КАК ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ПОТЕРЯЛА АКТУАЛЬНОСТЬ

Эта идеологическая слепая зона обнаруживается почти у каждого базового допущения классической и неоклассической экономической теории. Пожалуй, ни одно другой понятие не ценится среди экономистов так высоко, как понятие производительности. Они определяют производительность как объем производства на единицу использованных ресурсов. За выполнение поставленной задачи предельно быстро устанавливается надбавка. Однако более адекватная, термодинамическая, мера производительности должна выглядеть как энтропия на единицу выпущенной продукции.

Мне вспоминается одно исследование, выполненное более 30 лет назад и посвященное тому, сколько энергии необходимо для производства автомобиля. Как оказалось, на производство уходит значительно больше энергии, чем реально требуется. Дополнительная энергия тратится на то, чтобы ускорить процесс и осуществить сборку автомобиля на конвейере быстрее. Это справедливо для всех звеньев цепочки поставок. Наше навязчивое стремление ускорить процесс преобразования и поставку продукта имеет свою цену — затраты дополнительной энергии. Чем больше энергии потребляется, тем больше ее рассеивается, и тем больше повышается энтропия окружающей среды.

Мы привыкли считать, что повышение темпов деятельности так или иначе ведет к сбережению энергии, однако с точки зрения термодинамики ситуация прямо противоположна. Не убедил? Случалось ли вам оказаться в автомобиле на глухом проселке посреди ночи, когда бензин почти на нуле, а вы и понятия не имеете, как далеко до ближайшей заправки? Первое, что приходит в голову большинству водителей, — это нажать на газ, чтобы быстрее добраться до какой-нибудь бензоколонки. По этой логике более быстрое движение вроде бы повышает наши шансы добраться до АЗС до того, как кончится бензин, но это противоречит законам термодинамики. Двигаясь медленнее, мы увеличиваем расстояние, которое автомобиль может пройти на остатках топлива, и повышаем шансы найти заправку.

Когда неоклассические экономисты говорят о производительности и экономическом росте как о мере объема производства на единицу использованных ресурсов, под использованными ресурсами они подразумевают капитал и труд. Однако при анализе фактического экономического роста США и других промышленно развитых стран оказывается, что капитал, инвестированный в расчете на одного работника, обеспечивает всего лишь около 14% роста, а остальные 86% роста не имеют объяснения. Роберт Солоу, получивший Нобелевскую премию за свою теорию экономического роста, прямо говорит, что оставшиеся 86% — это «показатель нашего невежества» [17].

Для объяснения этой загадки потребовался физик. Райнер Кюммель из Вюрцбургского университета, Германия, разработал модель роста, которая учитывала энергию помимо капитала и труда, и протестировал ее на данных о росте в США, Великобритании и Германии в период с 1945 по 2000 г. Результаты показали, что эта энергия была «недостающим фактором», который обеспечивал оставшуюся часть производительности и экономического роста [18].

Робер Эр, профессор экологии и менеджмента из Школы бизнеса INSEAD в Фонтенбло, Франция, который учился на физика и долгое время изучал энергетические потоки и технологические изменения, совместно с Бенджамином Уорром, научным сотрудником, создал собственную трехфакторную модель и протестировал ее на кривой экономического роста США в течение всего XX века. Впоследствии было проведено аналогичное исследование роста в Великобритании, Японии и Австралии. Эр и Уорр обнаружили, что введение в модель энергии в качестве входного параметра объясняет «почти на 100% экономический рост каждой из четырех стран в XX веке». Их модель роста ясно показывает, что львиная доля повышения производительности и роста в промышленно развитых обществах обуславливается «увеличением термодинамической эффективности преобразования энергии и сырья в полезную работу» [19].

Критическое значение энергии для производительности и маржи прибыли сразу становится очевидным, стоит лишь спуститься на микроуровень отдельных фирм. Не так давно я обедал с Габриэлем Бурхио, генеральным директором компании NH Hotels, в одной из его гостиниц в Мадриде. NH лидирует на гостиничном рынке в Испании и Италии и является пятой по размеру гостиничной сетью в Европе, имея в своем распоряжении более 400 гостиниц.

Бурхио входит в состав исполнительного комитета Круглого стола руководителей глобального бизнеса по вопросам третьей промышленной революции. Добродушный джентльмен с вкрадчивым голосом, чья жизнь является олицетворением приверженности зеленому будущему и идеям экологически устойчивого экономического развития, Габриэль просто одержим энергоэффективностью. Почему? Он объяснил мне за вегетарианским обедом, что 30% накладных расходов и операционных затрат в его гостиницах связаны с энергией и составляют вторую по величине статью затрат после стоимости рабочей силы. Для Габриэля внимание к термодинамической эффективности и новым путям повышения производительности — это не манипуляции с туманной экономической концепцией, а практический инструмент для ведения бизнеса. Его успех в превращении NH Hotels в лидера рынка в Европе в немалой мере обусловлен кардинальным сокращением затрат в результате снижения потребления энергии и создания энергоэффективного производства. Результаты снижения затрат отражаются и на ценах для постояльцев, для которых проживание в гостиницах Габриэля обходится дешевле.

NH Hotels внедрила онлайновую систему управления Datamart, которая непрерывно контролирует потребление энергии в гостинице и на основе полученной информации минимизирует энергетические потери, одновременно повышая уровень комфорта для гостей. С 2007 по 2010 г. NH снизила потребление энергии на 15,83%, выбросы углекислого газа — на 31,03%, образование отходов — на 26,83% и потребление воды — на 28,2% [20].

В настоящее время NH занимается реализацией инновационной концепции «интеллектуальных комнат», системы мониторинга в реальном времени, которая собирает текущую информацию о потреблении воды, освещении, кондиционировании воздуха и отоплении и подстраивается к изменяющимся потребностям постояльцев все 24 часа в сутки. При расчете за проживание постояльцев, которые потребляют энергии меньше нормы, поощряют. За экологически сознательное поведение им начисляют сумму экономии на карты World NH Loyalty, которые принимаются в зачет при следующем пребывании в гостинице.

NH также начала преобразовывать свои гостиницы в мини-электростанции. В Италии компания уже оснастила солнечными тепловыми установками 15% своих гостиниц. Гостиница Vittorio Veneto в Риме оборудована солнечными батареями, которые покрывают 10% ее энергетических потребностей. В планах NH строительство первой в мире гостиницы с нулевыми выбросами. В ожидании выпуска на рынок электромобилей, заряжаемых от розетки, в 2011 г. NH оборудовала некоторые гостиницы бесплатными пунктами зарядки.

Изделия из дерева и бумаги поступают в гостиницы NH только из экологически устойчивых лесов, вся отделка и предметы в номерах выполнены из «биоматериалов» с низким воздействием на окружающую среду. Отходы в гостиницах NH полностью утилизируются, а в туалетах, душевых кабинах и умывальниках применяются системы, минимизирующие расход воды.

Эта гостиничная сеть даже учредила клуб поставщиков — в него входят около четырех десятков компаний, — чьи производственные линии и цепочки поставок находятся под постоянным контролем, регулярно оцениваются и совершенствуются для обеспечения соответствия энергетическим и экологическим нормам, установленным NH Hotels.

Энергосбережение и создание экологически дружественных гостиниц приносит NH выгоду и одновременно помогает обеспечивать устойчивость бизнеса, который устанавливает умеренные цены на гостиничные номера. Постояльцы, в свою очередь, знают, что, пользуясь услугами этой компании, они сокращают выбросы углекислого газа и вносят вклад в сохранение биосферы. Используемые NH Hotels технологии энергосбережения и практика ведения дел кардинальным образом повысили производительность компании и позволили ей оптимизировать услуги и значительно сократить затраты.

Поскольку практически любая экономическая деятельность в современной индустриальной жизни осуществляется с использованием ископаемого топлива (химические удобрения и пестициды в сельском хозяйстве, строительные материалы, машинное оборудование, фармацевтические продукты, текстильное волокно, электроэнергия, транспорт, тепло, освещение и т.д.), есть все основания считать термодинамическую эффективность центральным аспектом производительности и экономического роста.

Аналогичным образом следует смотреть и на потери, ведущие к повышению энтропии. Мы должны постоянно напоминать себе, что, повышая потребление энергии для ускорения экономического процесса, прирост производительности следует взвешивать по отношению к росту энтропии, которая переходит в окружающую среду. В промышленную эру на основе ископаемого топлива сжигание угля, нефти и природного газа настолько ускорило экономический рост, что привело к опасному накоплению углекислого газа (использованной энергии) в атмосфере и к фундаментальным изменениям климата планеты. Старая поговорка «Спешить — только силы терять» отражает интуитивное понимание работы закона энтропии. С точки зрения термодинамической эффективности производительность является мерой энтропии, получаемой на единицу продукции, в такой же степени, как и мерой скорости на единицу продукции.

В течение большей части XX века цена на нефть была настолько низкой, что термодинамической эффективности производства и распределения товаров и услуг можно было не уделять никакого внимания. А до того, как ученые поняли взаимосвязь между сжиганием углеродного топлива и глобальным потеплением, мало кто беспокоился о потоке энтропии. Сейчас ситуация изменилась. Пик количества нефти на душу населения и глобальный пик производства нефти пройдены, и цена на энергию резко взлетела. Одновременно накопившиеся энтропийные промышленные выбросы углекислого газа изменили температуру планеты и поставили мир перед лицом реального изменения климата с катастрофическими последствиями для сельского хозяйства и инфраструктуры.

Предельно простая, но крайне тревожная действительность заключается в том, что запасы ископаемого топлива и редких земель быстро истощаются, а энтропийный долг от прошлой экономической деятельности накапливается с такой скоростью, что биосфера не в состоянии совладать с ним. Эта отрезвляющая ситуация требует фундаментальной переоценки допущений, на которые опирались наши представления о производительности в прошлом. Отныне производительность должна измеряться с учетом термодинамической эффективности, а также энтропийных последствий.

Экономисты нередко говорят, что они и так учитывают счет за энтропию в таком факторе, который называется «отрицательными внешними эффектами», или негативным воздействием рыночной деятельности на третьи стороны, не принимающие непосредственного участия в процессе обмена. Проблема, однако, в том, что полная стоимость, перекладываемая в течение долгого времени на третьи стороны, общество в целом, окружающую среду и будущие поколения, никогда не принимается в расчет. Если бы это делалось, то коммерческим игрокам приходилось бы почти всегда выплачивать компенсацию, намного превышающую величину их прибыли, и рыночный капитализм просто не выжил бы. Те редкие случаи, когда приходится платить в бюджет штрафы и налоги или покрывать ущерб по гражданским искам в связи с негативными эффектами, сопровождающими коммерческую деятельность, не раскрывают подлинного характера счета за энтропию.

Причина, по которой большинство экономистов не делают этого, связана с непониманием ими того, что любая экономическая деятельность является заимствованием у природы энергии и материальных ресурсов. Если такое заимствование истощает щедроты природы быстрее, чем биосфера способна рециркулировать отходы и восполнить запасы, то накопление долга за энтропию в конечном итоге приведет к краху любого экономического режима, потребляющего ресурсы.

Каждая великая экономическая эра характеризуется внедрением нового энергетического режима. Поначалу добыча, переработка и распределение нового энергоносителя обходятся дорого. Развитие технологии и экономия на масштабе сокращают затраты и увеличивают поток энергии до тех пор, пока когда-то имевшийся в изобилии энергоноситель не становится все более дефицитным, а счет за энтропию, связанный с преобразованием энергии в прошлом, не начинает расти. Нефтяная эра следовала этим путем в течение XX века и достигла пика в 2006 г.

Однако не случится ли так, что энергетическая кривая третьей промышленной революции пойдет по той же траектории? Все зависит от обстоятельств. Хотя солнце, ветер и другие возобновляемые источники энергии достаточны для удовлетворения энергетических потребностей человека и наших братьев меньших, по крайне мере пока существует Солнечная система, они имеют свои энтропийные ограничения. Прежде всего освоение возобновляемых источников энергии требует материальной базы. Фотоэлектрические преобразователи, аккумуляторы, ветрогенераторы, компактные флуоресцентные лампы и многие новые коммуникационные технологии третьей промышленной революции в определенной мере основаны на редкоземельных металлах. Отчет, выпущенный в феврале 2011 г. Американским физическим обществом и Обществом по изучению свойств материалов, предупреждает, что дефицит некоторых редкоземельных металлов может в долгосрочной перспективе подорвать крупномасштабные программы по освоению новых чистых источников энергии [21]. Поскольку многие редкие земли являются побочным продуктом добычи более распространенных металлов вроде меди, можно не опасаться немедленного возникновения дефицита. Однако уже сейчас идет активная дискуссия относительно необходимости поиска альтернативных металлов и даже биологических заменителей на случай возникновения дефицита в будущем. Исследователи из таких бурно развивающихся областей, как биотехнология, зеленая химия и нанотехнология, уверены, что они смогут найти дешевые и более эффективные альтернативы редким землям в последующие десятилетия для обслуживания потребностей новой инфраструктуры третьей промышленной революции.

Значительно большее беспокойство в долгосрочной перспективе доставляет потенциальный рост энтропии в результате практически неограниченного производства чистой возобновляемой энергии, стоимость которой может быть очень низкой и упасть чуть ли не до нуля, как это случилось со стоимостью сбора и распространения информации в результате ИТ- и интернет-революции в прошедшие два десятилетия. Возможно, вы скажете: «Это же здорово! Неограниченная, почти бесплатная возобновляемая энергия. О чем беспокоиться?» И опять я напомню, что Земля — это частично замкнутая система, которая обменивается энергией с Солнечной системой без практически значимого обмена материей. Если мы получим фактически неограниченный источник дешевой зеленой энергии, то у нас появится дополнительный соблазн превращать ограниченную низкоэнтропийную материю Земли в товары все более и более быстрыми темпами, увеличивая поток энтропии и накапливая все больше и больше неупорядоченной материи, то есть рассеянной материи, которая непригодна для совершения полезной работы.

Возьмем, например, производство алюминия. Мы можем, конечно, добывать сырье и получать алюминий в коммерческих целях, используя зеленую энергию. Через определенное время, однако, алюминий в результате коррозии рассеивается в окружающей среде и становится частью потока энтропии. Рассеянный алюминий не может вновь сконцентрироваться и превратиться в такую же руду, из которой его получали.

Это означает, что мы наряду с переходом на новые, распределенные зеленые источники энергии должны осмотрительно использовать такие источники во избежание лишения нашей планеты низкоэнтропийной материи, которая не менее важна для поддержания жизни на Земле. С точки зрения термодинамики самое главное, чему мы должны научиться, — это составлять бюджет потребления таким образом, чтобы он соответствовал периоду регенерации в природе и обеспечивал более устойчивую жизнь на Земле.

Несмотря на глобальную дискуссию о сбалансировании бюджетов, когда политики, лидеры бизнеса и подавляющая часть публики доходят до бюджетных ограничений, они практически забывают о самом общем ограничении, связанном с заимствованием богатства у природы. Для устранения сомнений достаточно вспомнить, что даже малейшие намеки на повышение налогов на бензин или выбросы углекислого газа в целях стимулирования энергосбережения и повышения эффективности во имя уменьшения глобального потепления мгновенно вызывают протесты со стороны большей части публики. Однако чем быстрее мы изымаем богатство у природы и чем быстрее потребляем его, тем больше истощаются ресурсы и сильнее загрязняется окружающая среда, повышая стоимость абсолютно всего вдоль цепочки поставок. Когда цены всего, что мы используем и потребляем, идут вверх, удорожание проявляется везде, включая затраты государства на общественные блага, необходимые для поддержания нашего образа жизни.

Зрелые экосистемы в природе функционируют совершенно иным образом, чем тот, к которому мы привыкли в обществе. В первичной экосистеме вроде той, что существует в бассейне Амазонки, термодинамическая эффективность максимально приближена к равновесному состоянию (идеальное равновесное состояние невозможно, поскольку любая биологическая активность приводит к определенным энтропийным потерям). Так или иначе, в этих первичных экосистемах, которые формировались в течение миллионов лет, потребление энергии и вещества незначительно превышает их способность поглощать и регенерировать отходы и пополнять запасы. Синергетические, симбиотические взаимосвязи и циклы обратной связи тонко настроены на обеспечение способности системы поддерживать постоянный баланс предложения и спроса.

Я заметил, что биомимикрия — изучение процессов функционирования природы и заимствование лучшего — приобретает все большую популярность в сферах исследований и разработок, экономического моделирования и городского планирования. Нам было бы очень полезно понаблюдать за процессом балансирования бюджетов в первичных экосистемах и применить полученные знания к балансированию бюджетов в обществе и в системе общество–природа.

Все это настолько очевидно, что возникает законный вопрос, не следует ли экономистам сначала изучать термодинамику, а уж потом свою основную дисциплину. Фредерик Содди, Николас Джорджеску-Реген, Герман Дэйли и я всегда подчеркивали роль термодинамической эффективности в определении производительности и управлении устойчивым развитием в своих книгах, подкрепляя идею многочисленными историческими примерами. А анализ Эра и Уорра дал фактическое подтверждение гипотезы на реальных данных длительного периода времени, которые экономисты могут понять, если захотят, и переосмыслить экономическую теорию. Однако они по большей части предпочитают игнорировать очевидное.

Учитывая центральную роль термодинамической эффективности в производительности и экономическом росте, я попросил Джона «Скипа» Лейтнера, одного из самых сильных экономических аналитиков нашей группы по глобальной политике из Американского совета по энергоэффективной экономике, создать рабочую модель, отслеживающую изменение энергоэффективности в XX веке, и посмотреть, какую информацию она может дать для подготовки к переходу на парадигму третьей промышленной революции. Исследование Лейтнера показало, что, хотя уровень энергоэффективности в США стабильно рос в 1900–1980 гг. и повысился с 2,5 до 12,3%, в последующие годы он завис в районе 14%, отражая наступление зрелости источников энергии и инфраструктуры второй промышленной революции. Это означает, что в последние три десятилетия мы тратили впустую 86% энергии, потребляемой для производства товаров и услуг.

Если термодинамическая эффективность пошла на убыль, то счет за энтропию от прошлой экономической деятельности кардинально вырос. В 2010 г. расчетная стоимость загрязнения воздуха и воды и истощения невозобновляемых ресурсов составила $4,5 трлн, или 34% ВВП страны — в два раза выше, чем в 1950 г. И это без учета роста счета за энтропию, то есть за выбросы парниковых газов, который, если оценивать весь период будущего негативного влияния, делает ВВП США и всего мира слишком ничтожным, чтобы проводить сравнение.

Излишне говорить, что 100%-ная термодинамическая эффективность невозможна. Модель Лейтнера, как и другие модели, показывает, что текущий уровень эффективности можно утроить и довести почти до 40% в течение следующих четырех десятилетий. В США сотрудники правительственной Национальной лаборатории по исследованиям в области возобновляемых источников энергии подсчитали, что если все коммерческие здания модернизировать и перестроить с использованием современных энергоэффективных технологий и методов, то потребление ими энергии снизится на 60%. Если в дополнение к этому установить на их крышах фотоэлектрические энергосистемы, то потребление традиционной энергии можно снизить на 88%. Ну а если все новые коммерческие здания были бы зелеными электростанциями с положительным энергобалансом, то рост энергоэффективности мог бы стать еще более впечатляющим. Аналогичным образом можно сократить потребление традиционной энергии на 60% и в жилых домах.

Сколько за все это придется заплатить? Модернизация инфраструктуры в коммерческом и жилом фонде страны обойдется примерно в $4 трлн в течение 40-летнего периода, или в $100 млрд в год, однако она должна принести совокупную экономию на платежах за энергию в размере $6,5 трлн, или примерно $163 млрд в год. Если модернизация будет финансироваться за счет экономии энергии при процентной ставке примерно 7%, то коэффициент рентабельности составит ни много ни мало 1,80. Иными словами, каждый доллар, вложенный в энергоэффективность и/ или в системы на возобновляемых источниках энергии, принесет $1,80.

Преобразование национальной энергосети из сервомеханической в цифровую и из централизованной в распределенную также должно значительно повысить термодинамическую эффективность по всей экономике. Существующая система производства и передачи электроэнергии имеет коэффициент полезного действия всего лишь 32%. Он не меняется с 1960 г., то есть с того момента, когда инфраструктура второй промышленной революции стала зрелой. Удивительно, но энергия, которую США теряют при генерировании электричества, больше, чем энергия, потребляемая всей экономикой Японии. Интеллектуальная распределенная энергосеть, которая способна более эффективно собирать и распределять электроэнергию, особенно зеленую, должна значительно повысить энергоэффективность. Более того, исследование, проведенное Национальной лабораторией Лоуренса в Беркли, США, показывает, что даже существующие типовые системы выработки энергии с использованием отходов и другие системы утилизации энергии могут покрыть 20% нашей текущей потребности в электроэнергии.

А если учесть повышение энергоэффективности в результате использования водородных и других систем аккумулирования возобновляемой энергии и эффект перевода транспортного парка с очень неэффективным, работающим на нефтепродуктах двигателем внутреннего сгорания на суперэффективные электромобили, заряжаемые от розетки, и автомобили на топливных элементах? Потенциальный рост термодинамической эффективности по всей цепочке поставок и в каждом секторе общества в результате третьей промышленной революции должен привести к значительно большему повышению производительности, чем мы могли получить в ходе второй промышленной революции в XX веке.

Поиск по сайту: