A economia mundial está se descolando; Modelos falham no comportamento do mundo real

Tornou-se moda usar modelos para prever o futuro, mas modelos simples não consideram a dinâmica do mundo real. Eles não consideram a importância da infraestrutura já existente e os tipos de produtos energéticos que essa infraestrutura requer. Eles não consideram a importância de continuar a produção de alimentos. Eles não consideram a dinâmica de “bens e serviços insuficientes para todos”.

Neste post, examinarei algumas evidências que sugerem que devemos esperar que a economia mundial se desvincule à medida que os limites são atingidos. Um corolário é que não podemos esperar que uma transição para um mundo alimentado por energias renováveis funcione.

[1] É fácil mostrar que os suprimentos de energia de um mundo finito acabarão ficando aquém das necessidades.

Qualquer um pode modelar os suprimentos de energia de um mundo finito como um balde de areia e uma pá. Se a pá for usada para remover a areia do balde, ele acabará ficando vazio. Se começarmos com um balde maior de areia, talvez o processo possa ser adiado. Ou, se usarmos uma pá menor, o processo será atrasado. Mas o resultado será o mesmo.

Em 1957, o contra-almirante Hyman Rickover, da Marinha dos Estados Unidos, fez um discurso no qual disse:

“Pois é um fato desagradável que, de acordo com nossas melhores estimativas, as reservas totais de combustível fóssil recuperáveis a não mais que o dobro do custo unitário de hoje provavelmente se esgotarão em algum momento entre os anos 2000 e 2050, se os padrões de vida atuais e as taxas de crescimento populacional forem levadas em consideração.”

Nesse discurso, Rickover destacou a importância dos combustíveis fósseis para manter nosso padrão de vida e vencer guerras. Ficou claro para os militares que os suprimentos de energia de combustíveis fósseis eram tremendamente importantes na prevenção de problemas futuros para a economia.

[2] A história mostra que as economias tendem a crescer e eventualmente entrar em colapso.

As economias tendem a operar em ciclos, conforme ilustrado na Figura 1.

Figura 1. Meu gráfico das descobertas de Peter Turchin e Surgey Nefedov em seu livro de 2009, Secular Cycles.

As oito economias analisadas por Turchin e Nefedov mudaram-se para uma nova área ou adquiriram um novo recurso energético. Essas economias tendiam a crescer por longos períodos, bem acima de 100 anos, até que as populações atingissem a capacidade de carga dos recursos disponíveis. Essas economias conseguiram contornar esses limites de recursos durante um período de estagflação, que normalmente durou cerca de 50 a 60 anos. Eventualmente, os problemas se tornaram grandes demais para serem superados. Um período de crise de queda da população e do PIB, com duração de 20 a 50 anos, normalmente se seguiu.

[3] A economia mundial hoje parece estar seguindo um ciclo semelhante baseado no uso de combustíveis fósseis. Na verdade, parece que estamos no Período de Crise desse ciclo.

A economia mundial baseada em combustíveis fósseis de hoje começou a crescer em momentos variados, em vários lugares ao redor do mundo, tornando-se bem estabelecida no início do século XIX. Parece ter atingido um período de estagflação entre 1970 e 1980. Padrões recentes de oferta de petróleo per capita, taxas de juros e níveis de dívida sugerem para mim que a economia mundial entrou no período de crise do ciclo atual.

Para mim, o abastecimento de petróleo, particularmente o petróleo bruto, é excepcionalmente importante para manter a economia em crescimento porque é fortemente utilizado na produção de alimentos e no seu transporte para o mercado. Na verdade, é muito utilizado no transporte de todos os tipos. Podemos ver o que está errado observando a tendência do petróleo bruto per capita (linha azul na Figura 2).

Figura 2. Oferta mundial de petróleo per capita com base em dados da US Energy Information Administration.

Na Figura 2, uma linha é traçada em 2005, quando muitos acreditam que o pico do petróleo “convencional” foi atingido. A linha em 2009 aponta a queda de longo prazo no consumo de petróleo per capita entre 2005 e 2009, relacionada pelo menos em parte à Grande Recessão de 2008-2009. Houve outra queda acentuada no petróleo bruto per capita em 2020, e essa queda não foi compensada. Os cortes na perfuração e os baixos preços do petróleo sugerem que o consumo per capita pode nunca se recuperar ao nível de 2018.

As taxas de juros dos Estados Unidos ao longo do tempo indicam um claro padrão de altos e baixos, com aumentos até 1981 e principalmente quedas desde então (Figura 3). Aumentar as taxas de juros é como frear a economia porque torna os pagamentos mensais dos empréstimos mais altos. Baixar as taxas de juros é como pisar fundo no acelerador.

Figura 3. Taxas de juros de Letras do Tesouro de 3 meses, Títulos do Tesouro de 10 anos e Hipotecas de Taxa Fixa de 30 anos, com base em informações do Federal Reserve de Saint Louis.

Os EUA estavam em um período de estagflação depois de 1980. Taxas de juros mais baixas ajudaram a impulsionar a economia, pelo menos até que não pudessem mais cair. O primeiro lugar em que as taxas de juros estagnaram foi em 2008, quando atingiram zero para a dívida de prazo mais curto. Por volta do início de 2021, as taxas de juros começaram a subir, para tentar conter a inflação.

Ao mesmo tempo, a capacidade dos EUA de aumentar a dívida, exceto a dívida do governo dos EUA, parece ter parado por volta de 2008 e novamente em 2021.

Figura 4. Índices de dívida em relação ao PIB dos EUA por setor com base em dados do Federal Reserve de St. Louis. Os valores para dívida total e para Famílias (que inclui organizações sem fins lucrativos, como igrejas), Empresas Não Financeiras e Governo Federal são deste banco de dados. Financial+ é calculado por subtração.

A combinação das Figuras 2, 3 e 4 sugere que a economia mundial está em terreno instável desde 2008. A economia dos EUA tem operado com taxas de juros incrivelmente baixas. Se o mundo perder a capacidade de esconder os problemas de energia por trás de juros cada vez mais baixos e dívidas cada vez mais altas (particularmente a dívida do governo), muitas partes da economia poderão começar a desmoronar.

[4] O suprimento total de energia do mundo deve aumentar pelo menos tão rápido quanto a população para manter a economia crescendo e longe do colapso.

Alguns anos atrás, fiz uma análise do crescimento do consumo de energia em comparação com o crescimento da população no período de 1820 a 2020. Descobri que, quando o consumo de energia aumentava mais rapidamente do que a população, tendia a haver um aumento nos padrões de vida. Quando o consumo de energia crescia tão rápido quanto a população, coisas problemáticas (como guerras e colapsos governamentais) tendiam a acontecer (Figura 5).

Figura 5. Gráfico de Gail Tverberg usando dados de várias fontes, em dados de energia das estimativas de Vaclav Smil de Energy Transitions: History, Requirements and Prospects, juntamente com dados estatísticos da BP para 1965 e subsequentes.

Na Figura 5, a soma das áreas vermelha e azul representa o crescimento do consumo mundial de energia por períodos de 10 anos. As áreas azuis representam porcentagens de crescimento populacional durante esses períodos de 10 anos. A área vermelha é determinada por subtração. Representa a quantidade de crescimento do consumo de energia que “sobra” para o crescimento dos padrões de vida. Quando o crescimento do consumo de energia era insuficiente, as guerras tendiam a ocorrer e levou ao colapso do governo central da União Soviética.

Estamos agora em um ponto em que o consumo de energia pode diminuir drasticamente nos próximos anos, especialmente se tentarmos converter para um sistema baseado em energia solar e eólica intermitente. A queda no consumo de energia, em relação à população, provavelmente seria bem pior do que qualquer situação que já vivenciamos no passado. Além de insuficientes em quantidade, as energias eólica e solar não são adequadas para suprir nossa necessidade mais básica, que é fornecer os insumos de que os agricultores precisam para nos fornecer alimentos.

[5] Uma chave para entender o papel dos combustíveis dos tipos certos é entender a forma como a economia opera baseada na física.

A economia é muito parecida com o corpo humano. A operação de ambos é regida pelas leis da física. O corpo humano precisa consumir uma variedade de produtos alimentares. Alimentos alternativos podem ser usados, mas a quantidade total de alimentos precisa ser suficiente para a população e seu nível de atividade.

Da mesma forma, a economia mundial requer uma variedade de produtos energéticos para operar. Substituições às vezes podem ser feitas, mas a quantidade total deve ser suficiente para sustentar as atividades da economia, incluindo o fornecimento de alimentos e água adequados para a população e formas de transportar esses itens para a população que precisa deles.

Existem outras semelhanças também. Os seres humanos começam como bebês pequenos. Eventualmente, os humanos envelhecem. Nos anos que antecedem a morte, muitas vezes tornam-se frágeis. O ciclo descendente no final da vida de uma economia é um pouco semelhante. As economias, mesmo a economia mundial, não podem durar para sempre.

[6] Para construir e manter cidades, é necessário que a energia seja facilmente armazenável.

Em seu livro Against the Grain, o cientista político americano James C. Scott aponta que, para que os governos cresçam e forneçam infraestrutura para as cidades, é necessário tributar os agricultores. O grão é ideal para isso; tributar uma colheita de raízes, como a batata-doce, não funciona bem. Culturas de raízes são difíceis de ver quando estão crescendo. Eles também são mais difíceis de transportar e armazenar.

Claramente, os agricultores devem ter um excedente de energia armazenável para fazer as cidades e boas estradas funcionarem. Eles devem ser capazes de produzir esse excedente de energia de maneira suficientemente lucrativa para que os governos possam tributá-lo e usar os rendimentos em benefício da população em geral.

Acho que o excesso de energia armazenável é a verdadeira “energia líquida” sobre a qual alguns autores escrevem. Uma cidade não pode operar apenas quando o vento está soprando ou o sol está brilhando. Todos encheriam as estradas ao mesmo tempo, tentando chegar a um trabalho que poderia durar apenas alguns minutos. Ainda hoje, para que uma cidade tenha eletricidade quando ela é necessária, mesmo no inverno, é necessário que haja um suprimento armazenável de combustível para fornecer essa eletricidade. As baterias não podem fornecer esse nível de armazenamento; ficaríamos sem materiais.

As cidades são essenciais para o compartilhamento de ideias e para o funcionamento das grandes indústrias.

Podemos ter uma economia de caçadores-coletores funcionando apenas com energia intermitente. Podemos até ter cidades baseadas em grãos armazenados, como as civilizações fizeram no passado. Mas a população precisaria ser muito menor do que os 8 bilhões de hoje.

[7] Tanto a densidade de energia quanto a capacidade de armazenamento são necessárias para alimentar a população mundial.

Um agricultor precisa de máquinas que não sejam tão pesadas de modo a afundar no solo. A compactação do solo também é um problema com máquinas pesadas. Se o solo estiver compactado, a água não consegue passar pelos poros adequadamente. A chuva tenderá a escorrer, causando erosão, em vez de afundar, para fornecer benefícios a longo prazo. A compactação do solo já é um problema com as grandes máquinas de hoje. Combustíveis menos densos ou o uso de baterias pesadas agravarão ainda mais o problema.

O combustível denso em energia também é necessário para o transporte de alimentos. Na verdade, combustível denso em energia, como diesel ou combustível de aviação, é usado em quase todos os veículos muito grandes de hoje. Veículos pesados operados em situações que exigem grandes concentrações de energia precisam especialmente de combustível denso em energia. Exemplos incluem caminhões, ônibus que sobem morros íngremes, aviões que precisam de energia para decolar, veículos agrícolas que podem ficar presos na lama e veículos usados na construção de estradas.

Os trens que operam em trilhos suaves, com gradientes limitados, não precisam das mesmas quantidades de energia, por isso às vezes são elétricos. Os barcos geralmente não precisam de grandes demandas de energia, mas os barcos geralmente usam um combustível líquido denso em energia para impulsioná-los em viagens longas. Armazenar eletricidade suficiente em baterias para alimentar viagens tão longas seria impraticável.
A recém-publicada Revisão Estatística da Energia Mundial de 2023 (agora produzida pelo Instituto de Energia, em vez da BP) mostra que os tipos de óleo combustível mais pesados e mais densos em energia estão caindo como uma parcela do suprimento mundial de petróleo.

Figura 6. O gráfico mostra que os tipos de derivados de petróleo mais densos em energia (soma de diesel, combustível de aviação/querosene e óleo combustível) vêm caindo em relação à oferta mundial de diesel ou óleo líquido total. Todos os valores usados no cálculo são da Revisão Estatística da Energia Mundial de 2023 da EI, exceto para o petróleo bruto mundial de 1980 a 1999, que é baseado em dados da EIA.

Essas classes mais pesadas são as mais adequadas às necessidades essenciais de energia futura e parecem estar se esgotando mais rapidamente.

[8] A complexidade adicionada é enganosa. Parece que pode economizar energia, mas tende a aumentar as disparidades salariais e fragilizar o sistema como um todo.

A complexidade adicional de uma economia inclui mudanças como mais infraestrutura construída (estradas, barragens, pontes), empresas maiores, mais especialização dos trabalhadores, mais comércio internacional e cadeias de suprimentos mais longas. É fácil para os modeladores presumir que essas mudanças não têm custo de energia, mas, na realidade, têm.
As mudanças que permitem uma complexidade crescente andam de mãos dadas com mais dívida e mais financeirização da economia. Com maior complexidade, proprietários e gerentes de empresas, bem como trabalhadores altamente qualificados, tendem a receber uma parcela desproporcional da riqueza. Isso significa que pouco sobra para os trabalhadores não pertencentes à elite. Essas disparidades salariais e de riqueza levam à infelicidade dos trabalhadores com salários mais baixos. Este é especialmente o caso durante as recessões econômicas.

Com maior complexidade, o sistema se torna mais frágil. As linhas de abastecimento tornam-se mais longas, por isso as peças em falta têm maior probabilidade de ser um problema. Peças de reparo para turbinas eólicas podem ficar indisponíveis, por exemplo. A rede dos EUA precisaria de grandes melhorias para lidar com o aumento proposto de energia eólica e solar e as demandas de veículos elétricos. Todas as demandas simultâneas de commodities podem se tornar demais para os fornecedores atenderem.
Mesmo as mudanças nos sistemas financeiros podem ser um problema sério. Com o conflito sobre o sistema de processamento de dinheiro SWIFT, um grupo de países começará a usar um programa de câmbio financeiro diferente, como o sistema de mensagens financeiras do Irã, o SEPAM? As nações ocidentais se verão impedidas de comprar insumos dos quais dependem?

[9] A modelagem subjacente à análise do livro de 1972 The Limits to Growth mostra que (total de materiais necessários para reinvestimento a cada ano) como uma porcentagem de (produção econômica total) é um limite importante.

De alguma forma, a economia deve fornecer bens e serviços suficientes tanto para as necessidades dos atuais membros da economia quanto para o investimento necessário para manter o sistema operando no futuro.
A economia é espremida de três maneiras diferentes:

- A população continua crescendo e cada pessoa precisa de comida, roupas e uma variedade de serviços.

- Recursos de todos os tipos (não apenas combustíveis fósseis) tornam-se mais difíceis de extrair devido ao esgotamento. Mais da produção da economia precisa ir para o investimento, apenas para obter a mesma quantidade de cobre, lítio, níquel e minerais de todos os tipos, incluindo combustíveis fósseis.

- Com o aumento da população e o aumento do uso de recursos, a poluição se torna um problema maior. Os esforços de mitigação levam à necessidade de usar mais recursos para manter a poluição longe dos seres humanos.
Para manter o sistema funcionando, não podemos gastar muito com a combinação de extração de recursos e controle de poluição, ou não haverá recursos suficientes para atender às necessidades da população crescente.
Esse limite de combinação me diz que uma transição rápida de qualquer tipo para qualquer novo tipo de energia, mesmo para o uso de “energia verde”, provavelmente não funcionará bem. Há uma razão pela qual as transições anteriores para novos tipos de energia foram muito lentas. A economia não pode investir o suficiente sem matar de fome outras partes da economia.

Algumas pessoas interpretaram esse limite de combinação como um limite de retorno de energia sobre o investimento em energia de talvez 10:1, mas me parece ser um limite muito mais sério do que isso. No mínimo, todos os tipos de recursos, incluindo aqueles para baterias de backup e linhas adicionais de transmissão de longa distância, devem ser incluídos em qualquer cálculo para energias renováveis.

Além disso, para manter o sistema operacional, qualquer mudança de combustíveis fósseis para renováveis não pode ter um período de retorno atrasado em relação aos combustíveis fósseis, ou o enorme investimento inicial se tornará um problema. O investimento inicial em renováveis será maior, mas não haverá produção suficiente para sustentar a economia. A economia “real” não opera em regime de competência; as pessoas precisam comer todos os dias e as fundições de alumínio esperam operar todos os dias.

Como mencionei anteriormente, as energias renováveis não são realmente úteis para o cultivo de alimentos. Nem são confiáveis o suficiente para alimentar fundições de alumínio, então há uma questão real de saber se eles devem ser considerados como possíveis substitutos para combustíveis fósseis. Elas são simplesmente complementos ao sistema de combustível fóssil para evitar ter que falar sobre nossos problemas de abastecimento de combustível fóssil. Reenquadrar a questão como “desejo de abandonar os combustíveis fósseis para evitar a mudança climática” evita ter que falar sobre o problema do suprimento inadequado de combustíveis fósseis e o fato de que os combustíveis fósseis são o que torna possível o estilo de vida atual.

[10] Os preços da energia devem ser altos o suficiente para que os produtores obtenham lucro e baixos o suficiente para que os consumidores possam comprar bens feitos com esses produtos energéticos.

É o conflito entre as necessidades dos consumidores e dos produtores que tende a reduzir a produção de energia de combustíveis fósseis. Os consumidores dizem: “Não suportamos os preços do petróleo (ou gás natural ou eletricidade) tão altos e exigimos que os políticos mantenham os preços baixos”. Na verdade, isso aconteceu recentemente na Austrália com os preços do gás natural. Sem uma motivação de lucro adequada, os perfuradores reduzem a perfuração e a produção cai.

As energias renováveis obtiveram regulações e subsídios, especialmente o subsídio de ir primeiro na rede elétrica. São esses subsídios e regulamentos que tornaram atraentes os investimentos em turbinas eólicas e painéis solares. Uma vez que os governos tenham mais problemas financeiros e esses subsídios desapareçam, é provável que os proprietários parem de fazer reparos nesses sistemas. Eles não vão durar mais do que os sistemas baseados em combustíveis fósseis, na minha opinião.

[11] Conclusão: Estamos em território desconhecido.

Mencionei que a Grande Recessão de 2008-2009 parecia marcar o início da recessão. Sem dúvida, mais problemas financeiros estão por vir, mas outros tipos de eventos estranhos também podem ocorrer.

Parece possível que a Covid, suas vacinas e as restrições em 2020 possam até ter feito parte do “descolamento”. Os sistemas baseados em física auto-organizados agem de maneira estranha. A oferta mundial de petróleo começou a diminuir em 2019. Militares de todo o mundo estão preocupados com os limites de combustível fóssil há muitos anos. Os militares também estiveram profundamente envolvidos com a guerra biológica. As economias de todo o mundo estavam passando por problemas financeiros. As paralisações reduziram convenientemente a demanda e os preços do petróleo, ao mesmo tempo em que deram às economias de todo o mundo uma desculpa para mais dívidas. Os problemas foram chutados até 2022 e 2023, quando reapareceram como inflação.

Não podemos saber o que vem pela frente, mas pode ser muito estranho, de fato.