La diseguaglianza nella distribuzione dell’energia a livello mondiale diminuisce, ma a quale prezzo?
Lo scrittore del 18° secolo Adam Smith utilizzò una buona metafora
per descrivere il modo in cui la società utilizza le risorse. Nel suo
libro “La Ricchezza delle Nazioni” egli mette in evidenza che anche se
gli individui si sforzano tramite l’ingegno personale al fine di avere
dei vantaggi nella vita, essi inavvertitamente contribuiscono – come se
fossero sotto l’influenza di una “mano nascosta” – ad una domanda
aggregata di ricchezza. Bene, se Smith fosse un fisico e vivesse nel 21°
secolo sarebbe probabilmente tentato di comparare persone e nazioni a
delle molecole, nonchè a rimpiazzare la definizione “mano nascosta” con
un più moderno “processo termodinamico”.
Il Comportamento Esponenziale
Victor Yakovenko, uno scienziato del Joint Quantum Institute studia i paralleli esistenti tra nazioni e molecole. La distribuzione di energia tra le molecole di un gas e la distribuzione pro capite del consumo d’energia seguono entrambi una crescita esponenziale. Ovvero, la probabilità di avere un certo valore di energia è proporzionale a e^(-E/kT) dove “T” è la temperatura e “k” è il fattore di proporzionalità chiamata “Costante di Boltzmann“. (La “temperatura” qui è considerata come la media nazionale di consumo energetico pro-capite nel mondo.)
Gli studi sul consumo energetico mondiale spesso mostrano intervalli di consumo energetici o di popolazione in un determinato periodo di tempo. Yakovenko e i suoi colleghi preferiscono illustrare tramite una costante di crescita esponenziale l’utilizzo energetico nazionale rapportando appunto la popolazione al consumo pro-capite.
I ricercatori del JQI hanno basato il loro lavoro sui dati provenienti dall’EIA (U.S. Energy Information Administration). Hanno coperto così un periodo che và dal 1980 al 2010 includendo dati di più di 200 nazioni differenti. I loro risultati sono stati pubblicati sul giornale “Entropy”. Non è il primo studio del genere, in quanto Yakovenko ne ha già effettuato uno riguardante la distribuzione delle entrate pro-capite a livello nazionale in passato.
In realtà, i dati sul consumo possono essere rappresentati in un
altro modo che illustra la natura distributiva dell’energia utilizzata.
In una “distribuzione di Lorentz”
gli assi verticale e orizzontale sono entrambi adimensionali. La figura
a fianco rappresenta questi dati riguardanti gli anni
1980/1990/2000/2010 assieme all’andamento esponenziale idealizzato in
nero in una quinta curva.
Massima Entropia
Quest’ultima quinta curva corrisponde ad uno stato di massima entropia nella distribuzione dell’energia. Entropia non significa meramente disordine, piuttosto è una misura del numero di differenti possibili stati in cui il sistema può trovarsi e esistere. Se, per esempio, 100 Euro dovessero essere divisi tra dieci persone, la totale uguaglianza comporterebbe 10 Euro ciascuno. Nella figura a fianco, questo stato è rappresentato dalla retta continua in diagonale. La massima diseguaglianza si avrebbe danto tutti i 100 Euro ad una singola persona. La sua rappresentazione nel grafico sarebbe una linea che prosegue sul fondo dell’asse orizzontale per poi risalire verticalmente per quello verticale.
Statisticamente entrambi questi scenari sono piuttosto improbabili perchè corrispondono a situazioni uniche. La maggior parte delle possibili divisioni assomigliano piuttosto a questo esempio: una persona riceve 27 Euro, la seconda 15 Euro e così via a diminuire fino alla persona numero dieci che riceve solamente 3 Euro. La quinta curva nera nella rappresentazione grafica illustra questo caso medio dove, in competizione causa scarsità di risorse energetiche, non prevale ne la totale inequità ne la totale egualità.
Ovviamente, le etichette lungo le curve ci aiutano a ricordare come alcune nazioni ottengano molto meno della media e altre al contrario molto di più. La pendenza della curva corrisponde al consumo energetico pro-capite. Notiamo così che le posizioni in alto a destra sono occupate dalle nazioni ad alto consumo: USA, Russia, Francia, UK. In basso a sinistra invece, l’esatto opposto che include anche India e Brasile. La risalita della curva da parte della Cina è il cambiamento più drammatico degli ultimi 40 anni.
Ineguaglianza
La disuguaglianza tra abbienti e non abbienti è spesso caratterizzata da un fattore chiamato il coefficiente di Gini G (introdotto dallo statistico italiano Corrado Gini) definito come l’area compresa tra la curva di Lorentz e la diagonale continua divisa per la metà dell’area presente al di sotto della diagonale. G viene quindi compreso tra 0 e 1, dove 0 corrisponde alla perfetta eguaglianza e 1 alla totale ineguaglianza. La curva corrispondente alla condizione di massima entropia, ha un valore G di 0,5.
Gli scienziati del JQI hanno calcolato G nel tempo e ne hanno ricavato il grafico qui in alto a destra. Esso mostra come G sia sceso nel corso degli anni. In altre parole, l’ineguaglianza per quanto riguarda il consumo energetico tra le nazioni stà continuando a calare. Molti economisti attribuiscono questo recente sviluppo alla crescente globalizzazione del commercio. E come a sottolineare la natura termodinamica caratterizzante il flusso delle materie prime, un recente studio di Branko Milanovic della Banca Mondiale mostra una curva di Gini molto simile a questa. Egli ha tracciato il declino di diseguaglianza del reddito globale utilizzando un parametro chiamato parametro chiamato parità di potere d’acquisto (PPA) fra nazioni (4).
Può continuare?
L’ultima figura suggerisce che la tendenza verso una minore diseguaglianza dei consumi comincerà a stallare avvicinandosi al suo comportamento pienamente esponenziale. Questo avviene a causa dell’applicaizone delle inesorabili leggi della termodinamica al consumo energetico nazionale?. Come con le molecole di gas, dove alcune molecole sono “ricche” (possiedono maggiore energia) e altre “povere” alcune nazioni sono destinate ad essere povere?.
Forse no. Il professor Yakovenko crede che un modo ovvio per alterare le circostanze della distribuzione di energia espressa nelle figure ivi sopra è l’ulteriore sviluppo delle fonti di energia rinnovabile.
L’Entropia delle Nazioni in un grafico
Curva
esponenziale di Boltzmann-Gibbs illustrante la distribuzione
dell’energia molecolare in un gas somiglia molto al consumo pro-capite
di energia delle nazioni del mondo.
Victor Yakovenko, uno scienziato del Joint Quantum Institute studia i paralleli esistenti tra nazioni e molecole. La distribuzione di energia tra le molecole di un gas e la distribuzione pro capite del consumo d’energia seguono entrambi una crescita esponenziale. Ovvero, la probabilità di avere un certo valore di energia è proporzionale a e^(-E/kT) dove “T” è la temperatura e “k” è il fattore di proporzionalità chiamata “Costante di Boltzmann“. (La “temperatura” qui è considerata come la media nazionale di consumo energetico pro-capite nel mondo.)
Gli studi sul consumo energetico mondiale spesso mostrano intervalli di consumo energetici o di popolazione in un determinato periodo di tempo. Yakovenko e i suoi colleghi preferiscono illustrare tramite una costante di crescita esponenziale l’utilizzo energetico nazionale rapportando appunto la popolazione al consumo pro-capite.
I ricercatori del JQI hanno basato il loro lavoro sui dati provenienti dall’EIA (U.S. Energy Information Administration). Hanno coperto così un periodo che và dal 1980 al 2010 includendo dati di più di 200 nazioni differenti. I loro risultati sono stati pubblicati sul giornale “Entropy”. Non è il primo studio del genere, in quanto Yakovenko ne ha già effettuato uno riguardante la distribuzione delle entrate pro-capite a livello nazionale in passato.
1980 (blu) 1990 (marrone) 2000 (verde) 2010 (rosso) e idealizzato esponenziale (nero)
Massima Entropia
Quest’ultima quinta curva corrisponde ad uno stato di massima entropia nella distribuzione dell’energia. Entropia non significa meramente disordine, piuttosto è una misura del numero di differenti possibili stati in cui il sistema può trovarsi e esistere. Se, per esempio, 100 Euro dovessero essere divisi tra dieci persone, la totale uguaglianza comporterebbe 10 Euro ciascuno. Nella figura a fianco, questo stato è rappresentato dalla retta continua in diagonale. La massima diseguaglianza si avrebbe danto tutti i 100 Euro ad una singola persona. La sua rappresentazione nel grafico sarebbe una linea che prosegue sul fondo dell’asse orizzontale per poi risalire verticalmente per quello verticale.
Statisticamente entrambi questi scenari sono piuttosto improbabili perchè corrispondono a situazioni uniche. La maggior parte delle possibili divisioni assomigliano piuttosto a questo esempio: una persona riceve 27 Euro, la seconda 15 Euro e così via a diminuire fino alla persona numero dieci che riceve solamente 3 Euro. La quinta curva nera nella rappresentazione grafica illustra questo caso medio dove, in competizione causa scarsità di risorse energetiche, non prevale ne la totale inequità ne la totale egualità.
Ovviamente, le etichette lungo le curve ci aiutano a ricordare come alcune nazioni ottengano molto meno della media e altre al contrario molto di più. La pendenza della curva corrisponde al consumo energetico pro-capite. Notiamo così che le posizioni in alto a destra sono occupate dalle nazioni ad alto consumo: USA, Russia, Francia, UK. In basso a sinistra invece, l’esatto opposto che include anche India e Brasile. La risalita della curva da parte della Cina è il cambiamento più drammatico degli ultimi 40 anni.
IneguaglianzaLa disuguaglianza tra abbienti e non abbienti è spesso caratterizzata da un fattore chiamato il coefficiente di Gini G (introdotto dallo statistico italiano Corrado Gini) definito come l’area compresa tra la curva di Lorentz e la diagonale continua divisa per la metà dell’area presente al di sotto della diagonale. G viene quindi compreso tra 0 e 1, dove 0 corrisponde alla perfetta eguaglianza e 1 alla totale ineguaglianza. La curva corrispondente alla condizione di massima entropia, ha un valore G di 0,5.
Gli scienziati del JQI hanno calcolato G nel tempo e ne hanno ricavato il grafico qui in alto a destra. Esso mostra come G sia sceso nel corso degli anni. In altre parole, l’ineguaglianza per quanto riguarda il consumo energetico tra le nazioni stà continuando a calare. Molti economisti attribuiscono questo recente sviluppo alla crescente globalizzazione del commercio. E come a sottolineare la natura termodinamica caratterizzante il flusso delle materie prime, un recente studio di Branko Milanovic della Banca Mondiale mostra una curva di Gini molto simile a questa. Egli ha tracciato il declino di diseguaglianza del reddito globale utilizzando un parametro chiamato parametro chiamato parità di potere d’acquisto (PPA) fra nazioni (4).
Può continuare?
L’ultima figura suggerisce che la tendenza verso una minore diseguaglianza dei consumi comincerà a stallare avvicinandosi al suo comportamento pienamente esponenziale. Questo avviene a causa dell’applicaizone delle inesorabili leggi della termodinamica al consumo energetico nazionale?. Come con le molecole di gas, dove alcune molecole sono “ricche” (possiedono maggiore energia) e altre “povere” alcune nazioni sono destinate ad essere povere?.
Forse no. Il professor Yakovenko crede che un modo ovvio per alterare le circostanze della distribuzione di energia espressa nelle figure ivi sopra è l’ulteriore sviluppo delle fonti di energia rinnovabile.
Questi grafici si applicano ad un mondo globalizzato, ben miscelato, dove un insieme di combustibili fossili esauribili è ridistribuibile su scala globale. Se il mondo passasse all’energia rinnovabile prodotta e consumata localmente e la finisse di mischiare il mazzo di carte dei combustibili fossili allora non si applicherebbero più le leggi della probabilità, e la disuguaglianza potrebbe essere ulteriormente abbassata. Dopo tutto, il sole splende più o meno alla stessa maniera su tutti.Yakovenko aggiunge che per una crescita esponenziale sarà necessaria ciò che lui chiama “la regola dei terzi” . Questo vuol dire che 1/3 della popolazione mondiale consumerà 2/3 dell’energia totale prodotta mentre i restanti 2/3 della popolazione consumeranno il rimanente terzo dell’energia rimasta.
Nessun commento:
Posta un commento