Mức EROI Tối Thiểu Mà Một Xã Hội Bền Vững Cần Có Là Gì?
Tóm tắt
Sản xuất kinh tế và, nói chung, hầu hết các xã hội toàn cầu, phụ thuộc chủ yếu vào nguồn cung cấp nhiên liệu hóa thạch đang bị cạn kiệt. Có nhiều lo ngại trong số các nhà khoa học tài nguyên, nếu không nói là phần lớn các nhà kinh tế, về việc liệu các tín hiệu thị trường hoặc phân tích chi phí - lợi ích dựa trên giá cả ngày nay có đủ để hướng dẫn các quyết định của chúng ta về tương lai năng lượng hay không. Những hoài nghi và mối lo ngại này đã gia tăng trong suốt sự gia tăng giá dầu từ năm 2005 đến 2008 và sự sụp đổ của thị trường vào năm 2008 sau đó, nhưng có thể liên quan. Chúng tôi tin rằng phân tích Tỷ suất Lợi nhuận Năng lượng (EROI) cung cấp một cách tiếp cận hữu ích để xem xét những ưu điểm và bất lợi của các loại nhiên liệu khác nhau và cũng mở ra khả năng nhìn vào tương lai bằng những cách mà thị trường dường như không thể thực hiện. Mục tiêu của bài báo này là xem xét việc áp dụng lý thuyết EROI vào cả lĩnh vực tự nhiên và kinh tế, và đánh giá sơ bộ mức EROI tối thiểu mà một xã hội phải đạt được từ việc khai thác năng lượng để hỗ trợ các hoạt động kinh tế và chức năng xã hội liên tục. Trong quá trình này, chúng tôi tính toán một cách tiếp cận căn bản đầu tiên về mức EROI tối thiểu cho xã hội hiện tại và một số hậu quả khi mà mức tối thiểu đó đang được tiếp cận. Lý thuyết về mức EROI tối thiểu được thảo luận ở đây, mô tả ý tưởng gần như hiển nhiên nhưng vẫn rất quan trọng rằng để bất kỳ sinh thể hoặc hệ thống nào tồn tại hoặc phát triển, nó phải nhận được nhiều năng lượng hơn là năng lượng mà nó sử dụng để thu được năng lượng đó, có thể đặc biệt quan trọng. Do đó, bất kỳ sinh thể hoặc hệ thống cụ thể nào cũng phải tuân theo một "Định luật về EROI Tối thiểu", mà chúng tôi tính toán cho cả dầu và ethanol từ ngô là khoảng 3:1 tại điểm khai thác/đầu vào nông trại. Vì phần lớn các loại nhiên liệu sinh học đều có EROI nhỏ hơn 3:1 nên chúng phải được trợ cấp bởi nhiên liệu hóa thạch để có thể hữu ích.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Energy Information Administration (EIA) 2008.
Hall, 1972, Migration and Metabolism in a Temperate Stream Ecosystem, Ecology, 53, 585, 10.2307/1934773
Hall, 1981, Petroleum Drilling and Production in the U.S.: Yield Per Effort and Net Energy Analysis, Science, 211, 576, 10.1126/science.211.4482.576
Cleveland, 1984, Energy and the U.S. Economy: A Biophysical Perspective, Science, 225, 890, 10.1126/science.225.4665.890
Hall, C.A.S., Cleveland, C.J., and Kaufmann, R. (1986). Energy and resource quality: the ecology of the economic process, Wiley.
Pimentel, D. (2008). Renewable Energy Systems: Environmental and Energetic Issues, Elsevier.
Cleveland, C.J. Energy Return on Investment (EROI). Encyclopedia of the Earth. http://www.eoearth.org/article/Energy_return_on_investment_(EROI).
Farrell, 2006, Ethanol Can Contribute to Energy and Environmental Goals, Science, 311, 506, 10.1126/science.1121416
Pimentel, 2005, Ethanol Production: Energy and Economic Issues Related to U.S. and Brazilian Sugarcane, Nat. Resour. Res., 14, 65, 10.1007/s11053-005-4679-8
Thomas, 2001, Energetic and Fitness Costs of Mismatching Resource Supply and Demand in Seasonally Breeding Birds, Science, 291, 2598, 10.1126/science.1057487
Li, 1977, Approaches to the analysis of energetic cost of intraspecific competition for space by rainbow trout (Salmo gairdneri), J. Fish Biol., 11, 329, 10.1111/j.1095-8649.1977.tb04126.x
Curzon, 1975, Efficiency of a Carnot Engine at Maximum Power Output, Am. J. Phys., 43, 22, 10.1119/1.10023
Vayda, A.P. (1969). Environment and cultural behavior; ecological studies in cultural anthropology, Published for American Museum of Natural History [by] Natural History Press.
Rappaport, R.A. (1968). Pigs for the ancestors; ritual in the ecology of a New Guinea people, Yale University Press.
Diamond, J.M. (1998). Guns, germs, and steel: the fates of human societies, W.W. Norton & Co.
Perlin, J. (1989). A forest journey: the role of wood in the development of civilization, W.W. Norton.
Ponting, C. (1992). A green history of the world: the environment and the collapse of great civilizations, St. Martin's Press.
Smil, V. (1994). Energy in world history, Westview Press.
Tainter, J.A. (1988). The collapse of complex societies, Cambridge University Press.
Adelman, 1997, Fixed view of resource limits creates undue pessimism, Oil Gas J., 95, 56
Cleveland, 2005, Net energy from oil and gas extraction in the United States, 1954-1997, Energy, 30, 769, 10.1016/j.energy.2004.05.023
Tsoskounoglou, 2008, The End of Cheap Oil: Current Status and Prospects, Energy Policy, 36, 3797, 10.1016/j.enpol.2008.05.011
Bullard, C.W., Hannon, B., and Herendeen, R.A. (1975). Energy Flow through the US Economy, University of Illinois Press.
Costanza, 1980, Embodied Energy and Economic Valuation, Science, 210, 1219, 10.1126/science.210.4475.1219
Hall, C.A.S., Hall, C.A.S., Perez, C.L., and Leclerc, G. (2000). Quantifying sustainable development: the future of tropical economies, Academic Press.
International Energy Agency (IEA) 2008.
Szklo, 2007, Fuel specification, energy consumption and CO2 emission in oil refineries, Energy, 32, 1075, 10.1016/j.energy.2006.08.008
Mudge, R.R., Kulash, D.J., and Bodde, D.L. (1982). Energy Use in Freight Transportation.