Perspektivy budoucnosti lidstva
Tomáš Miléř, PdF MU
Fyzika, filosofie a myšlení, 2014
Moduly jako prostředek inovace v integraci výuky
moderní fyziky a chemie, CZ.1.07/2.2.00/28.0182
2
Problem vs. predicament
3
Aktuální globální problémy
4
Svět je komplexní, nelineární,
adaptivní systém
Environment
EkonomikaEnergie
5
6
7
Antropocén

… současná geologická epocha

Paul J. Crutzen

Podle Crutzena lze za počátek antropocénu
považovat období, kdy James Watt zdokonalil
parní stroj (patent 1769).
http://academics.eckerd.edu/instructor/carlsopr/Papers/Anthropocene.pdf
http://blisty.cz/art/51845.html
http://www.vesmir.cz/clanek/bedrich-moldan-priroda-a-civilizace-zivotni-
prostredi-a-rozvoj-lidske-civilizace
8
Transformace biosféry
JONES, Nicola, 2011. Human influence comes of age. Nature
9
Nosná kapacita Země
ve stavu přestřelení (overshoot)
Wackernagel, M. 2002. Tracking the ecological overshoot of the human economy.
PNAS, http://www.pnas.org/content/99/14/9266.full.pdf
10
Rockström, J. et all., 2009, A safe operating space for humanity, NATURE
11
Modelování environmentálních
dopadů lidské činnosti
12
Kayova rovnice
(modelování emisí uhlíku)
M =C
M – emise uhlíku
C – vytěžený uhlík
13
M =
C
E
E
Kayova rovnice
(modelování emisí uhlíku)
M – emise uhlíku
C/E – energetické zdroje
E – spotřeba primární energie
14
M =
C
E
E
HDP
HDP
Kayova rovnice
(modelování emisí uhlíku)
M – emise uhlíku
C/E – energetické zdroje
E/HDP – energetická náročnost HDP
HDP – hrubý domácí produkt
15
M =
C
E
E
HDP
HDP
N
N
Kayova rovnice
(modelování emisí uhlíku)
M – emise uhlíku
C/E – energetické zdroje
E/HDP – energetická náročnost HDP
HDP/N – HDP na občana
N – světová populace
16
17
www.valek.pro/ekologii/kaya
18
www.valek.pro/ekologii/kaya
19
www.valek.pro/ekologii/kaya
20
Zátěž životního prostředí (I-PAT)
Ehrlichova rovnice
I =P⋅A⋅T
I – Impact
P – Population
A – Affluance
T – Technology
Ehrlich, P. R., Holdren, J. P., 1971, Impact of population growth, SCIENCE
21
Zátěž životního prostředí (I-PAT)
I =
P⋅A
S
I – Impact
P – Population
A – Affluance
S – Sustainable Technology
Sachs, J., 2008, The common wealth, Penguin Group
22
Studie Meze růstu, 1972
http://cs.wikipedia.org/wiki/Meze_r%C5%AFstu#Meze_r.C5.AFstu_a_World3
23
Studie Meze růstu (1972) a skutečnost
24
http://www.esf.edu/efb/hall/2009-05Hall0327.pdf
http://gaiachange.blogspot.com/2011/09/integrated-global-change-model-part-1.html
Update po 30 letech, 2004
25
„Nejzávažnější ekologické problémy současnosti
mají svého společného jmenovatele. Je jím
ekonomický růst praktikovaný v prostředí, jehož
zdroje jsou omezené.“
Jan Keller
Až na dno blahobytu, 1995
26
„Roste ekologická účinnost technologií ve všech
odvětvích a oborech, postupně se rozdvojují
křivky ekonomického výkonu a zátěže prostředí.
Až dosud ve většině případů klesá zátěž pouze
relativně, to zamená, že s ekonomickým růstem
stoupá, byť pomaleji než růst samotný. Konečný cíl,
absolutní pokles zátěže i při rostoucím výkonu, je
však obecně přijímán a v některých případech ho
již bylo dosaženo.“
Bedřich Moldan
(Ne)udržitelný rozvoj, 2003
27
Problém je i v metodice výpočtu
indexu zátěže životního prostředí
WIEDMANN, T. et. al, 2013. The material footprint of nations. PNAS
DMC – starý index, MF – nový index
28
Problém je v metodice výpočtu HDP
http://www.intellectualtakeout.org/library/chart-graph/2012-debt-gdp
Kromě inflace
je třeba očistit
HDP o dluh.
29
World Total Primary Energy (MToe)
K ekonomickému růstu je třeba
energie...
30
Energie
31
Spotřeba energie na osobu a den
32
Low Hanging Fruit
33
Energetická návratnost
34
http://www.holon.se/folke/kurs/logexp/rabbit.shtml
Energetická návratnost
35
http://www.holon.se/folke/kurs/logexp/rabbit.shtml
Energetická návratnost
36
Energetická návratnost
Harvesting with Horses, 1916. In the early part of the 20th century, horse power was provided
by real horses to pull machinery. This grain harvesting crew was working in eastern Oregon.
http://archives.library.oregonstate.edu/files/archives/rg/rg158inv8_14.html
37
Energetická návratnost
HALL, Ch., et al. 2009. What is the Minimum EROI that a Sustainable Society Must Have? Energies
Pro Křováky asi 10:1Rozvinuté země 1:10
38
EROI =
EGROSS
EINV
Energetická návratnost
Energy Returned on Energy Invested
EROI ═ energie získaná / energie vložená
39
EROI =
EGROSS
EINV
Skutečnou hodnotu pro společnost má čistá energie ENET,
která zbude po odečtení energetických výdajů na získání
energie a její koncentrování.
Energetická návratnost
Energy Returned on Energy Invested
EROI ═ energie získaná / energie vložená
ENET = EGROSS −EINV ENET = EGROSS (1−
1
EROI )
40
http://www.roboticscaucus.org/ENERGYPOLICYCMTEMTGS/Nov2012AGENDA/documents/DFID_Report1_2012_11_04-2.pdf
EROI =
EGROSS
EINV
=
100
EINV
Pro EROI ≤ 1 je ENET ≤ 0.
41
Pokles energetické návratnosti těžby ropy v USA
CLEVELAND, C. 2005. Net energy from the extraction of oil and gas in the United States. Energy
GAGNON, N. et al. 2009. A Preliminary Investigation of Energy Return on Energy Investment for
Global Oil and Gas Production. Energies
42
Pokles energetické návratnosti těžby ropy v USA
Průměrná hodnota EROI pro celý svět
klesla asi na 18:1 v roce 2006!
CLEVELAND, C. 2005. Net energy from the extraction of oil and gas in the United States. Energy
GAGNON, N. et al. 2009. A Preliminary Investigation of Energy Return on Energy Investment for
Global Oil and Gas Production. Energies
43
http://ftalphaville.ft.com/files/2013/01/Perfect-Storm-LR.pdf
44
http://ftalphaville.ft.com/files/2013/01/Perfect-Storm-LR.pdf
45
Maslowova hierarchie potřeb
46
Minimální energetická návratnost
Minimální EROI
14:1
12:1
9:1 až 10:1
7:1 až 8:1
5:1
3:1
1,2:1
1,1
LAMBERT, J. G., et al. 2014. Energy, EROI and quality of life. Energy Policy
HALL, Ch. 2011. Introduction to Special Issue on New Studies in EROI. Sustainability
HALL, Ch., et al. 2009. What is the Minimum EROI that a Sustainable Society Must Have? Energies
Funkce společnosti
Umění aj.
Zdravotnictví
Vzdělávání
Podpora rodiny a pracujících
Produkce potravin
Transport
Rafinace ropy
Těžba ropy
47
Ropa a ekonomika
48
Můžeme věřit ekonomům?
Srovnání předpovědí ekonomů s realitou
Růst světového HDP (%) 1972–2011
49
Korelace růstu světového HDP
a produkce ropy
50
Murray, J., King, D. 2012, Oil’s tipping point has passed, NATURE
51
52
Éra ropy z historické perspektivy
53
Scénář produkce ropy podle IEA
(WEO 2012)
Kerr, Richard A., 2012, An Oil Gusher in the Offing, but Will It Be, Enough?, SCIENCE
54
55
2002 – státní bankrot
2013 – inflace 25 %
56
2010 – dovoz ropy, ruské sucho
2011 – „Arabské jaro“
57
Cena potravin a nepokoje ve světě
58
Produkce ropy vs. nepokoje v Lybii
59
60
Ropa a PIGS: Země s vysokým podílem ropy
v energetickém mixu odchádzejí první
61
62
Globální změna klimatu
63
Sherwood, Science controversies past and present, Physics today 2011
http://physicstoday.org/resource/1/phtoad/v64/i10/p39_s1?bypassSSO=1http://physicstoday.org/resource/1/phtoad/v64/i10/p39_s1?bypassSSO=1
Přijetí teorií odborníky a veřejností
65
Meinshausen M. et al.,
Greenhouse-gas emission targets
for limiting global warming to 2 °C  ,
Nature 2009
66
Limiting cumulative CO2 emissions over 2000–50
to 1,000 Gt CO2 yields a 25% probability
of warming exceeding 2°C.
Limit of 1,440 Gt CO2 yields a 50% probability.
As known 2000–06 CO2 emissions were 234 Gt CO2.
Meinshausen M. et al., Greenhouse-gas emission targets for limiting global warming to 2 °C  ,
Nature 2009.
http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=90&pid=44&aid=8
67
40 mil. let
Oteplení o 6°C

Rod homo – cca 2 miliony let

Homo sapines – cca 200 000 let
69
70
71
Stott et al., Nature, 2004Stott et al., Nature, 2004
Projekce letních teplot v Evropě ve 21. st.
černá – změřené teplotyčerná – změřené teploty
barevné – modelybarevné – modely
http://wwz.unibas.ch/fileadmin/wwz/redaktion/umwelt/Lehre/EWI/External_1.pdf
72
Stott et al., Nature, 2004Stott et al., Nature, 2004
Projekce letních teplot v Evropě ve 21. st.
„„nový standard“nový standard“
http://wwz.unibas.ch/fileadmin/wwz/redaktion/umwelt/Lehre/EWI/External_1.pdf
73
IPCC AR5
74
IPCC AR5
75
https://www.ipcc.ch/ipccreports/sres/emission/index.php?idp=91
"Neutrality" of the SRES Scenarios The SRES scenarios are
intended to exclude catastrophic futures. Such catastrophic
futures feature prominently in the literature. They typically
involve large-scale environmental or economic collapses, and
extrapolate current unfavorable conditions and trends in many
regions...
...Many of these scenarios suggest that catastrophic
developments may draw the world into a state of chaos within
one or two decades. In such scenarios GHG emissions might
be low because of low or negative economic growth, but it
seems unlikely they would receive much attention in the light
of more immediate problems. Hence, this report does not
analyze such futures.
IPCC AR4
76
Prof. Kevin Anderson, Deputy Director of the Tyndall Centre
Andreson, K., Bows. A. 2012, A new paradign for climate change, NATURE CLIMATE CHANGE
„...This catastrophic and ongoing failure of market
economics and the laissez-faire rhetoric accompanying it
(unfettered choice, deregulation and so on) could provide
an opportunity to think differently about climate change.
...The world is moving on and we need to have the audacity
to think differently and conceive of alternative futures.
Civil society needs scientists to do science free of the
constraints of failed economics...“
http://www.ecoshock.info/2012/11/kevin-anderson-what-they-wont-tell-you.html
77
Perspektivy budoucnosti lidstva
78
http://www.sei-international.org/video-archive/1827
79
http://www.sei-international.org/video-archive/1827
80
http://www.sei-international.org/video-archive/1827
81
http://www.sei-international.org/video-archive/1827
82
http://www.sei-international.org/video-archive/1827
83
„Nejvíce pozornosti psychologů přitahují ty problémy
životního prostředí, které v lidech vyvolávají nejsilnější
emoční odezvu, např. environmentální katastrofy,
globální klimatické změny či vymírání přírodních
druhů.“
Jan Krajhanzl
Dobře utajené emoce a problémy životního prostředí
84
“No evidence is powerful enough
to force acceptance of a conclusion
that is emotionally distasteful.”
Žádné důkazy nejsou dost silné,
aby vedly k přijetí závěru,
který je emočně nestravitelný.
Theodosius Dobzhansky
85
As Sherlock Holmes famously said,
“when you have eliminated the impossible,
whatever remains, however improbable,
must be the truth“.
Sir Arthur Conan Doyle, The Sign of Four, 1890
86
Děkuji za pozornost!