Vad säger termodynamiken om tillväxten?

För nästan tre veckor sedan, tisdagen den 19:e augusti, inträffade den så kallade "Overshoot day". Enligt beräkningar är det den dag då vi förbrukat de resurser jorden producerar i år och denna dag verkar infalla tidigare och tidigare för varje år. I samband med detta skrev Birger Schlaug en artikel i Svenska Dagbladet om hur ökad ekonomisk tillväxt leder till ett överutnyttjande av jordens resurser. Schlaug frågar sig vad som händer bortom tillväxtsamhället och hur vi ska finansiera den välfärd vi alla vill ha.

Den här artikeln fick naturligtvis snabbt svar, först från ekonomen Per Bylund som hävdade att det ur ett ekonomiskt perspektiv inte kan finnas vare sig "Peak oil" eller "Overshoot day", eftersom priser bestäms av tillgång och efterfrågan. Minskar tillgången så höjs priset och då kommer efterfrågan automatiskt att bli mindre. Senare hävdade Mats Williander och Markus Linder att problemet inte är tillväxten i sig utan kopplingen mellan ökad tillväxt och ökad miljöpåverkan. De föreslog en så kallad "cirkulär ekonomi" som utväg för att minska denna koppling. Slutligen påpekade Mikael Höök och Simon Davidsson att naturresurser faktiskt är begränsade trots lagen om tillgång och efterfrågan, samt att inte ens en cirkulär ekonomi kan åstadkomma total frikoppling mellan tillväxt och miljöpåverkan på grund av termodynamikens andra huvudsats.

Så kan termodynamiken tala om för oss vem som har rätt, och vad är egentligen termodynamikens andra huvudsats? Termodynamik rent allmänt handlar om energi, energiomvandlingar och relationen mellan värme och arbete. Historiskt sett utvecklades mycket av termodynamiken från studier av ångmaskiner, och två av de mest grundläggande sambanden i termodynamiken är den första och andra huvudsatsen. Första huvudsatsen säger att energi inte kan skapas eller förstöras, bara omvandlas. När fusionsprocesserna i solen omvandlar massa till strålning, när solens strålar genererar elektricitet i en solcell eller när jag använder elektrisk ström för att koka vatten till en kopp te omvandlas energin mellan olika former, men den finns alltid kvar.

Andra huvudsatsen brukar vara lite svårare att få grepp om eftersom den handlar om entropi. Entropi brukar väldigt förenklat översättas med "oordning", men det är inte vilken oordning som helst. En ökning i entropin innebär att energin i ett system har blivit mer utspridd (och oftast svårare att använda). Om jag lämnar min varma tekopp på ett bord kommer värmeenergi att strömma från tekoppen ner i bordet och ut i den omgivande luften. När tekoppen och rummet har samma temperatur är energin maximalt utspridd och systemet (tekopp+rum) har maximal entropi. Entropin ökar varje gång energi flyttas eller omvandlas (teoretiskt sett kan den vara konstant i vissa fall, men det är svårt att lyckas med i verkligheten). Första och andra huvudsatsen säger alltså att man inte kan skapa ny energi och att varje gång man flyttar eller omvandlar den energi man har så blir den mer utspridd och svårare att använda till något annat.

Sätter detta någon gräns för ekonomisk tillväxt? Antagligen, eftersom produktion av varor och tjänster kräver energi. Med den teknik vi använder idag får vi energi från fossila källor (olja och kol), kärnkraft och förnyelsebar energi. Olja, kol och uran finns alla i en begränsad mängd på jorden och de kan alltså ta slut. Den förnyelsebara energin kommer från solen och där finns en annan gräns: Jorden tar bara emot en viss mängd solstrålning per tidsenhet. Vi har alltså en begränsad mängd energi från fossila bränslen och kärnkraft plus en begränsad energiström från solen. Gränsen för ekonomins tillväxt är då att den inte får kräva mer energi än vad som finns tillgängligt.

Det finns naturligtvis invändningar mot det här resonemanget. Jag föreställer mig att en ekonom skulle invända att tillväxt inte nödvändigtvis betyder att vi konsumerar mer prylar eller tjänster. Vi skulle kunna skapa prylar och tjänster som kan tillverkas och användas med samma energi - och materialåtgång, men som vi tillmäter ett större värde. Ibland kan vi till och med producera saker effektivare, så att vi får fler prylar eller tjänster från samma råvaror. Samtidigt hävdas det att effektivisering av produktion brukar ätas upp av ökningar i konsumtionen, så att energiåtgången ökar ändå [1].

En ekonom skulle faktiskt också kunna hävda att termodynamikens andra huvudsats är helt irrelevant för resonemang kring ekonomi och tillväxt. Detta bygger på två missförstånd. Det första stod en ekonom vid namn Georgescou-Rougen för när han hävdade att all entropi som skapas av mänsklig verksamhet finns kvar på Jorden och förstör den [2]. Det är fel. Jorden är inget isolerat system utan tar hela tiden emot solenergi och ger ifrån sig värmestrålning. Den långvågiga värmestrålningen har högre entropi än solstrålningen, och resultatet av detta är att Jorden hela tiden gör sig av mer entropi än den tar emot. Det andra missförståndet är att eftersom man kan visa att Georgescu-Rougen hade fel så betyder det att termodynamik inte alls är relevant. Som vi har sett ovan är det dock så att den första och andra huvudsatsen tillsammans innebär att vi har en begränsad mängd energi som inte kan återvinnas, och det är i allra högsta grad relevant.

En fysiker, å andra sidan, skulle kunna invända att det finns en potentiell ny energikälla: fusion. Detta går ut på att härma kärnprocesserna i solen och slå ihop kärnor av grundämnet väte för att bilda tyngre grundämnen. Får man detta att fungera så är energiproblemet löst för en lång tid framöver.

Slutligen skulle någon som inte är fullt så insnöad på termodynamik kunna invända att gränsen för tillväxten borde sättas av andra saker än energitillgång. Exempelvis kan vi inte använda all energi som är bunden i olja och kol utan att orsaka betydande klimatförändringar. Dessutom är andra viktiga råvaror begränsade, till exempel metaller som används i industrin eller fosfor och kalium som används i konstgödsel. Även om det i ekonomisk mening inte kan bli brist på t.ex. fosfor, eftersom priset sätts av tillgång och efterfrågan, så kan en lägre tillgång med tillhörande högre pris få allvarliga konsekvenser för människor som behöver mer än de har råd att efterfråga. Den invändningen har jag inget bra svar på.

[1] Tim Jackson, Välfärd utan tillväxt, Ordfront förlag
[2] Martin Andersson och Christer Gunnarsson, Hållbarhetsmyten, SNS förlag