Get Adobe Flash player

A fenntartható rendszer alapvonásai

2012 – 05-20

Mind a természet, mind a társadalom egy sajátos rendszert alkot. Vizsgálatuk rendszerelméleti megközelítést kíván meg, amely magába foglalja a komplexitás létrejöttének, belső tulajdonságainak és a benne rejlő részek egymásra hatásának a kutatását is. Mindkét említett rendszer vizsgálata jelentős az emberi tudás szempontjából, azonban a társadalmi rendszer kapcsán felmerülő kérdés, miszerint működése fenntartható-e, napjaink kulcskérdésévé vált. Az állítás, hogy a társadalom jelen formájában nem fenntartható, egyesek számára semmitmondó, vagy tévedésnek tűnik. Hiszen – tartja a közvélekedés – a társadalmi rendszer működik és semmi jele komoly rendszerválságnak. Vannak ugyan, akik tudják, hogy az emberiség pályája nem fenntartható, de nincsenek mindig tisztában a fenntarthatóság valódi jelentésével, és előfordul, hogy téves utat kiútnak látnak. Ha meg lehet adni, mitől fenntartható egy rendszer, könnyebb eldönteni, vajon egy adott esetben teljesül-e ez a feltétel.

Both nature and society are special self-organizing complex systems. Their proper investigation calls for a systemic approach. It comprises the investigation of the emergence of complexity, its intrinsic attributes and the interactions/interconnections of its parts. The study of both systems mentioned is significant, but in our days the question concerning the sustainability of the contemporary human society makes the second field of research really crucial. It seems obvious that the current trajectory of human society is unsustainable but unfortunately there are never ending disputes on the real meaning of sustainability. Our main present goal is to offer a clear systemic approach on the subject and to give a proper scientific characterization of sustainable systems.

Napjainkban minden területen divatos kulcsfogalom a fenntarthatóság. Azonban a fenntartható rendszer fogalma nem tisztázott kellőképpen, így elképzelhető, hogy ez az írás segítséget jelent azok számára, akik fenntartható energetikai megoldások keresésének szentelik idejüket.

Az állítás, hogy a társadalom jelen formájában nem fenntartható, egyesek számára semmitmondó, vagy tévedésnek tűnik. Hiszen – tartja a közvélekedés – a társadalmi rendszer működik és semmi jele komoly rendszerválságnak. Vannak ugyan, akik tudják, hogy az emberiség pályája nem fenntartható, de nincsenek mindig tisztában a fenntarthatóság valódi jelentésével, és előfordul, hogy téves utat kiútnak látnak. Ha meg lehet adni, mitől fenntartható egy rendszer, könnyebb eldönteni, vajon egy adott esetben teljesül-e ez a feltétel.

A rendszerek leírásának fontos ismérve a rendszert működtető energiaáramlás, valamint a rendszer entrópiájának (rendezetlenségének) változása. Egy rendszerben önmagától csak olyan változás zajlik le, amely a rendszer entrópiáját növeli, ez hosszabb távon a rendszer szétesését is jelentheti. Ennek elkerülésére, vagy inkább a rendezett állapot fenntartására, külső energia bevitelére van szükség. Miközben ez a külső energia a rendszer összetettségének fenntartására fordítódik, az energia átalakulása a környezet entrópiáját növeli. Az élővilág a saját összetettségét alapvetően a Napból érkező sugárzás energiájának segítségével építette fel, a törzsfejlődésnek is ez a folyamat volt a motorja: az idők során olyan rendszerek (populációk) kerültek előnybe, amelyek időegység alatt több energiát alakítottak át, ezzel gyorsabban növelték saját összetettségüket, mint a vetélytársak1. Az időegység alatt több energia átalakításának elvét maximális teljesítmény elvének nevezik. Az energia átalakításának azonban ára van. Azon rendszerek (populációk), amelyek a leggyorsabban alakítják át az elérhető energiát és növelik összetettségüket, egyúttal a leggyorsabban növelik az entrópiát is valahol a rendszerükön kívül (az élővilág esetén a világűrben, magyarázat ld. lejjebb).

A természetes rendszer, az ökoszisztéma évmilliók óta működik, fenntartható rendszernek tekinthető. A mai társadalmi rendszer a természetben található rendszerekre egyetlen fontos vonásban hasonlít, ez a maximális teljesítmény elvének használata. Emiatt képes uralni a bolygót a természetes rendszerek kárára. Emellett a társadalmi rendszer számos dologban eltér a természeti rendszerektől: az energia forrása, a megnövelt entrópia elhelyezkedése (ld. 4. pont) a rendszerhez viszonyítva más a két esetben:

1.    A mai társadalom ugyanis olyan energiaforrásokat használ, amelyek nagy lerakatként képzelhetők el, ezzel szemben a természetes rendszerek a Napból jövő sugárzás energiáját hasznosítják, ami egy folytonos áramlás.
2.    A lerakatokhoz, azaz az fosszilis erőforrásokhoz való hozzáférés sebessége jelentősen meg tudja haladni a napenergiához való hozzáférés sebességét a technika jelen állása mellett.2
3.    A társadalom működése során hulladékot termel, amelyet alig hasznosít újra. A természetben ez ismeretlen, az anyag körforgása teljes.
4.    A természetes rendszer az energiaátalakítás során keletkező entrópia-többletet a világűrbe sugározza hőfotonok formájában, a társadalmi rendszer a CO2-kibocsátás miatt ennek egy részét csapdáztatja a légkörben.

Mindezek miatt nem fenntartható a társadalom jelen formájú működése.
A leírtakat a táblázat foglalja össze.

 

A táblázatból látható, hogy a társadalmi rendszer akkor lenne fenntartható, ha
–    arra a megújuló forrásra támaszkodna, amelyre a természet is, azaz a Napból érkező energiaáramlásra (külső energiaáramlás belső energia lerakat helyett),
–    az egyes részrendszerek működése során felhalmozódó hulladék más részrendszerek nyersanyaga lenne, mint a természetes rendszerekben (zárt anyagforgalom hulladékképzés helyett),
–    az entrópianövekmény a világűrbe távozna hő formájában, mint a természetes rendszerek esetén (nyitott rendszer zárt rendszer helyett).

Az eddig leírtakat jól szemlélteti az  ábra a Manhattan-sziget egykori és mai állapotáról.

Tévutak és kiút a válságból: konklúzió

A megújuló energiák használata, vagy bármely technológia önnön magában nem lehet gyógyír a fenn nem tartható társadalom felhozta bajokra. A z ősmaradványi forrásokat kiváltó megújulók esetén például a technológia ugyan létezik, de számos szűk keresztmetszet is jelen van, ezek közül az egyik a villamos megújulók ritkafém-igénye. A ritkafémek közül néhány fontos anyag bányászata már tetőzött, a hozzáférés egyre nehezebb, ráadásul újabban Kína – a legnagyobb exportőr – korlátozza a kivitelt.

A technológia átalakítása legföljebb kitolhatja a mai társadalom lehetőségeit, a szembesülést a valósággal, de valószínűleg az új vívmányok bevezetésére sincs már minden területen elegendő idő. Ameddig nem sikerül olyan folyamatok mentén újraszervezni a társadalmat, amelyek a természetet évmilliók óta fenntartható módon működtetik, addig bármilyen technológiai ugrás tévút, mert a rendszer, amelyet szolgálna, még mindig hibás alapokon nyugszik. A cél tehát az első részben felvázolt tulajdonságokkal bíró fenntartható rendszer felépítése, természet módra.

 

 

A Manhattan-sziget ma, és az ember előtt. A mesterséges rendszer sok hátránya nem látható, de elképzelhető: energiabeszállítás, tiszta víz beszállítás, élelmiszer beszállítás szükséges, valamint a hulladék és a szennyvíz elszállítása, ugyanis a mesterséges rendszer közvetlen környezetében növeli az entrópiát, a rendszeren belül. Mindeközben kevés hasznos dolog keletkezik, a beszállított energia csupán a „mindennapokhoz” kell. A természetes rendszer az anyag körforgásában nem igényel más erőforrást, mint a napsütés, közben tiszta levegőt, vizet, stb. állít elő és az entrópiát a világűrben növeli, azaz a rendszeren kívül.

Irodalom

Bardi, U. és Lavacchi A. 2009: A Simple Interpretation of Hubbert’s Model of Resource Exploitation. Energies, 2009, 2(3) 646.
Boccara, N. 2004: Modelling Complex Systems. Springer-Verlag, New York.
Kaila et al, 2008: Natural selection for least action. Proc. R. Soc. 2008, 464, 3055.
MacKay, 2009: Sustainable Energy without the Hot Air. UIT Cambridge.
Manahatta, 2009:  Manahatta: A Natural History of New York City. Abrams, New York.