Relational Analysis of the Oil Metabolism. Exploring biophysical limits to the development of social-ecological systems

Abstract

L’energia fòssil és omnipresent a les pràctiques de producció i consum de la societat occidental. Com a habitants urbans, estem tan distanciats de les realitats biofísiques que subjauen al metabolisme social, que vam perdre la consciència sobre el paper vital dels combustibles fòssils a les societats modernes. Les limitacions biofísiques i les fragilitats del metabolisme global de l’energia fòssil es descuiden sistemàticament quan es delibera sobre polítiques energètiques i climàtiques. Tots els plans ideats per les institucions democràtiques i capitalistes occidentals s’han preocupat únicament de proporcionar solucions tecnològiques innovadores per prevenir el canvi climàtic, mantenint alhora inalterat el nostre consum de recursos. Malauradament, aquest marc és problemàtic. Aquesta dissertació és una exploració dels límits biofísics per al desenvolupament de sistemes socioecològics. D’una banda, els límits endògens dins de l’esfera social. Aquests límits consisteixen en restriccions biofísiques internes a les dinàmiques socials. Tot i l’enorme població mundial, en un futur proper podríem enfrontar-nos a una escassetat sistèmica de temps humà dins de països específics. Cal temps, tant dins com fora del mercat, per produir i consumir els béns i serveis necessaris per sostenir el metabolisme social. L’assignació del pressupost de temps disponible és afectada per factors energètics i demogràfics. A les societats postindustrials, una gran part del temps es dedica als sectors domèstic i de serveis. Això implica una reducció important de l’activitat humana en els sectors primari i secundari de l’economia. Aquest patró metabòlic se sustenta en una capitalització tècnica hipertròfica dels sectors primari i secundari, una estructura demogràfica immadura i una forta dependència de les importacions. Amb el temps, però, la gent envelleix i el nivell de potència expressat per les tecnologies fossils assoleix un sostre termodinàmic. Cada cop és més difícil impulsar la productivitat laboral de la fracció cada cop més reduïda de treballadors que s’espera que subministrin els béns consumits per la societat. Quan la major part del pressupost de temps s’inverteix en serveis i consum final, en lloc de subministrar els consums biofísics, es limita el creixement econòmic. Aquest impàs es pot abordar temporalment augmentant encara més la inversió de capital, externalitzant les hores de treball i important població econòmicament activa (immigració). Tot i això, aquestes no són solucions que puguin implementar-se a nivell global. Sense fonts d’energia revolucionàries, una solució a llarg termini continua essent difícil d’assolir. Per altra banda, els sistemes socioecològics enfronten límits ambientals. Aquests límits emergeixen no només del costat de l’embornal (emissions de CO2), sinó també del costat de l’oferta (disponibilitat de recursos). Les pràctiques socials han de ser alimentades, en quantitat i qualitat, per vectors energètics adequats. El subministrament d’aquests vectors ha de ser compatible amb els processos naturals a la biosfera durant escales de temps prolongades. En un escenari futur dominat per la “revolució del petroli no convencional” i el considerable esgotament dels jaciments convencionals, podríem trobar-nos amb l’escassetat de productes petrolífers específics, mentre experimentem una pressió climàtica creixent. L’amenaça urgent del canvi climàtic sembla que genera una negació sistèmica de la importància de preservar el sector energètic. Tot i això, a curt i mitjà termini, la preservació del metabolisme del petroli és tan important com la preservació de l’estabilitat climàtica per garantir la sostenibilitat dels sistemes socioecològics moderns. Aquest equilibri delicat s’ha d’abordar en el discurs social sobre les transicions energètiques, sota pena de desestabilitzar tot el teixit social occidental. El marc relacional emprat en aquesta tesi és el primer pas cap a una nova ontologia per navegar amb èxit la inevitable senectut del metabolisme social occidental.

La energía fósil es omnipresente en las prácticas de producción y consumo de la sociedad occidental. Como habitantes urbanos, estamos tan distanciados de las realidades biofísicas que subyacen al metabolismo social, que perdimos la conciencia sobre el papel vital de los combustibles fósiles en las sociedades modernas. Las limitaciones biofísicas y las fragilidades del metabolismo global de la energía fósil se descuidan sistemáticamente cuando se delibera sobre políticas energéticas y climáticas. Todos los planes ideados por las instituciones democráticas y capitalistas occidentales se han preocupado únicamente por proporcionar soluciones tecnológicas innovadoras para prevenir el cambio climático, manteniendo al mismo tiempo inalterado nuestro consumo de recursos. Desafortunadamente, este marco es problemático. Esta disertación es una exploración de los límites biofísicos para el desarrollo de sistemas socio-ecológicos. Por un lado, los límites endógenos dentro de la esfera social. Estos límites consisten en restricciones biofísicas internas a las dinámicas sociales. A pesar de la enorme población mundial, en un futuro cercano podríamos enfrentarnos a una escasez sistémica de tiempo humano dentro de países especificos. Se requiere tiempo, tanto dentro como fuera del mercado, para producir y consumir los bienes y servicios necesarios para sostener el metabolismo social. La asignación del presupuesto de tiempo disponible se ve afectada por factores energéticos y demográficos. En las sociedades posindustriales, una gran parte del tiempo se dedica a los sectores doméstico y de servicios. Esto implica una importante reducción de la actividad humana en los sectores primario y secundario de la economía. Este patrón metabólico se sustenta en una capitalización técnica hipertrófica de los sectores primario y secundario, una estructura demográfica inmadura y una fuerte dependencia de las importaciones. Sin embargo, con el tiempo la gente envejece y el nivel de potencia expresado por las tecnologías fosiles alcanza un techo termodinámico. Cada vez es más difícil impulsar la productividad laboral de la fracción cada vez más reducida de trabajadores que se espera que suministren los bienes consumidos por la sociedad. Cuando la mayor parte del presupuesto de tiempo se invierte en servicios y consumo final, en lugar de suministrar los insumos biofísicos, se limita el crecimiento economico. Este impasse puede abordarse temporalmente aumentando aún más la inversión de capital, externalizando las horas de trabajo e importando población económicamente activa (inmigración). Sin embargo, estas no son soluciones que puedan implementarse a nivel global. Sin fuentes de energía revolucionarias, una solución a largo plazo sigue siendo difícil de alcanzar. Por otro lado, los sistemas socioecológicos enfrentan límites ambientales. Estos límites emergen no solo del lado del sumidero (emisiones de CO2), sino también del lado de la oferta (disponibilidad de recursos). Las practicas sociales deben ser alimentadas, en cantidad y calidad, por vectores energéticos adecuados. El suministro de esos vectores debe ser compatible con los procesos naturales en la biosfera durante escalas de tiempo prolongadas. En un escenario futuro dominado por la “revolución del petróleo no convencional” y el considerable agotamiento de los yacimientos convencionales, podríamos encontrarnos con la escasez de productos petrolíferos específicos, mientras experimentamos una creciente presión climática. La amenaza urgente del cambio climático parece generar una negación sistémica de la importancia de preservar el sector energético. Sin embargo, a corto y mediano plazo, la preservación del metabolismo del petróleo es tan importante como la preservación de la estabilidad climática para garantizar la sostenibilidad de los sistemas socioecológicos modernos. Este delicado equilibrio debe abordarse en el discurso social sobre las transiciones energéticas, so pena de desestabilizar todo el tejido social occidental. El marco relacional empleado en esta tesis es el primer paso hacia una nueva ontología para navegar con éxito la inevitable senectud del metabolismo social occidental.

Fossil energy is ubiquitous in Western societal production and consumption practices. As urban dwellers, we are so detached from the biophysical realities underlying Western societal metabolism, that we lost awareness about the vital role of fossil fuels as enablers of modern societies. Biophysical supply-side constraints and the fragilities of global fossil energy metabolism are systematically neglected when deliberating on energy and climate policies. Listening to the debate about sustainability on the media, the only relevant threat to Western civilization seems to be climate change. Therefore, according to the modern positivistic worldview, every plan conceived by Western democratic and capitalistic institutions has been about providing innovative techno-fixes to prevent climate disruption, while maintaining our resource intensive way of life. Unfortunately, this framework is problematic. And in the West, we are realizing it on our own skin. This dissertation is an exploration into the biophysical limits to the development of social-ecological systems. On one side, endogenous limits within the social sphere. These limits consist of biophysical constraints hidden inside the internal dynamics of a society. Recognizing the existence of endogenous limits introduces a new perspective in sustainability analysis, that currently is totally neglected. Much has been said about overpopulation: too many people, that on average consume way too much, on a finite pool of resource. In fact, despite the huge human population, in the near future we may experience systemic shortages of human time inside individual countries, to the degree of potentially choking global economic growth. Human time is required, both inside and outside the market, to produce and consume the goods and services needed to sustain societal metabolism. The allocation of the available time budget is affected by energy and demographic factors, such as the dependency ratio of a society or the power level at which socio-economic sectors consume energy carriers. The wealthier a society is, the more we observe an evolutionary convergence toward an intensive allocation of human time in consumption activities, and less in producing biophysical commodities. That is, in post-industrial societies, a large share of time is allocated in the reproduction of the dependent population, in the household sector, and in the activities of the service sector. This entails a major reduction of human activity in the primary and secondary sectors of the economy. Indeed, developed societies can operate with negligible fractions of workers in the primary sectors (less than 5% of the work 10 force in agriculture and around 1 % in the energy sector). This metabolic pattern is sustained by a hypertrophic technical capitalization of the primary and secondary sectors, an immature demographic structure – both boosting labor productivity –, and a heavy reliance on imports. However, if in the first phase of industrialization the demographic structure was still not generating a large overhead of dependent population, over time people get old, and the power level expressed by fossil fuels and associated technologies hits a thermodynamic ceiling. It is increasingly difficult to boost the labor productivity of the shrinking fraction of workers expected to supply the goods consumed by society. When the largest fraction of the time budget of a society is invested in services and final consumption, rather than in supplying the biophysical inputs required by the metabolic process, further growth is constrained. Productivity bottlenecks emerge in the productive sectors. This impasse may be addressed temporary by further increasing capital investment, externalizing the requirement of working hours through imports of goods and services, and importing economically active population through immigration. However, these are not global solutions that can be implemented in a “zero sum game”. Without revolutionary energy sources capable of supporting power levels of productivity and metabolic