[Робототехника, Научно-популярное, Энергия и элементы питания, Искусственный интеллект] Как 4-я промышленная революция повлияет на товарно-денежные отношения
Автор
Сообщение
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев
Сообщений: 27286
Аннотация
Как глубокая автоматизация и роботизация повлияют на экономические отношения в будущем?
В этой статье сделана попытка разобраться, чем экономика людей отличается от экономики машин, путём анализа энергетических цепочек в современной цивилизации и гипотетической цивилизации роботов. В качестве побочного продукта исследования составлена обобщённая карта использования энергии современной цивилизацией, буквально, от солнечного излучения до стейка на вашем столе.
Почему 4-я промышленная революция изменит товарно-денежные отношения
Один из факторов 4-й промышленной революции заключается в появлении автономных производств, где все этапы — проектирование продукта, поставка материалов, сборка, упаковка и дистрибуция — осуществляются с минимальным участием людей.
Однако, с увеличением доли автономных производств мировая экономика столкнется со следующими проблемами:
- Взрывной рост производительности труда сделает ручной труд нерентабельным и неконкурентоспособным.
- В то же время снижение стоимости товаров потребует увеличения объемов сбыта для сохранения прежних оборотов в денежном выражении.
Получается противоречие: с одной стороны, произойдёт замена работников роботами, сокращение числа рабочих мест, а с другой — остается потребность в росте количества потребителей, которые будут платить за товары.
Таким образом, обесценивание человеческого труда при производстве товаров массового потребления создаёт угрозу стабильности экономики, в том виде, в котором мы привыкли её воспринимать.
Проблема в том, что современная экономика как наука и общественное явление нацелена на решение вопросов, так или иначе связанных с деньгами: равновесная цена, спрос и предложение, торговля, инвестиции, денежная масса и т.п. Зацикленность экономики на деньгах не позволяет комплексно взглянуть на новые вызовы, которые возникают в ходе 4-й промышленной революции.
Деньги как мера труда
Начнём с обесценивания труда. Несмотря на появление большого числа производных финансовых инструментов и изменяющуюся со временем роль денег, стоимость товаров в денежном выражении до сих пор сильно зависит от объема вложенного при их производстве человеческого труда.
На первый взгляд может показаться, что это не так. Ведь стоимость товаров складывается не только и не столько из оплаты труда сотрудников, а в том числе из стоимости материалов, энергоносителей, амортизации средств производства, расходов на маркетинг, транспортных расходов, аренды помещений, налогов и т.д. Но стоимость всех этих составляющих также складывается из составных частей. Например, стоимость аренды помещения включает затраты на постройку и обслуживание здания. Транспортные расходы — амортизацию транспортного парка, топливо и оплату труда сотрудников. Т. е. каждая составляющая стоимости содержит примерно одинаковый набор компонентов.
Если раскрутить всю цепочку производства до конца, то в результате останется только стоимость человеческого труда, не исключая, конечно, компенсации топ-менеджеров, владельцев бизнеса и прочих заинтересованных лиц. Т. е. стоимость всех товаров в результате всё равно определяется объемом вложенного труда.
Что определяет стоимость труда и компенсации? Спросом и предложением — да, безусловно. Но корневой фактор — это всё же личные потребности людей. У всех способности, потребности и амбиции разные, поэтому и оплата существенно отличается. Но для большинства людей доход всё ещё идет на покрытие базовых потребностей: питание, жильё, одежду, транспорт, образование и т. п. И в свою очередь, стоимость этих базовых потребностей в денежном выражении складывается из вложенного в них труда других людей. Т. е. современная экономика всё ещё строится на удовлетворении человеческих потребностей и оплате, соразмерной вложенному труду.
Обесценивание труда
В связи с обесцениванием человеческого труда в ходе 4-й промышленной революции, баланс стоимости удовлетворения потребностей и оплаты, которую люди могут получить за свой труд, нарушается. Когда всю работу, за исключением, возможно, особо интеллектуальной, выполняют автономные машины: вырабатывают энергию, добывают полезные ископаемые, осуществляют их переработку, собирают и ремонтируют другие машины и т. д. и т. п. — из чего в этом случае будет складываться стоимость результатов их работы? Много ли в стоимости будет человеческого труда? Есть ли у машин такие потребности как питание, жильё, одежда, транспорт, образование и т. п.?
Получается своего рода сингулярность. Стоимость результатов работы в денежном выражении, как мера вложенного труда, стремится к нулю. Но всё-таки стоимость не исчезает, только теперь некорректно выражать её в деньгах. Нужно снова раскрутить цепочку производства, чтобы разобраться, какую составляющую невозможно исключить из производственного цикла.
Стоимость труда автономных машин
Допустим, автономные роботы строят здание. Из чего складывается стоимость работы? Из материалов, энергоносителей, транспортных расходов, амортизации средств производства. Из оборота исключены лишние звенья, такие как оплата труда людей, маркетинг и налоги. Транспортные расходы и стоимость средств производства могут быть редуцированы до материалов и энергоносителей. Материалы получаются за счет переработки полезных ископаемых. Сами полезные ископаемые уже есть в наличии в недрах Земли. Можно считать, что их стоимость изначально равна нулю, но их нужно извлечь и переработать. Для этого потребуются соответствующие машины и энергия для их работы.
Из чего складывается стоимость энергоносителей? Если это электроэнергия, то она получается за счет преобразования из других видов энергии, которые также есть в наличии: сжигание полезных ископаемых, энергия ветра, воды или Солнца.
Таким образом, стоимость труда автономных машин может быть выражена в объеме требуемой энергии и полезных ископаемых (т. е. вещества, материи). Объем вещества на Земле известен заранее и существенно не меняется с течением времени. Единственная переменная величина — энергия. Поэтому дальше мы будем рассматривать экономику, универсальным «платежным средством» в которой является энергия, доступная на Земле.
Экономика, построенная на энергии
Как будет выглядеть современная экономика, если исключить из неё понятие денег, а оставить только энергию?
Рассмотрим схему с потоками энергии на нашей планете. Все значения приведены в ТВт*ч в год. Чем толще стрелка, тем больше соответствующий поток энергии. Данные взяты из открытых источников или рассчитаны мной на основании имеющихся данных.
В энергетике приняты разные единицы измерения, но для наглядности всё приведено в ТВт*ч в год. Насколько это много? Для понимания масштаба 1 ТВт*ч в год — это примерно в 8 тыс. раз больше энергии взрыва самой мощной термоядерной бомбы РДС-202.
Вернемся к схеме. Практически вся энергия, доступная на Земле, поступает от Солнца. Поверхности Земли достигает колоссальный объем энергии — примерно 1,2 млрд ТВт*ч в год. Для сравнения энергоемкость всех энергоносителей, потребляемых человечеством за год составляют примерно 153 тыс. ТВт*ч в год, т.е. в 8 тыс. раз меньше.
В таблице приведено распределение потребляемой современной цивилизацией энергии по типам источников (источник):
Нефть
33%
Уголь
27%
Природный газ
21%
Биотопливо (дрова, отходы)
10%
Ядерная энергия
6%
Гидро
2%
Геотермальная энергия
1%
Всё остальное
меньше 0,5%
Кроме ядерной и геотермальной энергии всё остальное, т. е. 93% — результат работы Солнца. Растения набирают биомассу за счет энергии солнца. Нефть, уголь и природный газ — результаты преобразования накопленной биомассы. Гидроэлектростанции работают, благодаря круговороту воды, энергию которому дает Солнце. Ветер также образуется в результате нагрева земной поверхности и атмосферы Солнцем.
Несмотря на развитие альтернативных источников энергии и электрического транспорта, подавляющую часть энергии мы всё ещё получаем из ископаемого топлива или биотоплива: порядка 160 тыс. ТВт*ч в год, в соответствии со схемой.
Энергия Солнца и биологическая энергия
Двигаемся по схеме дальше. Практически вся энергия, поступающая на Землю от Солнца рассеивается обратно в космос. Только небольшая часть, 0,3% или 3,5 млн ТВт*ч, используется растениями для преобразования углекислого газа и воды в биомассу. КПД этого процесса - около 2%. Часть биомассы идет на образование ископаемого топлива (но, к сожалению, каменный уголь и нефть в современных условиях уже не запасаются), часть (порядка 20% или 15 тыс. ТВт*ч в год) расходуется людьми для получения энергии (в основном, на отопление и приготовление пищи), а часть (порядка 16% или 11 тыс. ТВт*ч в год) употребляется в пищу домашними животными и людьми.
Пища усваивается людьми и животными с очень высоким КПД (порядка 90%). Но в отличие от растений, животные и люди ведут активный образ жизни и большую часть энергии тратят не на накопление биомассы, а на активную жизнедеятельность. С учетом малоподвижного образа жизни домашних животных, грубо можно считать, что КПД преобразования растительной пищи в мясопродукты составляет 15-30%. Это хорошо соотносится с тем, что рацион всего человечества состоит примерно на 20% из животной пищи, что эквивалентно совокупной энергии животной пищи в 1 тыс. ТВт*ч в год.
В день человеку нужно около 7 МДж на поддержание процессов жизнедеятельности. Остальное идет на физическую и умственную активность. КПД мышц составляет порядка 50%. Но полезная эффективность мышечной работы современного человека не велика, т.к. движения, связанные с производственной деятельностью, составляют лишь небольшую часть всей физической активности, нам надо отдыхать и развлекаться, нам скучно делать однообразную работу и т.д. КПД умственной деятельности посчитать затруднительно, но энергозатраты в среднем составляют порядка 1 МДж в день.
О чем говорят эти цифры?
Получается, что средняя мощность человека — порядка 80 Вт без нагрузки. С нагрузкой — ненамного больше, т. к. человек быстро устает. Совокупная мощность всех людей — порядка 5 тыс. ТВт*ч в год, полезная часть из которых не более 1 тыс. ТВт*ч. Но при этом потребление энергии Солнца на поддержание элементарной жизнедеятельности, с учетом потерь в биологической цепочке преобразования энергии, составляют не менее 550 тыс. ТВт*ч в год. Это почти в 4 раза (!) больше, чем энергоемкость всех энергоносителей, используемых человечеством. Повторюсь, что полезная работа не превышает 1 тыс. ТВт*ч, т. е. меньше 0,2%. Не сильно эффективно, не так ли?
Небиологический «рычаг»
Конечно, если бы люди полагались только на свою мышечную силу, мы бы продолжали жить в каменном веке. Но мы используем труд животных и машин, поэтому результаты нашей жизнедеятельности, так называемая техносфера, всё же весьма существенные. По оценкам, средняя масса техносферы составляет около 58 кг на квадратный метр суши.
Таких внушительных результатов удалось добиться, благодаря использованию более эффективных помощников. Машины выполняют работу с существенно более высоким КПД, чем человек. А если используется солнечная энергия, а не ископаемое топливо, то эффективность машин ещё выше, т. к. отсутствуют потери на преобразование энергии.
Мы все пользуемся услугами мощных и производительных помощников. Если вернуться к схеме, то это ветвь «небиологической» энергии, т. е. той энергии, которая не потребляется непосредственно нашим телом, а задействована для работы машин и предприятий, на освещение, отопление, приготовление пищи и т. п. Всего такой энергии человечество потребляет порядка 160 тыс. ТВт*ч в год, но из них примерно 54 тыс. ТВт*ч в год теряется в процессе передачи, поэтому будем считать, что чистая потребляемая цивилизацией небиологическая энергия — это 106 тыс. ТВт*ч в год.
Таким образом, среднее потребление небиологической энергии на одного современного человека — более 1,6 кВт, т. е. в 20 раз больше, чем наши биологические возможности. Учитывая, что производительность машин существенно выше, то такой «рычаг» не в 20 раз, а гораздо более эффективен сравнению с мышечной силой человека. Этот энергетический рычаг и позволяет нам жить в существенно более комфортных условиях, чем жили наши предки, которые могли полагаться только на силу собственного тела.
Эффективность использования энергии
На что расходуется эти 1,6 кВт на человека или 106 тыс. ТВт*ч в год на всё население Земли (источник)?
Промышленность
34%
Коммунальные услуги
31% (в т.ч. 7% — приготовление еды)
Транспорт
25% (11% грузовой и 14% пассажирский, в т.ч. 11% легковые авто)
Прочее
11%
В разрезе человеческих потребностей получается следующее распределение по целевому использованию ресурсов:
- Коммунальные услуги — это базовые потребности: жилье, еда, комфорт и т. д.
- Промышленность в основном производит товары народного потребления. Оценочно, не менее 90% промышленного производства — это покрытие базовых потребностей (строительство, одежда и товары первой необходимости) и потребностей в комфорте, развлечениях и в общении.
- Примерно аналогичным образом распределяются цели, ради которых используется транспорт.
На созидательный научно-технический прогресс идет очень незначительная часть энергии — не более 7%. Остальное — на то, чтобы нам было сыто, комфортно и весело. Чтобы мы могли хвастаться друг перед другом материальными благами, удовлетворять свои амбиции и вообще проявлять все наши замечательные человеческие качества. Но это уже лирика. В сухом остатке — потребление энергии человечеством очень и очень неэффективно.
Вот такая получается «неэкономная» экономика, если посмотреть на неё через призму потребления энергии.
Экономика машин
Приведет ли 4-я промышленная революция к увеличению эффективности использования энергии?
Как будет выглядеть гипотетическая цивилизация машин с точки зрения использования энергии?
Допустим, в будущем основным источником энергии будут солнечные электростанции. Допустим, КПД 25% для солнечных электростанций будущего не будет чем-то из ряда вон выходящим. Если, например, покрыть такими солнечными панелями площадь, равную площади всех городов, то такая электростанция будет вырабатывать более 850 тыс. ТВт*ч в год, что в 8 раз больше, чем глобальное потребление небиологической энергии сейчас. Для сравнения, например, площадь пахотных земель для обеспечения нужд населения Земли почти в 10 раз больше.
Энергия, вырабатываемая этими солнечными электростанциями, будет обеспечивать работу машин с достаточно высоким КПД (допустим, больше 30%). Машины не будут обеспечивать коммунальные удобства, производить товары народного потребления для миллиардов людей, а будут выполнять созидательную работу (какую — отдельная тема). Скорость выполнения такой работы будет больше, чем та, с которой сейчас работает человечество, как минимум в 30 раз. Ценность человеческого труда, а следовательно, денег, окажется ничтожной.
Очевидно, что человек проигрывает машинам в такой ситуации практически всухую.
Что останется делать людям
Напрашиваются 2 основных сценария.
Первый: людям будут обеспечены основные потребности, и они смогут изолированно заниматься своими любимыми делами, без возможности нанести ущерб работе автономных машин.
Второй: останутся только те люди, которые заинтересованы в интеллектуальной созидательной работе и смогут помогать машинам в их работе (возможна интеграция людей и машин, киборгизация). Что будет с остальными? Ну, например, «неожиданная» глобальная эпидемия какого-нибудь синтетического вируса, при этом уничтожать не надо, достаточно ограничить рождаемость…
Скорее всего, будет какая-то комбинация этих сценариев.
Когда наступит это светлое будущее, прогнозировать довольно сложно. Может быть, через 5, а может через 50 лет. Но в любом случае, деньги, в нашем привычном понимании, со временем потеряют свою актуальность. Ценность классических денег и материальных благ со временем будет размываться. В суперпроектах будущего основной «валютой» станет возможность распоряжаться доступной энергией. А мировая экономика в будущем останется без денег.
===========
Источник:
habr.com
===========
Похожие новости:
- [Гаджеты, Смартфоны, Умный дом, Энергия и элементы питания] Зарядка смартфонов: история, факты, мифы
- [Машинное обучение, Искусственный интеллект, Изучение языков] В Facebook AI продемонстрировали прямой машинный перевод с одного языка на другой
- [Python, Машинное обучение, Искусственный интеллект] Головоломка для ИИ
- [Научно-популярное, Физика] Интерактивное демо показывает, что гравитация — не сила, а искривление пространства-времени
- [Астрономия, Научно-популярное, Космонавтика] Астрономы обнаружили новые признаки жизни на Венере — в атмосфере планеты найден глицин
- [Беспроводные технологии, Гаджеты, Энергия и элементы питания] Xiaomi анонсировала 80-ваттную беспроводную зарядку. Она способна зарядить смартфон за 19 минут
- [Open source, Математика, Научно-популярное] Создание математической библиотеки будущего (перевод)
- [Космонавтика, Научно-популярное] Спутники Starlink L13. 2020 год: 81 всего, 73 успешных, 30 от США
- [Космонавтика, Научно-популярное] THALES ALENIA SPACE НА ПУТИ К ЛУНЕ. ПРЕСС-РЕЛИЗ
- [Искусственный интеллект] ИИ-система Google Duplex обновила данные о 3 млн компаний
Теги для поиска: #_robototehnika (Робототехника), #_nauchnopopuljarnoe (Научно-популярное), #_energija_i_elementy_pitanija (Энергия и элементы питания), #_iskusstvennyj_intellekt (Искусственный интеллект), #_4ja_promyshlennaja_revoljutsija (4-я промышленная революция), #_robotizatsija (роботизация), #_energetika (энергетика), #_robototehnika (
Робототехника
), #_nauchnopopuljarnoe (
Научно-популярное
), #_energija_i_elementy_pitanija (
Энергия и элементы питания
), #_iskusstvennyj_intellekt (
Искусственный интеллект
)
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 23-Ноя 01:06
Часовой пояс: UTC + 5
| Автор | Сообщение |
|---|---|
|
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев |
|
 Аннотация Как глубокая автоматизация и роботизация повлияют на экономические отношения в будущем? В этой статье сделана попытка разобраться, чем экономика людей отличается от экономики машин, путём анализа энергетических цепочек в современной цивилизации и гипотетической цивилизации роботов. В качестве побочного продукта исследования составлена обобщённая карта использования энергии современной цивилизацией, буквально, от солнечного излучения до стейка на вашем столе. Почему 4-я промышленная революция изменит товарно-денежные отношения Один из факторов 4-й промышленной революции заключается в появлении автономных производств, где все этапы — проектирование продукта, поставка материалов, сборка, упаковка и дистрибуция — осуществляются с минимальным участием людей. Однако, с увеличением доли автономных производств мировая экономика столкнется со следующими проблемами:
Получается противоречие: с одной стороны, произойдёт замена работников роботами, сокращение числа рабочих мест, а с другой — остается потребность в росте количества потребителей, которые будут платить за товары. Таким образом, обесценивание человеческого труда при производстве товаров массового потребления создаёт угрозу стабильности экономики, в том виде, в котором мы привыкли её воспринимать. Проблема в том, что современная экономика как наука и общественное явление нацелена на решение вопросов, так или иначе связанных с деньгами: равновесная цена, спрос и предложение, торговля, инвестиции, денежная масса и т.п. Зацикленность экономики на деньгах не позволяет комплексно взглянуть на новые вызовы, которые возникают в ходе 4-й промышленной революции. Деньги как мера труда Начнём с обесценивания труда. Несмотря на появление большого числа производных финансовых инструментов и изменяющуюся со временем роль денег, стоимость товаров в денежном выражении до сих пор сильно зависит от объема вложенного при их производстве человеческого труда. На первый взгляд может показаться, что это не так. Ведь стоимость товаров складывается не только и не столько из оплаты труда сотрудников, а в том числе из стоимости материалов, энергоносителей, амортизации средств производства, расходов на маркетинг, транспортных расходов, аренды помещений, налогов и т.д. Но стоимость всех этих составляющих также складывается из составных частей. Например, стоимость аренды помещения включает затраты на постройку и обслуживание здания. Транспортные расходы — амортизацию транспортного парка, топливо и оплату труда сотрудников. Т. е. каждая составляющая стоимости содержит примерно одинаковый набор компонентов. Если раскрутить всю цепочку производства до конца, то в результате останется только стоимость человеческого труда, не исключая, конечно, компенсации топ-менеджеров, владельцев бизнеса и прочих заинтересованных лиц. Т. е. стоимость всех товаров в результате всё равно определяется объемом вложенного труда. Что определяет стоимость труда и компенсации? Спросом и предложением — да, безусловно. Но корневой фактор — это всё же личные потребности людей. У всех способности, потребности и амбиции разные, поэтому и оплата существенно отличается. Но для большинства людей доход всё ещё идет на покрытие базовых потребностей: питание, жильё, одежду, транспорт, образование и т. п. И в свою очередь, стоимость этих базовых потребностей в денежном выражении складывается из вложенного в них труда других людей. Т. е. современная экономика всё ещё строится на удовлетворении человеческих потребностей и оплате, соразмерной вложенному труду. Обесценивание труда В связи с обесцениванием человеческого труда в ходе 4-й промышленной революции, баланс стоимости удовлетворения потребностей и оплаты, которую люди могут получить за свой труд, нарушается. Когда всю работу, за исключением, возможно, особо интеллектуальной, выполняют автономные машины: вырабатывают энергию, добывают полезные ископаемые, осуществляют их переработку, собирают и ремонтируют другие машины и т. д. и т. п. — из чего в этом случае будет складываться стоимость результатов их работы? Много ли в стоимости будет человеческого труда? Есть ли у машин такие потребности как питание, жильё, одежда, транспорт, образование и т. п.?  Получается своего рода сингулярность. Стоимость результатов работы в денежном выражении, как мера вложенного труда, стремится к нулю. Но всё-таки стоимость не исчезает, только теперь некорректно выражать её в деньгах. Нужно снова раскрутить цепочку производства, чтобы разобраться, какую составляющую невозможно исключить из производственного цикла. Стоимость труда автономных машин Допустим, автономные роботы строят здание. Из чего складывается стоимость работы? Из материалов, энергоносителей, транспортных расходов, амортизации средств производства. Из оборота исключены лишние звенья, такие как оплата труда людей, маркетинг и налоги. Транспортные расходы и стоимость средств производства могут быть редуцированы до материалов и энергоносителей. Материалы получаются за счет переработки полезных ископаемых. Сами полезные ископаемые уже есть в наличии в недрах Земли. Можно считать, что их стоимость изначально равна нулю, но их нужно извлечь и переработать. Для этого потребуются соответствующие машины и энергия для их работы. Из чего складывается стоимость энергоносителей? Если это электроэнергия, то она получается за счет преобразования из других видов энергии, которые также есть в наличии: сжигание полезных ископаемых, энергия ветра, воды или Солнца. Таким образом, стоимость труда автономных машин может быть выражена в объеме требуемой энергии и полезных ископаемых (т. е. вещества, материи). Объем вещества на Земле известен заранее и существенно не меняется с течением времени. Единственная переменная величина — энергия. Поэтому дальше мы будем рассматривать экономику, универсальным «платежным средством» в которой является энергия, доступная на Земле. Экономика, построенная на энергии Как будет выглядеть современная экономика, если исключить из неё понятие денег, а оставить только энергию? Рассмотрим схему с потоками энергии на нашей планете. Все значения приведены в ТВт*ч в год. Чем толще стрелка, тем больше соответствующий поток энергии. Данные взяты из открытых источников или рассчитаны мной на основании имеющихся данных.  В энергетике приняты разные единицы измерения, но для наглядности всё приведено в ТВт*ч в год. Насколько это много? Для понимания масштаба 1 ТВт*ч в год — это примерно в 8 тыс. раз больше энергии взрыва самой мощной термоядерной бомбы РДС-202. Вернемся к схеме. Практически вся энергия, доступная на Земле, поступает от Солнца. Поверхности Земли достигает колоссальный объем энергии — примерно 1,2 млрд ТВт*ч в год. Для сравнения энергоемкость всех энергоносителей, потребляемых человечеством за год составляют примерно 153 тыс. ТВт*ч в год, т.е. в 8 тыс. раз меньше. В таблице приведено распределение потребляемой современной цивилизацией энергии по типам источников (источник): Нефть 33% Уголь 27% Природный газ 21% Биотопливо (дрова, отходы) 10% Ядерная энергия 6% Гидро 2% Геотермальная энергия 1% Всё остальное меньше 0,5% Кроме ядерной и геотермальной энергии всё остальное, т. е. 93% — результат работы Солнца. Растения набирают биомассу за счет энергии солнца. Нефть, уголь и природный газ — результаты преобразования накопленной биомассы. Гидроэлектростанции работают, благодаря круговороту воды, энергию которому дает Солнце. Ветер также образуется в результате нагрева земной поверхности и атмосферы Солнцем. Несмотря на развитие альтернативных источников энергии и электрического транспорта, подавляющую часть энергии мы всё ещё получаем из ископаемого топлива или биотоплива: порядка 160 тыс. ТВт*ч в год, в соответствии со схемой. Энергия Солнца и биологическая энергия Двигаемся по схеме дальше. Практически вся энергия, поступающая на Землю от Солнца рассеивается обратно в космос. Только небольшая часть, 0,3% или 3,5 млн ТВт*ч, используется растениями для преобразования углекислого газа и воды в биомассу. КПД этого процесса - около 2%. Часть биомассы идет на образование ископаемого топлива (но, к сожалению, каменный уголь и нефть в современных условиях уже не запасаются), часть (порядка 20% или 15 тыс. ТВт*ч в год) расходуется людьми для получения энергии (в основном, на отопление и приготовление пищи), а часть (порядка 16% или 11 тыс. ТВт*ч в год) употребляется в пищу домашними животными и людьми. Пища усваивается людьми и животными с очень высоким КПД (порядка 90%). Но в отличие от растений, животные и люди ведут активный образ жизни и большую часть энергии тратят не на накопление биомассы, а на активную жизнедеятельность. С учетом малоподвижного образа жизни домашних животных, грубо можно считать, что КПД преобразования растительной пищи в мясопродукты составляет 15-30%. Это хорошо соотносится с тем, что рацион всего человечества состоит примерно на 20% из животной пищи, что эквивалентно совокупной энергии животной пищи в 1 тыс. ТВт*ч в год. В день человеку нужно около 7 МДж на поддержание процессов жизнедеятельности. Остальное идет на физическую и умственную активность. КПД мышц составляет порядка 50%. Но полезная эффективность мышечной работы современного человека не велика, т.к. движения, связанные с производственной деятельностью, составляют лишь небольшую часть всей физической активности, нам надо отдыхать и развлекаться, нам скучно делать однообразную работу и т.д. КПД умственной деятельности посчитать затруднительно, но энергозатраты в среднем составляют порядка 1 МДж в день. О чем говорят эти цифры? Получается, что средняя мощность человека — порядка 80 Вт без нагрузки. С нагрузкой — ненамного больше, т. к. человек быстро устает. Совокупная мощность всех людей — порядка 5 тыс. ТВт*ч в год, полезная часть из которых не более 1 тыс. ТВт*ч. Но при этом потребление энергии Солнца на поддержание элементарной жизнедеятельности, с учетом потерь в биологической цепочке преобразования энергии, составляют не менее 550 тыс. ТВт*ч в год. Это почти в 4 раза (!) больше, чем энергоемкость всех энергоносителей, используемых человечеством. Повторюсь, что полезная работа не превышает 1 тыс. ТВт*ч, т. е. меньше 0,2%. Не сильно эффективно, не так ли? Небиологический «рычаг» Конечно, если бы люди полагались только на свою мышечную силу, мы бы продолжали жить в каменном веке. Но мы используем труд животных и машин, поэтому результаты нашей жизнедеятельности, так называемая техносфера, всё же весьма существенные. По оценкам, средняя масса техносферы составляет около 58 кг на квадратный метр суши. Таких внушительных результатов удалось добиться, благодаря использованию более эффективных помощников. Машины выполняют работу с существенно более высоким КПД, чем человек. А если используется солнечная энергия, а не ископаемое топливо, то эффективность машин ещё выше, т. к. отсутствуют потери на преобразование энергии. Мы все пользуемся услугами мощных и производительных помощников. Если вернуться к схеме, то это ветвь «небиологической» энергии, т. е. той энергии, которая не потребляется непосредственно нашим телом, а задействована для работы машин и предприятий, на освещение, отопление, приготовление пищи и т. п. Всего такой энергии человечество потребляет порядка 160 тыс. ТВт*ч в год, но из них примерно 54 тыс. ТВт*ч в год теряется в процессе передачи, поэтому будем считать, что чистая потребляемая цивилизацией небиологическая энергия — это 106 тыс. ТВт*ч в год. Таким образом, среднее потребление небиологической энергии на одного современного человека — более 1,6 кВт, т. е. в 20 раз больше, чем наши биологические возможности. Учитывая, что производительность машин существенно выше, то такой «рычаг» не в 20 раз, а гораздо более эффективен сравнению с мышечной силой человека. Этот энергетический рычаг и позволяет нам жить в существенно более комфортных условиях, чем жили наши предки, которые могли полагаться только на силу собственного тела. Эффективность использования энергии На что расходуется эти 1,6 кВт на человека или 106 тыс. ТВт*ч в год на всё население Земли (источник)? Промышленность 34% Коммунальные услуги 31% (в т.ч. 7% — приготовление еды) Транспорт 25% (11% грузовой и 14% пассажирский, в т.ч. 11% легковые авто) Прочее 11% В разрезе человеческих потребностей получается следующее распределение по целевому использованию ресурсов:
На созидательный научно-технический прогресс идет очень незначительная часть энергии — не более 7%. Остальное — на то, чтобы нам было сыто, комфортно и весело. Чтобы мы могли хвастаться друг перед другом материальными благами, удовлетворять свои амбиции и вообще проявлять все наши замечательные человеческие качества. Но это уже лирика. В сухом остатке — потребление энергии человечеством очень и очень неэффективно. Вот такая получается «неэкономная» экономика, если посмотреть на неё через призму потребления энергии. Экономика машин Приведет ли 4-я промышленная революция к увеличению эффективности использования энергии? Как будет выглядеть гипотетическая цивилизация машин с точки зрения использования энергии? Допустим, в будущем основным источником энергии будут солнечные электростанции. Допустим, КПД 25% для солнечных электростанций будущего не будет чем-то из ряда вон выходящим. Если, например, покрыть такими солнечными панелями площадь, равную площади всех городов, то такая электростанция будет вырабатывать более 850 тыс. ТВт*ч в год, что в 8 раз больше, чем глобальное потребление небиологической энергии сейчас. Для сравнения, например, площадь пахотных земель для обеспечения нужд населения Земли почти в 10 раз больше.  Энергия, вырабатываемая этими солнечными электростанциями, будет обеспечивать работу машин с достаточно высоким КПД (допустим, больше 30%). Машины не будут обеспечивать коммунальные удобства, производить товары народного потребления для миллиардов людей, а будут выполнять созидательную работу (какую — отдельная тема). Скорость выполнения такой работы будет больше, чем та, с которой сейчас работает человечество, как минимум в 30 раз. Ценность человеческого труда, а следовательно, денег, окажется ничтожной. Очевидно, что человек проигрывает машинам в такой ситуации практически всухую. Что останется делать людям Напрашиваются 2 основных сценария. Первый: людям будут обеспечены основные потребности, и они смогут изолированно заниматься своими любимыми делами, без возможности нанести ущерб работе автономных машин. Второй: останутся только те люди, которые заинтересованы в интеллектуальной созидательной работе и смогут помогать машинам в их работе (возможна интеграция людей и машин, киборгизация). Что будет с остальными? Ну, например, «неожиданная» глобальная эпидемия какого-нибудь синтетического вируса, при этом уничтожать не надо, достаточно ограничить рождаемость… Скорее всего, будет какая-то комбинация этих сценариев. Когда наступит это светлое будущее, прогнозировать довольно сложно. Может быть, через 5, а может через 50 лет. Но в любом случае, деньги, в нашем привычном понимании, со временем потеряют свою актуальность. Ценность классических денег и материальных благ со временем будет размываться. В суперпроектах будущего основной «валютой» станет возможность распоряжаться доступной энергией. А мировая экономика в будущем останется без денег. =========== Источник: habr.com =========== Похожие новости:
Робототехника ), #_nauchnopopuljarnoe ( Научно-популярное ), #_energija_i_elementy_pitanija ( Энергия и элементы питания ), #_iskusstvennyj_intellekt ( Искусственный интеллект ) |
|
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 23-Ноя 01:06
Часовой пояс: UTC + 5