinna kol í sífellt meira mæli en ýmsir spekingar höfðu áhyggjur af því að kolabirgðir í landinu færu dvínandi vegna ofnýtingar. Sumir töldu þó að tækniframfarir myndu leiða til þess að eftirspurn eftir kolum drægist saman.

William Stanley Jevons 1835-1882

Jevons tók hins vegar eftir því að kolanotkun jókst töluvert eftir tilkomu Watt-gufuvélarinnar (nefnd eftir verkfræðinginn James Watt) þrátt fyrir að sú vél hafi reynst mun eyðsluminni en fyrri kynslóðir gufuvéla. Uppfinning Watts leiddi til þess að gufuvélin varð ódýrari í rekstri (sparneytnari), sem leiddi svo til þess að notkun hennar var innleidd í fleiri iðnaðargreinar.


Upphaflega hafði gufuvélin það hlutverk að dæla vatn upp úr kolanámum svo að námumenn kæmust í meiri kol (kaldhæðni örlaganna), en eftir því sem hún varð betri og sparneytnari áttu fleiri efni á henni þannig að eftirspurn eftir kolum jókst. „Það er misskilningur að aukin skilvirkni í eldsneytisnotkun leiði til minni eyðslu. Sannleikurinn er hið gagnstæða,‟ ályktaði Jevons í bók sinni. Hann reyndist sannspár: tækniframfarir urðu aldrei til þess að draga úr eftirspurn eftir kolum. Kolavinnsla í Bretlandi hófst í kringum 1750, náði hámarki árið 1913 og hóf að rýrna eftir það sökum ofnýtingar. Það tók Bretum aðeins 250 ár að klára nær allar kolabirgðir landsins, en árið 2000 var framleiðslan komin niður í 10% af því sem hún hafði verið þegar mest lét.


Kolaframleiðsla í Bretlandi frá 1700. Heimild: Our World in Data

Hér eftir verða nokkur skemmtileg og lýsandi dæmi um endurkastsáhrif tekin fyrir

og að lokum verður reynt að draga lærdóm af sögunni þegar kemur að aðgerðum gegn loftslagsbreytingum. Með þessu getum við vonandi komið í veg fyrir að kaldhæðnisleg spá heimspekingsins rætist:

„Það eina sem við getum lært af sögunni er að við lærum aldrei af sögunni...‟



1- Vélvæðing leiðir ekki alltaf til minna vinnuálags


Eitt elsta og um leið sorglegasta dæmi um endurkastsáhrif er uppfinning sem átti eftir að umbylta bómullariðnaðinn í suðurríkjum Bandaríkjanna á 18. öld. Bómullarfræskiljan (e. cotton gin) var hönnuð af Eli Whitney árið 1793. Eins og nafnið gefur að skilja var hlutverk hennar að skilja fræin frá bómullinni en fram að þessu hafði sú vinna verið unnin með höndunum og þess vegna verið afskaplega tímafrek iðja.


Bómullarfræskiljan í allri sinni dýrð.

Bómullarskiljan varð til þess að framleiðni í bómullarframleiðslu jókst gríðarlega á 18. öld og að bómullarræktun varð að afskaplega ábatasamri iðju. Framleiðslan jókst úr 750.000 bölum árið 1830 upp í 2,85 milljónir bala árið 1850. Aukin eftirspurn skapaði þörf fyrir aukið vinnuafl, en þar sem það voru fyrst og fremst þrælar sem unnu við ræktunina jókst fjöldi þræla úr 700.000 árið 1790 upp í 3,2 milljónir árið 1850.



2- Sparneytnari bílar = stærri og fleiri bílar


Bíllinn er nokkuð þekkt dæmi um endurkastsáhrif. Bíllinn á myndinni hér að neðan var einn af fyrstu fjöldaframleiddum bílum sem varð vinsæll hjá almúganum í Frakklandi. Hann fór fyrst í framleiðslu árið 1948, vó aðeins 500 kg og vélin í honum var aðeins 9 hesthöfl (hámarkshraði 65 km/kl). Eyðlan var um það bil 5 lítrar á hundraðið.


Citroën 2CV á bílasýningu í París árið 1948. Við hönnun bílsins skipaði forstjóri Citroën verkfræðingunum sínum: „Ég vil að menn geti keyrt með körfu fulla af eggjum í gegnum nýplægðan akur án þess að eggin brotni!”

Á síðustu sjötíu árum hefur skilvirkni bensínvélarinnar stórbatnað og bílaframleiðendur geta hannað mun sparneytnari vélar. Eyðsla meðalbílssins í dag er hins vegar heldur meiri en hjá þessum frumstæða eintaki, þar sem vélarnar hafa stækkað töluvert svo að við komumst hraðar (jafnvel miklu hraðar en hámarkshraðinn gerir ráð fyrir), bílarnir hafa þyngst svo að þeir verði öruggari (ef við skyldum lenda í árekstri vegna hraðaksturs), og síðast en ekki síst hefur bílum fjölgað stjarnfræðilega. Meðalstór bíll í dag vegur gjarnan 1,5 tonn (3x meira en Citroën 2cv), er með vélarafl upp á 120 hestöfl (12x meira en 2cv) og eyðir gjarnan 6-7 lítrar á hundraðið.

Á þessu línuriti úr skýrslu Vegagerðarinnar má sjá þróun bílaeignar á Íslandi síðustu hundrað árin. Fjöldi bíla hefur um það bil tífaldast síðan Citroën 2cv sló fyrst í gegn í Frakklandi árið 1948, en þá voru aðeins til um 25.000 bílar á Íslandi...


Tækniframfarir í bílaframleiðslu hafa sem sagt ekki dregið úr eftirspurn eftir olíu, heldur þvert á móti. En hvað með rafvæðingu bílaflotans?

Rafbílar þurfa víst enga olíu (þó það þurfi ryndar olía til að framleiða þá), en endurkastsáhrifin geta líka verið óbein: lægri rekstrarkostnaður rafbílsins verður til þess að kaupmáttur eigandans eykst, og ef þessi aukni kaupmáttur fer til dæmis í auka utanlandsferðir, þá er heildarávinningurinn í olíunotkun enginn eða jafnvel neikvæður. Sé ekkert að gert til að koma í veg fyrir endurkastsáhrifum er hætta á að rafbílavæðingin verði til einskis, en flugferð fyrir tvo til Tenerife veldur jafn mikla losun og meðalstór bensínbíll gerir á heilu ári, en kostar miklu minna. Meira að segja bílasölumenn hafa skilið þversögn Jevons:


Mynd: Harpa Stefánsdóttir

Sumir binda nú vonir við enn eina tækninýjungin: sjálfkeyrandi bílar. Nýleg rannsókn hjá MIT (Massachussets Institute of Technology) áætlar hins vegar að orkuþörf vegna sjálfkeyrandi bíla gæti orðið gríðarleg vegna þess hvað þeir þurfa öflugan tölvubúnað, ekki síst í gagnaverum, en slík tækni gæti leitt til enn meiri losunar gróðurhúsalofttegunda:




3- Betri flugvélar, fleiri flugvélar


Hér verður ekki farið út í smáatriði í sögu flugvélarinnar en látum duga að nefna að farþegaþotur hafa orðið sífellt betri og sparneytnari síðustu 50 árin. Góðar fréttir fyrir loftslagið, gæti maður haldið. Því miður ekki, því lægri kostnaður hefur gert það að verkum að flugferðalög hafa orðið mun útbreiðari og tíðari. Á sama tíma og meðaleyðsla á farþega hefur dregist saman um 50% hefur losun frá flugsamgöngum aukist um 400% síðan 1972.


Nýtni farþegaþotna og losun frá flugiðnaði. Svarta línan sýnin orkuþörf per farþegakílometer (ASK=Available Seat Kilometer) en punktalínan sýnir heildarlosun frá flugsamgögnum. Heimild: Paul Peeters et al. Are technology myths stalling aviation climate policy?



4- Betri tölvur, fleiri tölvur




Hér að ofan er mynd af ENIAC, ein af fyrstu tölvum mannkynssögunnar. Hún var hönnuð og smíðuð fyrir bandaríska herinn árið 1945 og var 30 metrar á lengd, 27 tonn á þyngd og þurfti 150 kW af rafafli (sem samsvarar orkuþörf 3000 nútímafartölva). Hún var heldur ekki fyrir hvern sem er enda var verðmiðinn yfir 6 milljónir dollara (870 milljónir íslenskra króna).


Tækniframfarir í tölvubúnaði hafa augljóslega verið gríðarlegar síðan þá, en hefur það skilað sér í minni orkuþörf eða minni hráefnaþörf? Bandaríski herinn var um það bil sá eini sem hafði efni á tölvu árið 1945, en nú erum við 8 milljarðar jarðarbúa og nánast allir eiga efni á tölvu, margir meira að segja á mörgum tölvum. Borðtölvur, fartölvur, spjaldtölvur, snjallsímar, bílatölvur, og nú keppast framleiðendur við að koma tölvur fyrir í sífellt fleiri vörur: snjallúr, snjallperur, snjallísskápar og snjallþvottavélar eru nokkur dæmi um slíkt.


Snjallklósett fást nú með led-ljósi, internet-tengingu, snertiskjá og forstillanlegum hreinsunarbúnaði. Þegar tölvurnar eru komnar í klósettin okkar má velta fyrir sér hvort botninum sé ekki náð...

Vefsíðan worldometer.info heldur utan um ýmsa tölfræði í rauntíma, m.a. framleiðslu á tölvum og farsímum. Árið 2015 voru 2 milljarðar PC-tölvur í notkun í heiminum en sú tala tvöfaldaðist á aðeins sjö árum. Það sem af er dagsins (klukkan er 10 að morgni) hafa yfir 3.000.000 farsímar verið seldir í heiminum, en að meðaltali eru framleiddir 4 milljónir farsíma á dag. Þar sem hráefnisþörf hvers símans er um það bil 130g þýðir það hráefnisnotkun upp á 520 tonn á dag eða ein ENIAC-tölva á klukkutímafresti, og þá eru öll önnur tölvutæki ótalin. Dæmigerður snjallsími inniheldur allt að 62 mismunandi málmategundir en því miður er aðeins lítill hluti af þessum málmum endurunninn þar sem þeir finnast í svo litlu magni í hverjum síma fyrir sig að það svarar ekki kostnaði að kaupa vinnuafl til að taka símann í sundur og flokka hráefnið eftir tegundum (virði hráefnisins í hverjum síma er aðeins um 1 dollari).





5- 5G og stafræna byltingin


Stafræni iðnaðurinn er líklega sá iðnaður þar sem tækniframfarir hafa verið hvað hraðastar. Tölvur eru sífellt öflugri, hraðvirkari og léttari og upplýsingaflæðið hefur margfaldast, nú síðast með innleiðingu 5G tækninnar. Því miður hefur sú bylting ekki verið undanþegin Jevons-þversögninni. Þvert á móti er stafræni iðnaðurinn einmitt sá iðnaður þar sem mesta aukningin í losun Co2 er að eiga sér stað. Orkunotkun hans hefur verið að vaxa um 9% á ári að meðaltali og losunin eftir því.

Okkur hættir til að líta svo á að stafræni heimurinn sé einhvers konar óefnislegur hliðarveruleiki sem engin áhrif hefur á hinn efnislega heim (upplýsingaflæðið er víst ósýnilegt). Reyndin er hins vegar sú að öll umbreyting kallar á orkuöflun, þar á meðal miðlun upplýsinga. Til þess að miðlunin fari fram þarf bæði innviðir og tæki, sem kalla á bæði hráefnis- og orkuöflun. Orkunotkunin skiptist í tvo flokka: annars vegar orkuþörf vegna framleiðslu á tækjum (tölvur, símar, sjónvörp og fleira) og hins vegar vegna notkunar þessara tækja (raforkuframleiðsla, gagnaver, tengivirki og sendibúnaður).



Þar sem tækjunum hefur fjölgað mjög hratt og nethraði og -umferð aukist samtímis hefur orkuþörfin aukist á ógnarhraða en kolefnisspor iðnaðarins samsvarar nú þegar um 4% af heildarlosun gróðurhúsalofttegunda í heiminum, sem er jafn mikið og losun frá öllum vörubílaflota heimsins eða frá flugsamgöngum. Iðnaðurinn gleypir nú um 10% af allri raforkuframleiðslu heimsins og miðað við sömu þróun á komandi árum gæti hlutfallið hækkað í 21% árið 2030.



Því miður virðumst við líta svo á að tækninýjungar geti ekki leitt til annars en félagslegra framfara og því er lítið um gagnrýna hugsun þegar kemur að því að ræða kosti og galla þeirra. „Innleiða fyrst og hugsa svo‟ virðist vera mottóið. Síðar kemur í ljós að gallarnir voru kannski fleiri en við bjuggumst við, hvort sem þeir eru af félagslegum eða umhverfislegum toga. Eini tilgangur stafræna iðnaðarins í dag virðist vera: alltaf meira, alltaf hraðar!

En er meira alltaf betra? 80% af upplýsingaflæðinu á netinu í dag er myndbandsefni, þar af 1/4 klám, 1/4 beint streymi, 1/4 streymisveitur (YouTube, Netflix og fl.) og 1/4 ýmislegt annað. Rafmyntaiðnaðurinn einn og sér gleypir allt að 1% af allri raforkuframleiðslu heimsins. Er allt þetta virkilega lífsnauðsynlegt?



Lærdómurinn


Hér voru tekin nokkur dæmi um endurkastsáhrif en þau er hægt að finna alls staðar: í fataframleiðslu, lýsingu, samgöngum, byggingariðnaði, vinnslu endurnýjanlegra orkugjafa eða hvar sem er annars staðar.

En hvað getum við lært af þversögn Jevons? Að tækninýjundar sé skaðlegar og því best að koma í veg fyrir þær?

Nei, tækninýjungar eru hvorki gagnlegar né skaðlegar í eðli sínu, allt veltur á því í hvaða tilgangi við notum þær, en hingað til höfum notað þær til að auka framleiðslu á kostnað alls annars. Þversögn Jevons segir okkur að tækninýjungar leiða ekki sjálfkrafa til félagslegra eða umhverfislegra framfara. Hvað loftslagsbreytingum varðar munu tækniframfarir aðeins leiða til samdráttar í losun undir ákveðnum skilyrðum. Þessi skilyrði eru einkum tvö:

  1. Að við séum meðvituð um hugsanleg endurkastsáhrif og smíðum aðgerðaráætlanir sem geta komið í veg fyrir slík áhrif.

  2. Að við beinum tækninýjungunum í þá átt sem leiðir til minni losunar, frekar en í þá átt sem leiðir til mesta skammtímagróða (vindmyllur sem knýja áfram rafmyntagröft eru skólabókardæmi um gagnslausa og jafnvel skaðlega nýtingu á tækninýjungum).

Og nú koma góðu fréttirnar: við Íslendingar kunnum þetta nú þegar og höfum gert þetta á einu sviði nú þegar, við góðan árangur. Hér á ég við fiskveiðistjórnunarkerfið. Á síðustu 40 árum hafa orðið miklar tækniframfarir í íslenskum sjávarútvegi. Miðað við óheft kerfi hefðu þessar tækniframfarir leitt til sífellt meiri ásóknar í auðlindina okkar þannig að varla væri fiskur eftir í sjónum í dag. Með því að setja okkur mörk (reglur um hámarksafla) tókst okkur hins vegar að taka þversögn Jevons úr sambandi og beina tæknina í átt að betri nýtingu auðlindarinnar frekar en í átt að sífelld meiri framleiðslu.

Meira er ekki alltaf betra, nægjusemi er dyggð. Jevons var nefnilega ágætis heimspekingur þótt hann gæfi sig út fyrir að vera hagfræðingur...



Þessi bifreiðaeigandi virðist líka vera á því að meira er ekki alltaf betra. „Frá 0 upp í 100 á 15 mínútum, en með glæsibrag!‟ stendur á afturrúðunni.



Heimildir:






84 views0 comments
Post: Blog2_Post
bottom of page