Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Faire des ennuis - Le pouvoir des choses

Récemment, je n’étais préoccupé que par une seule chose, et je pense que c’est véritablement le défi de notre époque: l’énergie et l’environnement. En abordant ce problème, vous devez réfléchir à la façon dont nous exploitons l’énergie (l’énergie n’est pas créée, mais convertie à la place sous différentes formes), à la manière dont nous utilisons l’énergie et à l’impact sur l’environnement. J’ai fait beaucoup de calculs sur la consommation d’énergie de l’humanité et sur la manière dont nous pourrions créer des technologies d’énergie renouvelables qui pourraient relever ce défi, mais c’est une analyse assez impersonnelle.

Pour le rendre plus immédiat, je me suis mis à comprendre ma propre consommation d'énergie. Tout. Il s’avère qu’il s’agit d’un projet extrêmement difficile, même si vous disposez d’une ressource assez importante en outils et en informations.

Les pièces faciles sont celles qui sont mesurées de facto pour vous (mes valeurs entre parenthèses):

Miles de voyage en avion [6 375 watts, 110 000 milles]

Je peux vérifier tous mes billets d'avion pour une année donnée, utiliser une hypothèse de consommation de carburant de l'avion (telle que 1,4 MJ / km) et faire la moyenne de cette énergie sur l'année pour obtenir une mesure de la quantité d'énergie que j'utilise tout le temps. .

Miles de déplacement en voiture [1 491 watts, 10 000 milles]

Je peux garder une trace de mes odomètres dans les différentes voitures que je conduis et obtenir un nombre précis de kilomètres. En faisant le suivi de la consommation de carburant sur plusieurs réservoirs, j'ai une estimation précise.

Consommation d'électricité à la maison [135 watts]

Pacific Gas & Electric m'a signalé de manière pratique la consommation d'électricité de ma maison sous la forme de ma facture. Je dispose donc de données précises tout au long de l'année.

Consommation de gaz à domicile [597 watts]

PG & E me donne également ma consommation d'essence dans une facture. Je peux convertir des thermes en watts.

Je vole beaucoup. Je ne conduis pas beaucoup - quand je le fais, c’est surtout en hybride. J'ai une petite maison. Vos valeurs seront probablement différentes, mais pas tellement. Ces chiffres simples ne sont pas, en fait, parfaitement simples.

Est-ce que je compte les miles aériens contre moi personnellement ou avec mon entreprise? Dois-je compter la moitié des kilomètres parcourus en voiture parce que je voyage généralement avec quelqu'un d'autre? Les services publics de la maison sont-ils partagés également entre moi et ma partenaire, ou en a-t-elle plus à cause de son penchant pour la chaleur?

Cependant, ce qui est vraiment difficile, ce sont les objets que je consomme. Mon ordinateur a mis beaucoup d'énergie à fabriquer, tout comme mes vêtements, mes vélos, mes étuis à DVD et mes meubles. Mais pas de calculs simples pour ceux qui donnent une réponse satisfaisante. J'ai donc examiné en détail la consommation d'énergie d'une boisson simple.

Par ironie, j’ai choisi une boisson énergisante, mais le calcul est raisonnablement applicable à toute boisson embouteillée en plastique. En regardant les chiffres, il était intéressant de noter que la boisson portait déjà une étiquette énergétique, présentée ici, qualifiée de «faits nutritionnels». Cette étiquette énergétique concerne l'énergie chimique contenue dans la bouteille que mon corps peut convertir en produit mécanique. l’énergie nécessaire pour faire un travail, comme monter à bicyclette au bureau. J'ai donc pris la liberté de calculer l'empreinte énergétique de cette bouteille avec un degré de détail raisonnable, et j'ai résumé les résultats dans une étiquette de bouteille alternative appelée «faits de consommation».

Voyons comment procéder pour estimer la consommation d’énergie d’une bouteille.

1. Il y a l'énergie incorporée dans les matériaux.

L'énergie incorporée est une mesure de l'énergie nécessaire pour extraire, purifier, mélanger et fabriquer la matière première. Il est bien calculé pour de nombreux produits. J'aurais une grande confiance dans ce nombre.

2. Il y a l’énergie consommée dans le transport de l’objet jusqu’à nous.

L'énergie consommée dans les transports est un peu plus difficile. Combien de milles a-t-il parcourus? Quelle était l'efficacité du camion / train / avion utilisé pour le transporter? Pour cet exemple, j'ai supposé une distance de 200 km et un camion moyen de 8 mpg rempli de bouteilles de boissons énergisantes.

3. Il y a l'énergie utilisée dans sa fabrication.

L'énergie utilisée dans la fabrication est un peu difficile à calculer. Je voudrais diviser le nombre de bouteilles vides sortant de l’usine de bouteilles par la facture énergétique de l’usine de bouteilles, mais ce n’est pas surprenant, personne ne le dit vraiment. La valeur que j’ai utilisée ici est un peu imprévisible, mais pas plus de 10 fois, je dirais. C'est une petite valeur comparée aux autres valeurs.

4. Dans le cas des aliments, l’énergie utilisée pour leur réfrigération et leur stockage est utilisée.

Enfin, pour la réfrigération de ce produit, j’ai pris une photo dans le noir. Dans le monde réel, cette valeur doit être une mesure du nombre de fois qu'il a été refroidi, réchauffé et refroidi, ainsi que de l'efficacité des réfrigérateurs et du nombre de jours passés sur les étagères. Encore une fois, j'ai utilisé une valeur approximative, par exemple.

Ce sont les choses faciles à calculer. Les éléments les plus difficiles à ajouter au calcul incluraient l’énergie nécessaire pour faire fonctionner les ordinateurs des travailleurs de l’entreprise productrice de la bouteille, ou celle des lampes fluorescentes du magasin du détaillant.

Les effets négatifs des facteurs non énergétiques et non économiques du produit, tels que la pollution esthétique causée par l’échec sur les plages, ou les effets sur la santé de composants toxiques comme les plastifiants, sont encore plus difficiles. Ce calcul éthique est très peu développé et constitue à mes yeux l’un des domaines d’étude les plus importants, les plus difficiles et les plus intéressants de notre époque. Si vous étudiez en économie, en éthique ou en philosophie, c’est la frontière.

Qu'est-ce qui ressort de l'analyse? Compte tenu de ma confiance en la valeur de l'énergie intrinsèque, je peux certainement affirmer qu'une limite inférieure pour la bouteille individuelle de 5 millions de joules (MJ) et une estimation de la limite supérieure de 8 MJ sont raisonnables.

C’est la valeur énergétique; Alors, comment ai-je utilisé cela dans le calcul de mon indemnité journalière? L’humanité utilise actuellement environ 15 térawatts (TW). Les watts correspondent à un débit, c’est-à-dire qu’une quantité d’énergie est consommée en permanence: 100 joules consommées chaque seconde équivalent à 100 watts.

Nul doute que 15TW représente beaucoup de puissance. Il est difficile d’obtenir un chiffre précis, mais pour limiter nos émissions de CO2 afin d’empêcher le réchauffement de la planète, nous ne pouvons probablement nous permettre que de produire 2 TW de cette puissance avec des carburants à base de carbone. L’autre 13TW devrait provenir de l’énergie nucléaire et de sources renouvelables qui produisent collectivement à peine 1,5 TW actuellement.

Il y a 6,65 milliards de personnes sur la planète. Si vous prenez l’hypothèse audacieuse selon laquelle ils méritent tous une mesure égale des ressources énergétiques de la Terre, cela donnerait 15 × 1012 / 6,65 × 109 = 2 255 watts chacun. L'Américain moyen utilise déjà plus de 10 000 watts. Je vais utiliser 2 000 watts comme indemnité journalière moyenne pour deux raisons: 1) Cela semble juste. 2) cela semble familier; Pour être en bonne santé, nous devrions consommer environ 2 000 calories.

Il y a 60 × 60 × 24 = 86 400 secondes dans une journée.

Cela signifie que le jour où vous buvez cette bouteille de boisson énergisante, vous utilisez environ 90W. C’est vrai, boire cette bouteille et l’en disposer, c’est comme garder une vieille ampoule à incandescence toute la journée.

Si vous buvez une bouteille tous les jours, c’est comme si vous aviez toujours votre propre ampoule personnelle. Illuminant, hein? Et je n’ai même pas compté l’énergie nécessaire pour faire la boisson à l’intérieur!

Alors pourquoi n’ai-je pas utilisé l’empreinte carbone comme mesure?

Le CO2 est en quelque sorte l’ennemi ici, mais c’est l’effet secondaire causé par nos modes de vie. Si vous calculez en termes de CO2, il est tentant de croire que vous pouvez «compenser» ce carbone en plantant un arbre. C’est peut-être vrai dans un avenir lointain, lorsque les programmes de réduction des émissions de carbone sont bien gérés et stables, mais rien ne garantit que l’arbre que vous plantez aujourd’hui durera éternellement et ne restituera pas simplement ce CO2 dans l’atmosphère après sa mort. Je préfère mesurer notre impact en unités SI (Système international d'unités), car les résultats ne peuvent être ambigus.

Chaque acte de consommation dans lequel nous nous engageons a des conséquences, des conséquences que nous ne voyons pas beaucoup. Nous ne sommes pas informés des ramifications lors de l'achat du produit, nous ne voyons pas les répercussions directes de l'acte unique et notre seul moyen de voir le résultat final consiste à associer de manière abstraite des titres tels que "Polar Bears Mourir pour le manque de conscience". Ice »ou« Les dauphins s'étouffent avec du plastique dans le Pacifique ». Je suppose que nous agirions un peu mieux si nous connaissions les conséquences de nos actes au moment de l'achat. Voici une tentative de nous lancer dans cette direction. Peut-être qu'un jour tous les produits porteront les deux étiquettes: faits nutritionnels et faits de consommation.

Pourquoi voudrais-je parler de cela dans le magazine MAKE? En partie parce que les solutions que nous recherchons sont, par essence, des problèmes d’ingénierie, et nous avons besoin de vous pour résoudre ces problèmes. Mais aussi parce que, quand je pense à l’avenir, cela n’a pas l’air si bon, à moins de changer notre façon de générer et de consommer de l’énergie. Cela obligera tout le monde à changer sa façon de faire à peu près tout - et c’est la bonne option. Le mauvais scénario est que nous ne changeons pas grand-chose, que nous détruisons tous les écosystèmes et que nous descendons dans un avenir qui donne à Tank Girl l’apparence d’un paradis féerique.

Et enfin, car il me semble que l’enfouissement dans l’éthique du fabricant est un élément fondamental de la solution. Les fabricants réutilisent les choses. Les fabricants repositionnent les choses. Les fabricants réparent les choses. Je parierai qu'une table faite à la main construite pour durer 200 ans porte une étiquette énergétique qui ne diffère pas beaucoup d'une table IKEA construite pour durer 7 ans - à l'exception du fait que vous pouvez amortir cette énergie sur une période presque 30 fois plus longue. Cela signifie qu'il utilise efficacement 1 / 30ème de l'énergie.

Les objets de haute qualité appréciés, réparés et fabriqués à la main deviennent une partie importante de votre vie. Mon espoir d'un avenir plus beau est que nous aurons moins de choses dans notre vie, de qualité supérieure, et que nous les aimerons davantage.

Alors, allez vous ressourcer en fabriquant une cruche d’eau réutilisable de la même qualité

Si vous souhaitez en savoir plus, j’ai récemment donné une conférence approfondie sur ce sujet lors de la conférence ETech de O’Reilly. Les diapositives et le texte qui les accompagne sont disponibles sur wattzon.com.

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