În două articole, Timothy J. Garrett tratează civilizaţia umană ca pe un sistem termodinamic care transformă energia înconjurătoare într-o ordine locală superioară (fie că se manifestă prin creşterea populaţiei sau creştere economică) simultan transferând căldură mediului şi producând reziduuri. Ideea nu e aşa nouă, dar economiştii o neglijează.
Modelul matematic nu depăşeşte nivelul liceului, aproape oricine îl poate studia. Averea mondială estimată în termeni financiari este direct legată de consumul mondial de energie. Creşterea economică conduce la creşterea interfeţei civilizaţiei cu mediul, aceasta fiind capabilă să colecteze şi mai multă energie din mediul înconjurător. Are loc o buclă cu feedback pozitiv. Simultan, o parte tot mai mare a energiei este dedicată menţinerii civilizaţiei (proporţională cu dimensiunea acesteia), menţinerea infrastructurii existente este un exemplu. Modelarea este similară cu cea a relaţiei cu mediu a unnui organism, are loc creşterea până când întreaga energie colectată din exterior este consumată pentru menţinerea funcţionarii, se ajunge la echilibru dacă există resursele energetice necesare.
Legătura cu economia exprimată în termeni financiari este dată de rata consumul energetic necesar pentru a obţine 1 dolar 1990 (sunt făcute ajustările cu inflaţia) şi anume, 9.7 mW pentru 1 dolar 1990. În această ecuaţie intră şi eficienţa energetică, eficienţă care creşte în timp şi se manifestă prin creşterea populaţiei, creşterea standardului de viaţă, etc. Dar, aşa cum ne spune Paradoxul lui Jevons, creşterea eficienţei energetice nu conduce la scăderea consumului aşa cum se speră, dimpotrivă.
Un articol care demonstrează acest fenomen este cel care studiază eficienţa energetică a iluminatului în Marea Britanie pe o perioadă de timp de 700 de ani. În cei 700 de ani, eficienţa energetică a iluminatului a crescut de 1000 de ori, numărul de lumeni oră per capita consumaţi a crescut de 6500 de ori, o creştere a consumului de energie de 6,5 ori.
Creşterea economică este dependentă de consumul energetic, conducând, prin arderea combustibililor fosili, la emiterea de dioxid de carbon în atmosferă. De la un nivel de 275 ppm (părţi per milion) în epoca preidustrială s-a ajuns la 315 ppm în 1960, nivelul actual fiind de 395 ppm. Trebuie precizat că între anii 1000 şi 1800 variaţia a fost de 7 ppm. Se considerată că 350 ppm este limita de siguranţă, limită deja depăşită. Efectele creşterii peste această limită nu sunt cunoscute, echilibrul întregului sistem fiind pus în pericol. Nivelul de 450 ppm este considerat periculos.
Modelul lui Garret ia în considerare rata actuală naturală de eliminare a dioxidului de carbon din atmosferă şi modelează coerent atât creşterea economică cât şi emisiile de dioxid de carbon.
Un alt fenomen, deja existent, este efectul fenomenelor naturale asupra civilizaţiei, chiar în lipsa unor modificări climatice. Extinderea civilizaţiei face ca fenomenele naturale să producă o creştere a ratei de energie consumată pentru menţinerea acesteia. Erupţia vulcanul islandez, uraganul Sandy au creat efecte economice negative majore faţă de exact aceleaşi fenomene întâmplate acum 500 de ani. Şi acesta este inclus în model.
Luând în considerare toţi aceşti factori şi rulând diferite scenarii privind eliminarea combustibililor fosili autorul ajunge la următoarele concluzii. Fie economia colapsează rapid şi scădem consumul de combustibili fosili reuşind să rămânem sub 450 ppm, fie, în cazul unei creşteri economice de 2,2%, ajungem în 2100 la 1100 ppm şi un consum energetic anual de 126 TW de la cei 16 TW actuali, o situaţie evident imposibilă, un asemenea nivel al concentraţiei de CO2 conducând prin efectele avute la colapsul economic.
Trebuie spus că articolele sunt ştiinţifice, publicate în reviste onorabile. O asemenea modelare pune economiştii în faţa realităţii fizice, lucru prea rar în zilele noastre.
Garrett, T. J., 2012: No way out? The double-bind in seeking global prosperity alongside mitigated climate change, Earth System Dynamics 3, 1-17, doi:10.5194/esd-3-1-2012
Garrett, T. J., 2011 Are there basic physical constraints on future anthropogenic emissions of carbon dioxide? Climatic Change, 104, 437-455, doi:10.1007/s10584-009-9717-9
Roger Fouquet, J.G. Pearson "Seven Centuries of Energy Services: The Price and Use of Light in the United Kingdom (1300-2000)" The Energy Journal, Vol. 27, No. 1
