1.
Hållbar utveckling är ett övergripande mål för regeringens politik.
Sedan 2003 stadgas i grundlagen, regeringsformen, (1 kap. 2§),
att det allmänna ska främja en hållbar utveckling som leder till
en god miljö för nuvarande och kommande generationer.
Global eller svensk hållbar utveckling? Hur påverkar
exergibegreppet analysen?
Frågan har ställts om vad som skulle bli annorlunda i synen på hållbar
utveckling och miljömålen och sätten att uppnå dessa, om man gör analysen
med kunskap om exergin? Frågan är viktig och jag är tacksam för att den
ställts.
I samhällsdebatten behandlas ekologisk -, ekonomisk - och social hållbarhet
som olika aspekter av hållbarhetsbegreppet. Utifrån den
verklighetsuppfattning, det paradigm, eller den samhällsbärande vision, som
genomsyrar vår kultur ter de sig utmanande och svårförenliga.
2.
Denna samhällsbärande vision har Karl Erik Edris döpt till ”Drömmen
om det rationella paradiset. Denna vision bygger på den föreställning om
materiens natur som förfäktades av alkemisterna och enligt vilken materien
tänktes bestå av de fyra elementen ”jord”, d v s alla fasta ämnen, ”luft”, d v s
alla gasformiga ämnen och ”vatten”, d v s alla flytande ämnen. Därtill kom
”elden”, som uppfattades som en förädlande princip med förmåga att
”förädla” de övriga tre elementen. Denna idé verifierade alkemisterna genom
att t ex behandla järnmalm, d v s ”jord” med ”eld” och bevisligen förädla den
till järn. Detta arv från alkemin visar sig fortfarande bl. a. i ekonomin och de
politiska ideologierna. Utifrån ”Drömmen om det rationella paradiset” ter det
sig således som möjligt att både producera och konsumera energi. Människan
tillerkänns dessutom en unik förmåga att ”förädla” och skapa ”mervärden”,
eftersom hon är den enda varelsen på jorden, som kan hantera den förädlande
principen ”elden” och vars förädlande egenskaper flyttats över på
energibegreppet i ”Drömmen om det rationella paradiset”.
Den fatala svagheten hos denna, vår kulturs samhällsbärande vision, är
att den saknar adekvat anknytning till fysiken, enkannerligen termodynamikens
lagar.
En annan meningsskapande vision eller paradigm, som till skillnad från
”Drömmen om det rationella paradiset”, är den förankrad i termodynamikens
lagar skulle kunna döpas till ”Ömsesidigt beroende och samarbete”
Den integrerar att att energin är konstant i enlighet med termodynamikens
första lag och att den följaktligen varken kan produceras eller konsumeras.
Den integrerar också att energin kan innehålla exergi, d v s förmåga att
uträtta arbete och åstadkomma förändringar.
Enligt termodynamikens andra lag förbrukas exergin helt eller delvis i
omvandlingsprocesser, t. ex. i fotosyntesen och i järnframställning. Energin
finns således alltid kvar, men dess kvalitet, dess förmåga att åstadkomma
förändringar, förbrukas.
I de processer där exergin inte förbrukas fullständigt, överförs resten och
finns kvar, bunden i en eller flera av de produkter som bildas via
omvandlingsprocessen i fråga. I t. ex. växternas fotosyntes driver exergin i
solljuset, som till över 90% består av exergi, den kemiska omvandlingen av
koldioxid och vatten till syrgas och kolhydrat. Det allra mesta av solljusets
exergiinnehåll, d v s dess förmåga att åstadkomma förändringar, förbrukas i
processen och energin avgår som värme till omgivningen. Bara en liten del av
exergin överförs och binds i de bildade resurserna - kolhydratet och syrgasen,
som således är exergirikare än den koldioxid och det vatten ur vilka de bildats.
Att exergi finns i alla resurser gör den mycket lämplig som ett generellt,
naturlagsrelaterat, mått på resurser och deras värde.
3.
Att exergi alltid förbrukas i enlighet med termodynamikens andra lag, när
processer och förändringar av något slag äger rum, gör att exergiförlust
lämpar sig som ett generellt mått på resursförbrukning och värdeminskning, d
v s den exergikostnad, som alltid är förknippad med omvandlingsprocesser, t
ex omvandling av drivmedel till avgaser och spillvärme till omgivningen,
omvandling av råvaror till industriprodukter och spillvärme till omgivningen och
mera generellt, omvandling av resurser, d v s exergirik materia och eller
energi, till avfall, d v s exergifattig materia och exergifattig energi, d v s
värme av omgivningstemperatur.
Exergiberäkningar är förankrade i och kvantitativt relaterade till
naturlagarna och lämpar sig därför väl för att kvantitativt beskriva
förändringar i det livsuppehållande systemet, d v s hushållningen med resurser
över huvud taget i samhället. i naturen, i det livsuppehåIlande systemet. Detta
ger möjligheter att integrera samhällets ekonomi med det livsuppehållande
systemets.
Penningekonomin klarar däremot inte denna integration p g a sin bristande
förankring i fysikens lagar, d v s sin bristande verklighetsförankring.
Exergibegreppet erbjuder en fantastisk möjlighet att varsebli hur det
livsuppehållande systemet och de resursförnyande och resursförbrukande
processerna där påverkas av vårt sätt att bete oss. Vi får m a o en mycket
bättre verklighetsförankrad bild av hur vår verksamhet påverkar det
livsuppehållande systemets ekonomi och därmed också dess uthållighet.
Det är uthålligheten och hållbarheten och vad som krävs för att
samhället skall vara uthålligt, som här står i fokus. Det betyder att de
livsbetingelser, som vi människor är anpassade till och beroende av, måste
upprätthållas inom gränser, som visar sig vara ganska snäva och att det
livsuppehållande systemets sammansättning och egenskaper alltså måste
upprätthålls inom dessa snäva gränser.
Detta rimmar i och för sig väl med de nationella miljökvalitetsmål som tidigare
redovisats. Dessa är:
1. Begränsad klimatpåverkan
2. Frisk luft
3. Bara naturlig försurning
4. Giftfri miljö
5. Skyddande ozonskikt
6. Säker strålmiljö
7. Ingen övergödning
8. Levande sjöar och vattendrag
9. Grundvatten av god kvalitet
10. Hav i balans, levande kust och skärgård
11. Myllrande våtmarker
4.
12.
13.
14.
15.
16.
Levande skogar
Ett rikt odlingslandskap
Storslagen fjällmiljö
God bebyggd miljö
Ett rikt växt- och djurliv
Det livsuppehållande systemet innehåller stora mängder exergi bunden i
och upplagrad i strukturer, koncentrationer, gradienter och andra
kontraster, d. v. s. i de resurser, vilka konstituerar det livsuppehållande
systemet och förlänar det dess sammansättning och övriga egenskaper
inklusive dess livsbetingelser.
Om dessa resurser förbrukas, d v s bryts ned och omvandlas till avfall,
förlorar systemet exergi, vilket också innebär att systemets kemiska
sammansättning, fysiska tillstånd, livsbetingelser och andra egenskaper
ändras samtidigt. Fenomenet kallas i dagligt tal för miljöförstörelse.
Ett ex är vår förbrukning av fossila bränslen. Genom denna ändras, förutom
mängden fossila bränslen i jordskorpan, också atmosfärens sammansättning.
När bränslena förbränns, d v s reagerar kemiskt med syre från atmosfären,
bildas exergifattiga produkter i form av vatten och koldioxid. Koldioxiden
uppgår i atmosfären, vars koldioxidhalt således ökar och orsakar
klimatförändringar. Därmed ändras också livsbetingelserna i det
livsuppehållande systemet. Ett motsvarande resonemang kan föras
beträffande de förändringar som äger rum i Östersjön och i haven, lika väl
som beträffande alla andra förändringar av det livsuppehållande systemets
sammansättning och egenskaper.
I den mån vi och våra medvarelser inte är anpassade till dessa förändringar
och nya livsbetingelser som uppstår, hotas vår hälsa och fortsatta existens.
Det är därför viktigt att, inom snäva gränser, upprätthålla de livsbetingelser,
som vi och våra medvarelser är anpassade till och beroende av.
En grundförutsättning för detta är att det livsuppehållande systemets
resurser återskapas ur avfall och nedbrytningsprodukter i minst samma takt
som resurserna i fråga förbrukas och bryts ned till nedbrytningsprodukter
och avfall.
Svaret på den fråga som inledningsvis ställdes, om hur analysen av global
och Svensk hållbar utveckling påverkas av exergibegreppet, är i själva verket
ganska enkelt:
För att samhället skall kunna utvecklas på ett hållbart sätt måste
exergifixeringen, d v s resursförnyelsen ur avfall vara minst lika stor som
exergiförbrukningen, d v s nedbrytningen av resurser till avfall, i det
livsuppehållande systemet och politiken måste rättas därefter.
5.
För att uppfylla vad som stadgas i grundlagen, regeringsformen, (1
kap. 2§) och förverkliga de av regeringen uppsatta nationella
miljökvalitetsmålen samt åstadkomma ett uthålligt samhälle, måste
exergifixeringen ökas och exergiförbrukningen minskas radikalt i det
livsuppehållande systemet.
Då räcker inte regeringens förslag om ”Effektivare energianvändning och
transporter - för att främst minska utsläppen från energi- och
transportsektorerna och öka andelen förnybar energi”. Det förslaget innebär
bara att drivmedelsförbrukningen skall minskas för processer, vilka dock
fortfarande nettoförbrukar exergi i form av råvaror och andra exergirika
6.
resurser från det livsuppehållande systemet, d v s omvandlar exergirika
resurser till exergifattigare produkter i form av nedbrytningsprodukter och
avfall. Dessa avfall skickas tillbaka till det livsuppehållande systemet och
ändrar dess sammansättning och egenskaper inklusive dess livsuppehållande
förmåga
Det räcker inte heller med att skapa vad som kallas ”giftfria och resurssnåla
kretslopp – för att minska användningen av naturresurser och minska de
diffusa utsläppen av miljögifter”. Detta eftersom dessa förmenta
”kretslopp ” förbrukar naturresurser och alstrar utsläpp, d v s nettoförbrukar
exergi från det livsuppehållande systemet. Per definition är de då inte heller
några kretslopp och de bidrar då också till att förändra det livsuppehållande
systemets sammansättning och egenskaper, så att våra livsbetingelser
undermineras.
Myndigheternas tal om ”giftfria och resurssnåla kretslopp” visar tydligt att
de inte förstår vad kretslopp egentligen är.
För att uppfylla regeringens miljökvalitetsmål måste i princip alla avfall
förbrukas genom att omvandlas till nya resurser i samma takt som de bildas.
Det betyder i sin tur att exergi, i enlighet med termodynamikens andra lag,
inte kan hämtas inifrån det livsuppehållande systemet självt, d v s från
biosfären, ekosfären och geosfären, eftersom det skulle betyda att resurser
därifrån förbrukas och omvandlas till avfall. Exergin måste i stället komma
utifrån, in över systemgränsen. Det betyder i praktiken att exergi måste
hämtas från solljuset.
Bara om regeringens förslag om ”hushållning med mark och vatten – för att
bevara den biologiska mångfalden och skydda människors hälsa samt
miljöanpassad fysisk planering och hållbar bebyggelsestruktur”, innebär ökad
exergifixering och resursförnyelse och minskad exergiförbrukning d. v. s.
minskad resursförbrukning, ligger förslaget i linje med vad som krävs för att
samhället skall bli uthålligt.
Effektivare
teknik?
Enligt FN:s kommission för miljö och utveckling definieras uthållig utveckling
som ”en utveckling som tillgodoser dagens behov utan att äventyra framtida
generationers möjligheter att tillgodose sina.” Enligt samma deklaration
överenskoms att denna uthålliga samhällsutveckling skall åstadkommas genom
en kombination av teknisk- social och ekonomisk utveckling.
Om denna önskvärda uthålliga utveckling skall kunna komma till stånd krävs det
att den tekniska- sociala och ekonomiska utvecklingen leder fram till att
resursförnyelsen blir minst lika stor som resursförbrukningen i det
livsuppehållande systemet. Uttryckt i exergitermer måste exergifixeringen
vara minst lika stor som exergiförbrukningen i det livsuppehåIlande systemet
7.
Av termodynamikens andra lag följer att alla processer ovillkorligen förbrukar
mera exergi än de överför. Därför kommer alltid alla processer, som drivs med
exergi inifrån det livsuppehållande systemet självt, att nettoförbruka exergi
från detta system. Det är därför förfelat att bara göra tekniken, d v s
processerna en faktor 10 , faktor 100, eller faktor 1000 gånger effektivare
än dagens teknik. Detta eftersom tekniken i så fall lika fullt kommer att
nettoförbruka exergi från det livsuppehållande systemet och därmed
undergräva dess uthållighet.
Lösningen på samhällets och det livsuppehållande systemets
uthållighetsproblem ligger i stället i att utveckla teknik, processer och
beteenden som ökar systemets exergifixering från solljuset. Detta betyder i
sin tur att människans teknik måste bli minst lika effektiv som naturens, d v s
minst lika effektiv som de biologiska processerna redan är. Detta torde vara
utomordentligt svårt att åstadkomma i praktiken, eftersom effektiviteten,
mätt som exergiöverföringsförmåga, hos de biologiska processerna ofta nog
redan befinner sig nära den gräns som sätts av termodynamikens andra lag.
Det återstår därför att förbättra och optimera vår samverkan med våra
medvarelser i syfte att öka exergifixeringen och resursförnyelsen i det
livsuppehållande systemet. Hur detta kan åstadkommas i praktiken har vi hört
Folke Günter tala om här i dag.
Kravet på optimerad samverkan med våra medvarelser och optimering av
exergifixeringen i det livsuppehållande systemet (från solljuset) torde dock
vara oförenligt med de aktuella strävandena att ersätta fossila bränslen,
kärnkraft m m med etanol, rapsolja och andra biobränslen, för att driva bilar
och industrianläggningar m m. Dessa drivmedel hämtas ju också de inifrån det
livsuppehållande systemet och inte utifrån. in över systemgränsen.
Sammanfattning:
För att uppnå de uppsatta miljökvalitetsmålen måste resursförnyelsen göras
minst lika stor som resursförbrukningen, d v s att exergifixeringen göras
minst lika stor som exergiförbrukningen i det livsuppehållande systemet. De
16 miljömålen kan ses som 16 olika uttryck för ett och samma grundläggande
fenomen. Detta består i att exergifixeringen är för liten i förhållande till
exergifixeringen i det livsuppehållande systemet. Systemets sammansättning
och egenskaper förändras därför. Våra livsbetingelser förstörs helt enkelt till
följd av att allt mera resurser, d v s exergirik materia, omvandlas till avfall, d
v s exergifattig materia, i systemet, så att systemets sammansättning och
egenskaper, inklusive dess livsuppehållande förmåga, ändras.
