不断上涨的能源成本将削弱经济

关于未来石油供应以及总能源供应的最普遍观点似乎与匹克石油公司的观点密切相关。假定未来的化石燃料供应取决于地下资源和可提取的技术。假定价格随着化石燃料的枯竭而上涨，从而允许使用更昂贵的提取技术。假定随着成本的上升，替代品将成为可能。

对地面资源量持最乐观态度的人尤其关注气候变化。看来，这取决于人类来决定我们将使用多少能源。如果我们愿意，我们可以轻松削减。

这种方法的问题在于，世界经济之间的联系比大多数分析家所了解的要紧密得多。它也比大多数人所理解的更加依赖不断增长的能源供应。令人惊讶的是，我们人类并没有真正负责任；物理定律最终决定发生什么。

我认为，Peak Oilers对能源供应的正确态度最终成为一个问题。他们错在想办法解决问题。我的视图和标准视图之间的主要差异总结在图1中。

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图1。由作者编写。让我解释其中涉及的一些问题。

[1]建模比看起来困难得多。

让我们以一个共同的模型来描述我们所居住的地球部分：街道地图：

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图2。资源：Edrawsoft.com

如果要扩展模型以覆盖整个世界，则需要添加一个全新的维度。换句话说，我们需要创造一个地球仪。

似乎是简单的经济模型（如供需）也会出现相同的问题：

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图3。从维基百科：产品的价格P由每个价格的生产（供应S）和每个价格具有购买力的需求（需求D）之间的平衡决定。该图显示了需求从D1到D2的正向变化，从而导致了产品的价格（P）和销售数量（Q）的增加。

如果我们试图从极限（超出极限或任何实际极限）出发，对情况进行建模，那么此模型也许“足够好”。

但是，如果在我们接近极限时，能源是供应稀缺的物品，那么它可能会影响数量和价格。缺乏足够廉价的能源供应会减少生产的商品数量和工人的工资。例如，美国的商品分销商可能选择从中国或印度购买进口商品，以解决生产成本（包括能源成本）过高的问题。

由此产生的与低工资国家的竞争降低了许多工人的工资，特别是那些技能水平较低和刚刚完成学业的工人的工资。在如此低的工资水平下，工人无力购买尽可能多的使用能源产品的汽车，摩托车和其他商品。这些工人需求的缺乏间接地降低了包括石油在内的各种商品的价格。实际上，价格可能会长期低于生产成本。自2014年以来，包括石油在内的许多能源产品都发生了这种情况。

经济学家的模型是不正确的。它没有足够的尺寸。匹克石油公司的研究人员不理解经济学家已经提出了一个严重不完整的模型。他们的模型仅代表简单实例，超出了能量限制。他们的模型没有解释在能量极限附近我们应该期望什么。

[2]简单的二维模型可以用于某些目的，但不能用于其他目的。

峰值石油研究人员一直困惑的一件事是1972年出版的《增长的极限》一书中的基本模型，该模型似乎就何时达到能量极限提出了相当准确的时间表。迹象表明，限制即将发生。

该模型反映了一种简单的基于数量的方法，该方法不考虑问题，例如，如果经济在萎缩，如何用利息偿还债务，或者在萎缩的经济中如何支付养老金。该模型基于以下假设：我们的问题仅是供应不足，而不是由供应短缺间接造成的经济问题。

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图4。查尔斯·霍尔（Charles Hall）和约翰·戴（John Day）使用今天的图形在“重新审视石油峰值之后的增长极限”中印刷的1972年增长极限的基本情景http://www.esf.edu/efb/hall/2009-05Hall0327.pdf

容易错过的是该模型过于简单，无法显示如何达到极限。例如，限制是否适用于石油或所有混合燃料？对工资差异有何影响？对工资差异的影响将如何影响对商品和服务的需求？经济会开始增长太慢并因此失败吗？

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《增长的极限》的作者明智地指出，不能依靠他们的模型来显示崩溃后会发生什么，但是许多读者似乎都忽略了这一警告。我曾建议，如果模型被较早地截断可能会更好，以强调模型的预测能力的真正局限性，因为它省略了包括债务，工资和价格在内的金融体系。

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图5。增长限制的上限，在产量下降后不久就被截断，因为建模的数量在该日期之后不可靠。

[3]能源对经济至关重要。当能源消耗停止足够迅速地上升时，许多先前的经济体崩溃了。

已经对大量已崩溃的历史经济进行了大量研究。彼得·特尔钦（Peter Turchin）和谢尔盖·涅夫多夫（Sergey Nefedov）检查了八家崩溃的农业经济体。这是我准备的图表，解释了八次崩溃的大致时间以及似乎发生的人口增长模式。

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图6。作者基于Turchin和Nefedovs世俗周期的图表。

根据Turchin和Nefedov的说法，当有新资源可供使用时（例如，砍伐树木后可得到土地，或者因灌溉而新发现提高了粮食产量），人口迅速增长，直到人口达到土地的承载能力与新资源。承载能力将反映出容易获得的能源：可以耕种和燃烧的农业用地和生物量。

达到极限后，人口增长趋于平稳。当该地区仅能支持其现有人口而又不增加某种复杂性以尝试利用现有能源来生产更多商品和服务时，高原就会趋于到来。《复杂社会的崩溃》中的约瑟夫·塔因特（Joseph Tainter）告诉我们，通过增加复杂性（包括技术改进，大型企业和政府职能的扩展），有可能使经济产出超过最初的水平。但是，至少有两个原因导致使用技术无法在自然极限范围内工作的原因很长时间：

[a]增加新技术的回报越来越小。最终，添加技术要付出的代价超过其价值。

[b]不断增长的技术与日益增长的工资差距有关。新技术取代了一些工作。一些新工作可能是高薪的（经理，训练有素的技术人员），但是如果经济产出的增长不足，那么不​​成比例的工作可能就是低薪的。实际上，由于技术取代了以前的工作，一些以前的工人可能会失业。

历史表明，有许多因素导致经济崩溃：

[a]各国政府不能收取足够的税，因为随着工资差距的扩大，许多工人越来越贫穷，几乎无法养活自己。

[b]缓慢的经济增长率使得难以用利息偿还债务。

[c]对新企业的投资不足以使它们有价值。

[d]边缘化的低薪工人的健康状况恶化，至少部分原因是营养不良。他们往往更容易感染疾病，流行病传播范围更广。

[e]由于工人之间的工资差异，基本商品的价格可能低于生产成本。低薪工人买不起很多商品和服务。由于这些工人负担不起许多商品和服务，因此用于创造这些商品和服务的商品价格会下降。

[f]如果经济在接近其承载能力的情况下运作，则它对偶然变化（例如气候的暂时变化或邻国突然拥有一支强大的部队）的弹性较小。可能不会导致经济下滑的问题可能会导致经济下滑，因为缺乏处理机会波动的储备。

[4]通过分析美国工资与GDP的比率以及多年来的下降趋势，我们得到了人均能耗上升的证据。

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图7。根据《 BP世界能源统计》数据，美国工资占GDP的百分比（基于BEA数据）与布伦特油价（2016美元）相比。

如果人类唯一的能源需求是食物，我们预计人类的人均能源消耗量将持平。然而，问题是人类没有生活在经济的正常食物限制内。一百万年前，人类学会了燃烧生物质并将其用于多种目的（与之相比，烹饪食物以获取更多的能源价值，吓跑掠食者和捕食猎物，将人类的范围扩大到较冷的气候）。

现在，人类必须保持与其他物种相比的先发优势，否则，他们将在竞争中败给某些掠食者，例如微生物。在当今人口众多的情况下，维持人类的先发优势不仅需要食物能源，还需要数量惊人的能源供应。

人力劳动仅代表经济的一部分。图7显示，在1940年至1970年期间，当时石油价格低廉，石油供应充足，工资在GDP中所占的比例相当稳定。工资与GDP的比率大幅度下降始于1970年之后，当时石油价格上涨了。为了解决油价上涨的问题，经济变得更加复杂：企业和政府都在增长。国际贸易变得更加重要；债务和金融体系发挥了更大的作用。

如果从长期来看，工资在GDP中所占比例一直在下降，那么其余经济体的增长速度甚至会更快。政府正在成长。企业的规模以及这些企业使用的技术数量正在增加。所有这些事情都需要能源产品间接支持。由于这些原因，即使技术使单个过程更有效，能源消耗的增长速度也要比人口增长快。

[5]对1820年以来的历史数据的分析表明，当世界经济人均能耗下降时，会发生什么。

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图8。人均世界能源消费量，与两个与单位消费量有关的圈子。根据能源转型的瓦茨拉夫·斯米尔（Vaclav Smil）估算，按来源分列的世界能源消耗量：历史，需求和前景（附录）以及1965年及以后的BP统计数据，再除以安格斯·麦迪森（Angus Maddison）的人口估计值。

1920-1940平稳期绝对是一个“能源不足以应对的时期”。1930年代的大萧条时期是GDP增长缓慢和工资差距巨大的时期。有证据表明，第一次世界大战和第二次世界大战（在1920-1940年之前和之后）都间接地是能源战争。

1980-2000年的停滞期是美国和欧洲有意减少其石油消耗的时期，因为人们担心石油将来会供不应求。这个时期需要大量债务增长以进行必要的更改（图9）。

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图9。美国工资的增长与非金融债务的增长。美国经济局的工资“工资和薪水”。非金融债务已停产，来自圣路易斯联邦储备银行。（注释图表未显示2016年的值。）这两套数字都针对美国人口的增长和CPI市区的增长进行了调整。如前所述，也是在这一时期增加了大量复杂性，工资下降了GDP的百分比。令人怀疑的是，这种模式能否在没有出现严重的经济问题的情况下再次出现

在1980年至2000年期间还存在其他问题。苏联中央政府的崩溃发生在1991年。崩溃前几年的低油价降低了苏联的收入。这似乎是导致倒闭的主要原因。由于2014年以来的低油价，石油出口商再次遇到税收不足的问题。

[6]总的能源增长（不仅仅是油耗增长）与GDP增长密切相关。

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图10。世界银行的世界能源消耗的X-Y图（来自《 BP世界能源统计》，2017年）与2010年世界GDP的美元关系图。

石油高峰追随者还没有停止思考经济的运行方式。从经营经济的角度来看，我们真正需要关注的是总能源的增长。

[7]间接地，债务和资产价格是未来能源消耗的保证。

我们不认为债务是未来能源消耗的保证。之所以有这种联系，是因为只能（通过金融交易）赎回债务以用于未来的商品和服务。生产这些未来的商品和服务将需要消耗能源。

相同的原则适用于各种资产价格：股票价格，房屋价格，土地价格和退休金价值。如果资产所有者想出售资产并使用收益来购买其他商品和服务，则资产所有者会遇到与债券所有者相同的情况：作为交换提供的商品和服务取决于能源供应在交换之日可用。因此，价格间接代表了未来能源消耗的希望。

[8]经济增长体系的一个重要组成部分似乎是能源服务价格的不断下降，其中能源服务的定义是能源成本，再加上任何可以节省的能使能源服务成本降低的效率节约。

例如，运输成本为100公斤。包装100公里，或为100平方米的住宅供暖过冬，必须保持下降。如果发生这种情况，企业有能力为员工购买更多的工具。使用这些工具，工人可以变得越来越有生产力。

此外，由于生产力的提高，工人发现自己的工资在上涨，因此他们可以购买更多的商品和服务。这样，需求继续上升。诸如此类的变化使经济得以持续增长。

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图11。能源服务图表来自能源和能源服务价格长期趋势分歧中的Roger Fouquet。第二张图来自联合国环境规划署全球物质流和资源生产率。

实际上，即使提供这些服务的成本并未下降，能源服务的价格似乎仍在下降。这是近年来能源价格似乎已降至几乎每种能源生产成本以下的主要原因。这种情况是不可持续的；可以预期会导致系统崩溃。

[9]如果经济的增长速度不够快，那么危险就是经济将崩溃。

我们可以认为GDP状况与自行车状况相似。GDP需要足够快地增长，否则经济将崩溃。自行车需要足够快地行驶，否则会摔倒。经济学家经常谈论经济放缓至失速的速度。

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图12。作者认为，将直立式自行车与加速经济类比。

近年来报告的世界GDP增长率可能由于某些原因被高估了。

-世界GDP占国家报告GDP的比重。一种加权方法对中国，印度和其他发展中国家产生了不成比例的影响。

-使用量化宽松和增加政府债务会暂时夸大经济体可以提供的商品和服务的数量。

-人为的低能源价格推动了石油进口国的增长。与工资相比，它们还人为地将商品和服务的价格保持在较低水平。如果没有石油出口国政府的失败，并且没有生产能源产品的企业崩溃，那么人为地降低能源价格就不会继续。

经济是否可以继续运行，取决于经济本身，因为经济是一个自组织的系统。它的继续运行不依赖于已发布的质量不同的统计数据。

[10]研究限油的研究人员认为，他们发现了一种全新的现象，即“峰值油”。

实际上，他们发现了一种现象的特殊情况，这种现象往往会导致崩溃，即导致人均能源消耗的增长速度不够快的情况。这些情况可以通过许多不同的方式发生，例如：

[a]人口充分增加，难以保持人均能源消耗的增加。在许多历史崩溃中，这似乎是一个主要问题。

[b]崩溃间接源于能量提取收益递减。减少收益的标准解决方法是越来越多地使用复杂性（包括技术）。如图7所示，这倾向于鼓励经济中的非工资部分增长。为了获得益处，增加复​​杂度变得越来越昂贵。最终，工资差距和商品价格下跌成为一个问题，制度崩溃了。

[c]气候随机波动。经济之所以崩溃，是因为它没有能力应对这种随机波动。

[11]峰值石油研究人员尽了最大努力，但对当前的了解有限。不幸的是，他们放在一起的模型并不是真的正确。

石油高峰研究人员的根本问题是，他们所依赖的经济研究人员并没有真正理解经济的内在联系。当他们需要多维模型时，他们继续使用二维经济模型。经济学家预测，当越来越明显的事实是事实并非如此时，价格将上涨至接近极限。自2014年以来，世界一直在为许多商品的低价而挣扎。现在的价格暂时不那么低了，但仍然不够高，不足以为石油出口国提供足够的税收。

查尔斯·霍尔（Charles Hall）教授的能源投资的能源回报（EROEI）模型取决于当时的想法：重要的是易于计算的能源消耗。如果一个人可以发现哪些能源产品具有最少的易计算能源产品作为输入，从某种意义上说，这将提供一种能源类型效率的估计。也许可以过渡到更有效的能源类型，以便节省似乎短缺的化石燃料。

问题在于，重要的是总能耗，而不是容易计算的能耗。在网络化经济中，有大量的能源消耗无法轻易计算：建造和运营学校，道路，医疗保健系统和政府的能源消耗；维持需要偿还债务的系统所需的能源消耗；能源消耗，使政府可以对出口的石油和其他商品征收大量税款。标准EROEI方法假定每种方法的能源成本为零。通常，也不考虑工人的工资。

在计算不同类型的能量输入和输出时也存在问题。我们的经济体系将不同的美元价值分配给不同的能源质量； EROEI方法基本上只分配1和0。在EROEI方法中，某些难以计数的类别被完全清零。不论质量如何，可以计数的计数均相等。例如，间歇性电力被视为等同于高质量的可调度电力。

EROEI模型在创建时似乎很有帮助。显然，如果一口油井比附近的油井消耗更多的能源，那将是一口成本更高的井。因此，该模型似乎可以区分由于资源使用而导致成本较高的能源类型，尤其是对于非常相似的能源类型。

EROEI方法的另一个好处是，如果问题用尽了化石燃料，该模型将允许系统根据EROEI最高的能源类型，优化似乎可用的有限化石燃料的使用。这似乎将充分利用现有的化石燃料供应。

[12]对EROEI方法进行了更正，可能会使它以应有的方式工作。值得注意的是，这些修正似乎表明风和日光不能解决我们的问题。实际上，该系统是如此集成，而且我们对人均能耗上升的需求如此之大，以至于任何替代化石燃料的替代品能否真正解决都值得怀疑。

霍尔教授观察到，如果一条鱼必须游得太远才能获得食物，那么它就不会使用太多的食物能量来捕获食物，因为它的大部分能量是日常新陈代谢和繁殖所必需的。如果一条鱼期望有足够的能量来满足其全部新陈代谢需求（包括繁殖），再加上捕获该猎物所需的能量，则通常需要EROEI至少为10：1才能捕获该猎物。

如果捕食一些猎物仅能提供1：1的能量回报，那么作为食物来源就几乎毫无价值，因为它无法支付任何新陈代谢的费用。当然，将任何超出EROEI 1：1的能量称为“净能量”是没有意义的，因为它对覆盖鱼类的代谢或繁殖活动没有任何帮助。“净能量”只能来自EROEI非常接近或高于10：1的食物来源。

为经济起见，可以使用类似的方法来吸收由于将鱼的新陈代谢当量归零而损失的大量能量。根据图11，所需的平均EROEI（以与经济负担能力相匹配）需要随时间增加。因此，如果现在所需的平均EROEI为10：1，则可能以后是11：1，这仅仅是因为日益复杂的世界经济需要越来越便宜的能源服务。

故事“高昂的能源价格将来会奏效”只是一个神话，它是由不了解经济实际运行方式的经济学家，考虑了所有相关反馈得出的。用通货膨胀调整后的价格，能源服务的价格需要保持在GDP中的比重下降，以保持系统运行。

为了确定净能源计算，需要确定一些适合经济的最低EROEI比率（大约10：1），以纳入经济中所缺少的大部分能耗。然后，将净能量确定为超过10：1 EROEI的能量，而不是超过1：1 EROEI的能量。这种方法将使太阳能和风能看起来远不如迄今为止的大多数计算有益。

在间歇性可再生能源的情况下，需要确定在特定情况下风能还是太阳能的作用是替代电力还是燃料。如果角色是替代电力（通常如此），则必须在模型中提供足够的缓冲，以便模型可以为可调度电力（而非间歇性电力）计算适当的EROEI。增加缓冲通常会大大降低间歇性电力类型的EROEI。这项调整清楚地表明，风能和太阳能的收益要少得多。

如果间歇性用电的目的仅是代替燃料（例如，拟议的新型沙特太阳能装置），则无需在计算中进行缓冲。当然，也可以使用成本比较，这可能是更简单的方法。如果替换的燃料是机油，则成本比较通常是有利的，因为机油是高价燃料。

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通常，风或太阳能以忽略缓冲实际成本的方式添加到系统中。煤炭和核电生产发现自己无能为风和太阳能提供缓冲服务。添加间歇性可再生能源的净影响是，它们会将必要的备用电源淘汰了。我们最终得到的电气系统在添加间歇性可再生能源方面表现不佳，即使这不是那些需要使用此类可再生能源的系统的意图。

结论

世界经济的第一需求是人均能源消耗的增加。为了维持经济增长，能源服务的价格需要下降，占GDP的百分比。该系统将尝试使用全球化和其他技术，使能源生产的成本降至最低。当这不再可能时，当前的世界经济体系很可能会失败。

石油高峰建模者不了解我们的经济有多复杂。在他们的辩护中，没有人做到这一点，尤其是在1970年至2005年时代。他们利用经济学家建立的模型，竭尽所能。由于能源价格不断上涨的假设，Peak Oil模型假设可提取的化石燃料比实际情况多得多。乐观主义者（石油公司，政治家，政府机构）认为化石燃料的提取量甚至高于合理水平。结果引起了人们对气候变化的极大关注。

当一个人意识到世界经济的紧密结合以及对世界经济的增长的需求时，很显然，减少使用经济增长并不是解决方案。大宗商品价格将暴跌至比生产成本更低的水平。与2008-2009年的大衰退相比，经济体系的衰退要严重得多。一些政府会失败。螺旋可能永久向下。

标准解决方案也不起作用。替代品不能迅速扩大规模。生物质不能大量使用，因为世界生态系统依赖生物质。我们已经在使用超过我们份额的东西了。风能和太阳能等间歇性可再生能源有其自身的高昂能源成本，但很难计算。他们依靠国际贸易来制造和维修设备。他们依靠债务融资。它们实际上只是化石燃料系统的一部分，与“可再生能源”这个名字的含义相反。

能源建模人员尽了最大努力。不幸的是，通过建模很难发现出了什么问题。当学术界被划分为多个孤岛时，尤其是这样，每个孤岛都倾向于主要关注各自领域内人们的著作。不正确的模型很容易牢固地融入人们的思想。

盖尔·特维尔伯格（Gail Tverberg）通过我们的有限世界