Moderne duurzaamheidspraktijken moedigen vaak hulpbronnen- en energie-efficiëntie aan in verschillende sectoren, zoals voedselproductie of biobrandstoffen, maar deze silobenadering zou in feite kunnen leiden tot aanhoudend milieuverval, volgens een recent commentaar van onderzoekers van het University of Georgia College of Engineering.

Door nieuwe technologie te gebruiken om de efficiëntie te verbeteren, vooral, kan dit milieuverval versnellen door meer producten tegen lagere prijzen te maken. De materialen en energie die worden "bespaard" worden niet echt bewaard, maar omgeleid naar andere toepassingen, schreven de auteurs in een paper dat onlangs is gepubliceerd in Natuur Duurzaamheid .

"Duurzaamheid vereist dat mensen ervoor kiezen om minder te doen met minder, " zei hoofdauteur John Schramski, een universitair hoofddocent aan het College of Engineering. Schramski en collega's werden uitgenodigd om het commentaar voor het tijdschrift te schrijven.

"We proberen materialen zoals stikstof of water in evenwicht te brengen, die technisch hernieuwbaar zijn, maar het overwicht van energie is niet, "zei hij. "Als de energie eenmaal is verbrand, het is weg. We krijgen nooit biomassa of fossiele brandstoffen terug."

Schramski, Brock Woodson van het College of Engineering en James Brown van de Universiteit van New Mexico hebben de problemen onderzocht die verband houden met energiebalans in ecosystemen en industrieën en hoe het energieverbruik door de beschaving omhoog blijft schieten.

Gebruik makend van de premisse dat energie het "vermogen is om verandering te veroorzaken, " de auteurs merken op dat het energieverbruik de afgelopen 70 jaar aanzienlijk is toegenomen, en het blijft groeien. Eigenlijk, een exponentieel stijgende energieafvoer zorgt voor een exponentieel stijgende milieuverandering.

"Een reden waarom we de ernst van deze omstandigheden niet begrijpen, is dat maar weinigen het fundamentele concept van energie echt begrijpen, schreven ze in het commentaar. Energiewetenschap richt zich op kwaliteit, hoeveelheid en bron, toch blijft elk energieverbruik van welke aard dan ook het milieu veranderen, of het nu gaat om hernieuwbare of niet-hernieuwbare brandstoffen.

"Als de typische duurzaamheidswetenschap zegt dat een nieuw proces is ontworpen met 20% minder brandstof, het enige dat echt doet, is die middelen beschikbaar stellen voor iemand anders, ' zei Schramski.

In werkelijkheid, het verminderen van het verbruik van bosbronnen, bijvoorbeeld, betekent niet dat het bos nooit meer zal worden gebruikt. In plaats daarvan, het bos zal worden uitgesteld voor een ander gebruik op een later tijdstip, hij zei. uiteindelijk, in een gesloten systeem, geen enkel mechanisch of milieusysteem kan dit soort exponentieel stijgende activiteit voor onbepaalde tijd weerstaan.

"Alles wat we doen kost energie, en we hebben er geen oneindige voorraad van, Woodson zei. "We weten dit uit ons dagelijks leven, wanneer we hongerig wakker worden en onze persoonlijke brandstofreserves op zijn."

Zelfs al in het midden van de 19e eeuw, De Engelse econoom William Stanley Jevons toonde aan dat een verbetering van de efficiëntie in technisch ontwerp vaak leidt tot meer energie- en hulpbronnenverbruik in plaats van een afname. Dankzij innovaties kan technologie winstgevender zijn, en lagere prijzen leiden tot een grotere vraag, evenals een snellere uitputting van hulpbronnen.

"Wetenschappers zoeken naar betere manieren om de relatie tussen technologie en energie te verklaren, " Zei Schramski. "De energiebehoeften van de technologie zijn een dwingende functie op het milieu."

In de krant, de auteurs wezen op voedselsystemen, vlees en biobrandstoffen als voorbeelden van de "complexe en soms contra-intuïtieve" uitdagingen die in het verschiet liggen voor duurzaamheidsinitiatieven. Voedselproductie, bijvoorbeeld, is in de loop van de tijd steeds complexer geworden. Samenlevingen van jager-verzamelaars gebruikten een kleine hoeveelheid biomassa van de aarde om in hun biologische behoeften te voorzien. die vorderde naarmate agrarische en industriële samenlevingen meer processen gebruikten om voedsel te verkrijgen en te distribueren.

"De meeste mensen realiseren zich tegenwoordig niet hoeveel energie er in het voedselsysteem gaat. Het is een bewustzijnskwestie, en als mensen meer leren, ze kunnen betere keuzes maken, Woodson zei. "Hoewel dit niet binnen één generatie zal stoppen, we kunnen beginnen om deze discussie onderdeel te maken van onze culturele besluitvorming."

In de hedendaagse beschaving, ongeveer 15% -30% van al het energieverbruik wordt gebruikt voor het wereldwijde voedselsysteem voor machines, meststoffen, pesticiden, Irrigatie systemen, oogsten, vervoer, opslag, marketing en voorbereiding. Dit omvat kleinere tuinen en weiden via industriële landbouw en zeevisserij, schreven de auteurs.

Mensen hebben er ongeveer 2 nodig, 000-2, 400 calorieën per dag. Om aan deze behoefte te voldoen, op basis van gegevens uit 2013, berekenden de auteurs, een wereldbevolking met 7 miljard mensen oogst ongeveer vier keer de plantaardige energie die nodig is voor elke stroomafwaartse eenheid voedselenergie op de eettafel. Vlees levert de grootste bijdrage aan deze inefficiëntie en vereist ongeveer 60% van deze geoogste plantaardige energieën om slechts 20% van de uiteindelijke verbruikte calorieën te produceren.

Berekeningen van biobrandstoffen laten een vergelijkbaar resultaat zien. Het dubbele van de plantenergie wordt geoogst voor elke stroomafwaartse eenheid van ethanol- en biodieselenergie, schreven de auteurs. Ironisch, de auteurs wijzen erop dat gelijke hoeveelheden fossiele brandstoffen worden gebruikt om vloeibare biobrandstoffen uit planten te distilleren, en vloeibare biobrandstoffen vertegenwoordigen slechts ongeveer 2,6% van de aardolie die wordt gebruikt voor het wereldwijde transport. "Dit zijn belachelijk inefficiënte getallen, ' zei Schramski.

"Van dit perspectief, het verminderen van het verbruik van vlees en vloeibare biobrandstoffen biedt een opmerkelijk duidelijke verbetering, " schreven de auteurs. "Het is duidelijk, erkennen we de enorme omvang van de sociaaleconomische, gedrags- en voedingscomplexiteit en uitdagingen in verband met deze paden voorwaarts."

Echter, een duurzame toekomst zonder substantiële vermindering van het energieverbruik is niet mogelijk, voegden ze eraan toe. Wanneer Schramski dit soort gegevens openbaar presenteert, hij laat 's nachts vaak beelden van de aarde vanuit de ruimte zien, waar de lichten fel gloeien in de grote steden.

"De realiteit is dat die lichten een gecontroleerde explosie zijn, ' zegt hij vaak tegen het publiek. 'De planeet smeulend.'

De huidige verwoestende pandemie van het coronavirus biedt op korte termijn een glimp van wat mogelijk is. Met honderden landen over de hele wereld die zijn opgesloten onder bevel ter plaatse, mensen blijven thuis, reizen te beperken en bewuster om te gaan met hun hulpbronnen.

"We kunnen dit niveau niet bijhouden, maar met enkele kleine aanpassingen aan onze levensstijl, we kunnen aanzienlijk besparen op het energieverbruik, Woodson zei. "Zelfs werknemers toestaan ​​om één of twee dagen per week thuis te werken, kan een impact hebben. We zullen zien wat er gebeurt als de economie weer aantrekt."