Билл Гейтс рекомендует: "Энергия и история цивилизации". Отрывок из книги

(укр.)

Видавництво "Книжковий клуб "Клуб Сімейного Дозвілля" вже в листопаді планує видати переклад книги одного з найулюбленіших авторів Біла Гейтса - вченого Вацлава Сміла - "Енергія і історія цивілізації". 

Що в ній особливого? Ця книга - це новий погляд, як людство створило особливий спосіб умовно ефективного перетворення енергії - цивілізацію. Вчений намагається зрозуміти, для чого ми це зробили, які в нас подальші перспективи, та чи взагалі існуватиме наш вид на Землі.

___

Енергія у всесвітній історії 

Усі природні процеси й людські дії в глобальному фізичному сенсі є перетворенням енергії. Поступ цивілізації можна розглядати як пошук способів максимально досконалого використання максимально можливих потоків, потрібних для отримання великих урожаїв, збільшення продуктивності й максимально можливого розмаїття матеріалів товарів, отримання максимально можливої мобільності та практично необмеженої кількості інформації. Досягнення в цьому спричинили зростання населення, ускладнили соціальну організацію аж до рівня національної держави й наднаціонального колективу з високим рівнем життя. Окреслити основні етапи цього поступу з погляду домінантних джерел енергії та провідних рушійних сил, які, сподіваюсь, демонструє ця книжка, доволі просто. І нескладно перелічити найважливіші соціально-економічні наслідки цих технічних змін.

Значно більша проблема — знайти розумний баланс між баченням історії крізь призму енергетичних імперативів і урахуванням комплексу неенергетичних чинників-ініціаторів, контролерів, утворювачів і перетворювачів, які визначають енерговикористання. А ще важливо звернути увагу на основний парадокс ролі енергії в еволюції життя загалом і людській зокрема. Усі живі системи підтримує постійне надходження енергії, яке має низку фундаментальних обмежень. Але ці життєдайні потоки енергії не можуть пояснити ані існування організмів, ані складнощі їхньої організації. 

Великі схеми використання енергії 

Тривалі "стосунки" між людськими досягненнями й панівними джерелами енергії та зміною основних рушіїв, мабуть, найкраще можна розкрити в контексті енергетичних епох і трансформацій. Обравши цей підхід, мусимо уникати жорсткої періодизації (бо деякі зміни відбувалися дуже повільно) й маємо визнати, що узагальнення щодо специфічних періодів мусять брати до уваги відмінність у початковому стані та швидкості розвитку важливих процесів, які зумовили ці періоди. Ймовірно, найкращим прикладом є винятково швидкий розвиток Китаю після 90-х рр. ХХ ст., коли за одне покоління було досягнуто те, на що багатьом націям на ранніх стадіях індустріалізації знадобилося 3 покоління. Є також багато національних і регіональних особливостей, які керують складними історичними змінами й формують їх.

Найочевиднішу однорідність, продиктовану особливими енергетичними епохами, можна побачити в діяльності, пов’язаній з видобутком, перетворенням і поширенням енергії. Використання людських м’язів чи м’язів волів створюють подібні обмеження щодо обсягів землі, яку можна обробити за один день, чи то в Пенджабі, чи то в Пікардії, а видобуток деревного вугілля традиційним способом у Тогоку (північ Хонсю) мало відрізняється від методів у Йоркширі (північна Англія). У сучасній глобальній цивілізації ці спільні риси стали абсолютно ідентичними: нині повсюди володіють, видобувають і перетворюють енергію однакових джерел, використовуючи однакові рушійні сили, процеси та апарати, і часто все це робить незначна кількість світових корпорацій.

Приклади цих компаній — Schlumberger, Halliburton, Saipem, Transocean і Baker, видобувачів нафти; Caterpillar, Komatsu, Volvo, Hitachi та Liebherr, розробники будівельної техніки; General Electric, Siemens, Alstom, Weir Allen та Elliott, виробники парових турбін, і Boeing і Airbus, конструктори реактивних літаків. Коли обсяги послуг і виробництва цих компаній стали дійсно глобальні, відмінності між країнами у продуктивності та надійності надзвичайно зменшилися або зникли, і в деяких випадках ті, хто доєдналися пізніше, тепер мають більший відсоток передових технологій, ніж піонери індустріалізації. Попри великі культурні й політичні відмінності існують дивовижно великі можливості для узагальнення соціально-економічних наслідків цих фундаментальних енергетичних змін.

Найвигідніше використання ідентичних джерел енергії і двигунів потребує однакових технологій, тож ця однорідність залишила багато ідентичних або схожих відбитків не лише на сільськогосподарській діяльності (що спричиняє домінування кількох комерційно вигідних культур і масове виробництво корму для тварин), промисловій діяльності (і як результат — спеціалізація, концентрація виробництва та автоматизація), організації міст (наслідок — поява ділових кварталів у центрах міст, розбудова передмість і, врешті-решт, створення зелених зон) і транспорті (у великих містах — потреба в метро, електричках, автомобільному сполученні між центром і передмістям і цілих флотиліях таксі), а й на схемах споживання, відпочинку та нематеріальних прагнень.

У кожному зрілому високоенергетичному суспільстві,  урбанізованих регіонах багатьох країн, які відносно швидко зростають, понад 90 % домогосподарств користуються телевізорами, холодильниками і пральними машинами. Серед інших речей, відсоток користування якими доволі великий, — персональні електронні пристрої, кондиціонери, легковики. Серед світових тенденцій споживання їжі бачимо інтернаціоналізацію смаків (у Англії найпопулярнішою стравою є тіка масала, а в Японії — курка карі), популяризацію фаст-фуду, доступність сезонних фруктів і овочів цілий рік — зручність, яка з’явилася завдяки значним енерговитратам на міжконтинентальному транспортуванню в охолоджених контейнерах, а також авіаперевезенням. Серед універсальних видів відпочинку тепер є перельоти до приморських країн з пляжами, відвідування тематичних парків (Діснейленди є тепер у Франції, Китаї, Гонконзі та Японії), круїзи (раніше вони були європейською та американською розвагою, тепер бурхливо розвиваються в Азії). І, зробимо ще один крок, спільна енергетична основа, зрештою, впливає на багато нематеріальних прагнень, особливо тих, які пов’язані з прогресивною (і елітною) освітою.

Але знову і знову на думку спадає неймовірна прірва між суспільствами з низькими прибутками (енергетична база яких — традиційні види палива й живі рушійні сили й дедалі більша частка горючих корисних копалин і електроенергії) та високоенергетичними країнами, споживання горючих корисних копалин і електроенергії в яких сягнуло чи наближається до рівня насичення. Ця прірва є на всіх рівнях, якщо розглянути загальне виробництво або середні стандарти життя, продуктивність праці чи доступ до освіти. І ця прірва стає дедалі менше питанням міжнародних розбіжностей, а більше розколом, що ширшає через наявність привілеїв (доступ, освіта, можливість), що яскраво ілюструє заможний клас у Китаї та Індії. У 2013 р. філія китайського клубу спортивних автомобілів вимагала, щоб його члени володіли машинами кращими за Porsche Carrera GT за 440 тис. доларів США, а з вікон найдорожчої будівлі Азії з приватними помешканнями, 27-поверхового хмарочосу Макеша Амбані за 2 млрд доларів США у центрі Мумбаю, відкривається необмежений вид на неосяжні нетрі. 

Енергетичні епохи й зміни 

Будь-яка реалістична періодизація енерговикористання має враховувати як види панівного палива, так і основні рушійні сили. І це перекреслює два концептуально привабливі поділи історії на дві виразні енергетичні доби. Живі й неживі рушії протиставляють традиційні суспільства (м’язи людей і тварин — основні рушійні сили) модерній цивілізації, яка залежить від машин на паливі чи електроенергії. Але таке протиставлення вводить в оману щодо минулого й щодо сьогодення. У низці давніх високих культур два класи неживих рушіїв: водяні колеса й вітряки — відігравали важливу роль за багато століть до появи сучасних механізмів.

Розквіт Заходу багато в чому завдячує потужному поєднанню двох неживих рушійних сил — ефективному приборканню вітру й використанню пороху, що втілилося в океанських вітрильниках, споряджених важкими гарматами. Ба більше, розрив між живими й неживими рушійними силами було знищено лише для найбагатшої ¹/₅ частини людства. Найбідніші сільські регіони Африки та Азії тримаються на важкій праці людей і тварин, сотні мільйонів працівників у багатьох галузях видобувної і виробничої промисловості країн з низькими прибутками виконують виснажливі (часто небезпечні) завдання.

Друге спрощення полягає у протиставленні періоду використання поновних і непоновних джерел енергії, що віддзеркалює межу між тисячолітнім домінуванням живих рушійних сил і палива з біомаси, та нещодавнім минулим, залежним від викопних палив і електроенергії. Насправді розвиток був значно складніший. Постачання біомаси в суспільствах доби домінування деревини не припускало безперечного поновлення: надмірне вирубування лісу з подальшою ерозією ґрунту на вразливих ділянках знищувало умови поновлення лісу на великих територіях Старого світу, особливо в Середземноморському регіоні та Північному Китаї. І в нинішньому світі, коли домінують викопні палива, енергія води — поновного ресурсу — генерує ¹/₆ електроенергії, тоді як більшість землеробів бідних країн досі використовує працю людей і тварин в полі й для підтримки іригаційних систем.

Чіткий поділ на енергетичні епохи нереалістичний не лише через очевидні національні й регіональні відмінності інновацій і засвоєння нових видів палива і двигунів, а й через еволюційну природу засвоєння нових джерел енергії. Усталені джерела й рушійні сили можуть бути дивовижно витривалими, нові джерела можуть стати домінантними тільки після довгого поступового розвитку. Таку інертність пояснює поєднання функціональності, доступності й ціни. Поки традиційні джерела чи рушійні сили доступні, дають зиск і добре працюють у звичних умовах, їхні замінники з очевидно вищими показниками поширюватимуться дуже повільно. Економісти можуть розглядати ці факти як приклади прив’язаності чи залежності від певного шляху, як це концептуалізував економіст Пол Девід, який ґрунтував свої твердження на критиці найпопулярнішої розкладки клавіатури QWERTY (на противагу нібито кращій розкладці Дворака).

Але нам не потрібні якісь нові сумнівні ярлики для опису того, що є поширеним процесом повільного поступу, помітного в еволюції організмів та особистому прийнятті рішень, а також у технічному прогресі та управлінні. Прикладів з історії енергії чимало. Римські водяні млини було вперше використано в І ст. до н. е., але поширеними вони стали приблизно за 500 років. І навіть тоді їхнє використання майже завжди обмежувалося помелом зерна. Як зауважив Мозес Фінлі, звільнення рабів і тварин від важкої праці було недостатньо важливим стимулом для швидкого запровадження водяних млинів. Наприкінці XVI ст. навколосвітні подорожі вітрильниками стали майже звичними, але в 1571 р. у битві під Лепанто кожна сторона використовувала понад 200 галер, у 1588 р. іспанська Непереможна Армада, що вирушила завойовувати Англію, усе ще мала чотири великі галери й чотири галеаси, які урухомлювали понад 2000 засуджених до галер гребців, а шведські галери з важкими гарматами використовували, щоб знищити більшу частину російського флоту на Свенсксунді в 1790 р.

Тяглові тварини, енергія води й парові двигуни співіснували в індустріалізованій Європі та Північній Америці понад століття. У багатих на ліси США спалення вугілля випередило спалення деревини, а кокс став важливішим за деревне вугілля лише у 80-х рр. ХІХ ст. Механічна енергія в землеробстві витіснила енергію коней і мулів лише наприкінці 20-х рр. ХХ ст., а Департамент сільського господарства США перестав рахувати робочих тварин тільки в 1963 р. У Другій світовій війні кораблі класу Liberty (EC2) масового виробництва, основні вантажні кораблі США, мали не нові дизелі, а трициліндрові парові з котлом, що працював на нафті.

У складанні моделі довгострокового розвитку рушійних сил в доіндустріальних суспільствах Старого світу можливі лише приблизні припущення. Найхарактернішою рисою цих суспільств є тривале домінування людської праці. Людські м’язи були єдиним джерелом механічної енергії з початку еволюції людини й до часу одомашнення тяглових тварин, яке почалося близько 10 тис. років тому. Потужність людини збільшилася завдяки збільшенню кількості й покращенню якості знарядь, проте праця тварин у Старому світі тисячоліттями була обмежена через поганий запряг і недостатнє харчування, а в Америках і Океанії тяглових тварин взагалі не було. Людські м’язи, отже, були незамінним первинним двигуном у всіх доіндустріальних суспільствах.

Дивовижне розмежування характеризувало використання людської праці в усіх давніх цивілізаціях. Її масово використовували на будівництві величних споруд, давні високі культури, засновані на рабській праці й трудовій повинності чи на здебільшого вільній праці, так і не зробили наступного кроку в напрямку направду масового виробництва товарів. Нормою залишалася атомізація виробництва. Китайці за династії Хань опанували деякі методи потенційного масового виробництва. Вони вдосконалили відливку з чавуну, придатну для масового виробництва практично однакових дрібних виробів з одної розливки. Але найбільша зі знайдених ханьських печей для лиття була завширшки лише 3 м й завдовжки менше 8 м. За межами Європи й Північної Америки відносно невеликі ремісничі виробництва були нормою аж до ХХ ст. Відсутність дешевого наземного транспорту, очевидно, була основним фактором, який стримував масове виробництво.

Витрати на дистрибуцію товарів за межі відносно невеликого радіуса перевищували будь-яку економію від кількості, яку надає централізоване виробництво. Багато давніх будівельних проектів також насправді не потребували надзвичайних затрат праці. Від кількох сотень до кількох тисяч робітників, які відбували трудову повинність лише 2—5 місяців щороку, зводили величезні релігійні чи оборонні споруди, викопували довгі іригаційні чи транспортні канали, споруджували розлогі греблі за 20—50 років. Але багато колосальних будівництв тривали значно довше. На споруждення іригаційної системи на цейлонському озері Кала-Вева пішло близько 1400 років. Поступове будівництво й ремонт Великої китайської стіни розтягнулися на ще довший період. А століття чи два — не такий уже й тривалий період для спорудження собору.

Перші відчутні зміни в деяких регіонах Європи та Азії неживі рушійні сили почали спричиняти лише після 200 р. (водяні млини) й 900 р. (вітряки). Через поступове вдосконалення цих пристроїв багато виснажливих і повторюваних завдань було прискорено чи замінено, але заміна фізичної праці відбувалася повільно й нерівномірно. Хай там як, за винятком викачування води, водяні колеса й вітряки мало що робили для полегшення роботи в полі. Ось чому за приблизними підрахунками Рожера Фуке для Англії на зусилля людей і тварин у 1500 р. припадало 85 % усієї потужності, а в 1800 р. — навіть 87 % (вода й вітер давали лише 12 %), але в 1900 р. — лише 27 %, бо в цей час основну енергію на промисловому виробництві давала пара. Але навіть за доби парових двигунів праця істот була незамінною для видобутку й поширення горючих корисних копалин і виконання незліченної кількості виробничих завдань, а в сільському господарстві вона домінувала протягом ХІХ ст. 

Задовго до того, як максимальна потужність робочих тварин потроїлася (завдяки сильним коням з хомутовим запрягом), найпотужнішими рушійними силами стали водяні колеса. Їхній поступ був повільним: перше нарощування потужності тривало близько 1000 років, друге — близько 800. Нарешті парові двигуни перевищили їхню пікову питому потужність наприкінці XVIIІ ст., але їхнє домінування завершилося тільки разом з запровадженням і поширенням ДВЗ й парових турбін, і одні й другі ввійшли у вжиток у 80-х рр. ХІХ ст., а домінувати почали у 20-х рр. ХХ ст. й були провідними двигунами ще на початку ХХІ ст.

Тривале використання потужності істот

У Америках запряжені коні, мули й воли перетворили більшість нині культивованих земель, виоравши розлогі луки Великих рівнин США, канадських прерій, бразильських серадо та аргентинських пампасів в останні десятиліття ХІХ ст. й на початку ХХ ст. Лише в 1963 р., коли потужність американських тракторів у 12 разів перевищувала потужність усіх зафіксованих у 1920 р. тяглових тварин, Департамент сільського господарства США перестав рахувати кількість голів тварин. У пізньому династичному й ранньому республіканському Китаї внесок вітряків, водяних млинів і пари був незначний порівняно з людською працею, сукупна потужність якої також надзвичайно перевищувала потужність тяглових тварин. За найкращими розрахунками, які я маю, навіть у 1970 р. внесок людської праці в Китаї становив близько 200 ПДж корисної енергії порівняно з лише 90 ПДж енергії тяглових тварин цієї країни.

Домінування людських м’язів обмежувало окрему робочу одиницю, яку найчастіше використовували, 60—100 Вт безперервної (упродовж дня) корисної праці. Це означає, що за всіх, за невеликим винятком, обставин найбільша енергетична концентрація людської праці в єдиній команді (від кількох сотень до тисяч працівників на будівельному майданчику) сягала не більше 10—100 тис. Вт тривалих робочих зусиль, хоч у короткі пікові періоди вона могла бути в рази більшою за ці показники. Тож традиційний майстер-архітектор або будівельник каналу контролював енергетичні потоки, що не перевищували ті, які сьогодні видає один двигун невеликого екскаватора.

Попри деякі важливі континентальні й регіональні відмінності типові рівні споживання палива й панівні способи використання рушійних сил у давніх високих культурах були подібні. Якщо й було давнє суспільство, яке варто відзначити через значний прогрес у використанні палива й розвитку первинних двигунів, то це Китай за династії Хань (206 р. до н. е. — 220 р. н. е.). Його інновації було засвоєно в інших місцях аж через століття, а то й тисячоліття. Найпомітнішими внесками Китаю доби династії Хань були використання вугілля в металургії, буріння свердловин для отримання природного газу, виготовлення сталі з чавуну, використання вигнутого залізного плуга з відвалом, багаторядних сівалок, застосування хомутного запрягу. Такої кількості важливих удосконалень не було понад 1000 років.

Ранній іслам подарував оновлену конструкцію механізму для підняття води й вітряків, а морська торгівля цього регіону отримувала зиск від ефективного використання трикутних вітрил. Але ісламський світ не дав радикальних інновацій у металургії чи запрягу тварин або використанні палива. Лише середньовічна Європа, еклектично запозичаючи ранні досягнення Китаю, Індії й мусульманського світу, почала запровадження низки важливих інновацій. Те, що насправді виокремлює суспільства середньовічної Європи щодо використання енергії, — це дедалі більша ставка на кінетичну енергію води й вітру. Ці потоки було приборкано механізмами, які поступово ускладнювалися, давали безпрецедентну концентрацію енергії для багатьох десятків різних завдань. На час зведення перших готичних соборів найбільші водяні колеса давали близько 5 кВт енергії, що дорівнювало енергії 60 чоловіків. Задовго до доби Відродження деякі європейські регіони були дуже залежні від води й вітру, енергію яких використовували спершу для помелу зерна, а тоді у ткацтві й металургії, і ця залежність була важлива для поширення багатьох механічних навичок.

Отже, пізньосередньовічна й ранньомодерна Європа була місцем багатьох інновацій, але, як засвідчують тогочасні європейські мандрівники, які захоплювалися багатствами Піднебесної, загальна технічна майстерність тогочасного Китаю була, безперечно, приголомшливою. Ті мандрівники навіть не здогадувалися, як скоро ситуація зміниться на протилежну. Наприкінці XV ст. Європа була на шляху до прискорення нововведень і експансії, тоді як розвинена китайська цивілізація от-от мала розпочати тривалу і глибоку технічну й соціальну інволюцію. Європейське суспільство дуже швидко змінилося через технічні переваги й поширило вплив на інші континенти.

У 1700 р. типовий рівень енерговикористання в Китаї та в Європі, а отже й середній матеріальний добробут, були приблизно однакові. Усередині XVIII ст. реальний дохід будівельника в Китаї був близький до доходу будівельників у менш розвинених регіонах Європи, але відставав від доходу у провідних країнах Європи. А тоді західний поступ набрав обертів. У енергетиці його можна було спостерігати в поєднанні зростання врожайності, появи нової металургії на основі коксу, кращої навігації, нової конструкції зброї, захоплення торгівлею та прагнення експериментів. Кеннет Померанс стверджував, що такий злет залежав не так від інституцій, настанов чи демографії у ключових економічних регіонах Європи й Китаю, як від довільного розташування вугілля й дуже відмінних стосунків між цими центрами та їхніми відповідними периферіями, а також від самого процесу винаходів.

Інші вважали, що підґрунтя цього успіху слід шукати ще в Середньовіччі. Важливими складниками цього процесу були сприятливий вплив християнства на технічний прогрес загалом (зокрема критичний концепт гідності ручної праці) та прагнення середньовічного чернецтва до самозабезпеченості зокрема. Навіть Джордж Овітт, який сумнівався у значенні такого зв’язку, визнавав, що традиція чернецтва, яка підтримувала справжню гідність і духовну користь праці, була позитивним фактором. У будь-якому разі, в 1850 р. економічно розвинені регіони Китаю та Європи належали до двох різних світів, і в 1900 р. їх розділяла величезна прірва щодо продуктивності: використання енергії в Європі було принаймні в 4 рази більшим, ніж у середньому в Китаї.

Провісниками періоду дуже швидкого прогресу після 1700 р. були геніальні винахідники. Але найбільші успіхи ХІХ ст. стали можливі завдяки сполученню розвиненого наукового знання й розроблення та комерціалізації нових винаходів. Енергетичним підґрунтям досягнень ХІХ ст. стали розвиток і поширення парових двигунів, впровадження коксу для виготовлення заліза й масштабне виробництво сталі, запровадження ДВЗ та виробництво електроенергії. Масштаб і швидкість змін залежали від поєднання цих енергетичних інновацій з новим методом синтезу в хімії та кращим способом організації фабричного виробництва. Агресивний розвиток нових способів транспорту й телекомунікації також був важливим для прискорення виробництва і для просування внутрішньої та зовнішньої торгівлі.

У 1900 р. накопичення технічних та організаційних інновацій дало Заходу, який тепер запозичив нову потужність США, панування над безпрецедентною часткою світової енергії. Маючи лише 30 % населення світу, західні країни споживали близько 95 % горючих корисних копалин. Упродовж ХХ ст. західний світ збільшив сукупне енерговикористання майже в 15 разів. Неминуче його частка світового енергоспоживання скорочувалася, але наприкінці ХХ ст. Захід (ЄС і Північна Америка), маючи менше 15 % населення світу, споживав майже 50 % усієї комерційної енергії. Європа й Північна Америка досі основні споживачі палива та електроенергії у вираженні на душу населення і зберігають технічне лідерство. Швидке економічне зростання Китаю змінило абсолютне ранжування: у 2010 р. ця країна стала найбільшим енергоспоживачем у світі, у 2015 р. вона майже на 32 % випереджала США, але енергоспоживання на душу населення в ній становило ¹/₃ середнього споживання у США.

Для довгострокових моделей споживання первинної енергії у Старому світі можливі лише приблизні підрахунки. У Великій Британії вугілля витіснило деревину в XVII ст., у Франції й Німеччині деревина швидко втратила позиції після 1850 р., а в Росії, Італії та Іспанії енергія біомаси була домінантною ще до ХХ ст. Як тільки основна енергетична статистика стає доступною, можна кількісно визначити зміни й розпізнати довгі хвилі заміщення. У глобальному контексті це можна зробити доволі точно від середини ХІХ ст. Темпи заміщення були повільні, але, зважаючи на різноманітні фактори, залучені в цей процес, вони виявилися на диво подібними.

Згідно з моєю реконструкцією переходів у глобальній енергії, вугілля (що витіснило дерево) сягнуло 5 % на глобальному ринку близько 1840 р., 10 % у 1855 р., 15 % у 1865 р., 20 % у 1870 р., 25 % у 1875 р., 33 % у 1885 р., 40 % у 1895 р. й 50 % у 1900 р. Послідовність років, потрібних для подолання цих віх, була такою: 15—25—30—35—45—55—60. Інтервали в роках, що знадобилися для витіснення нафтою вугілля — причому показник 5 % глобального постачання було досягнуто в 1915 р., — були майже ідентичними: 15—20—35—40—50—60 (нафта ніколи не сягне 50 %, і її частка зменшується). Природний газ сягнув 5 % глобального первинного постачання в 1930 р., а 25 % — за 55 років, щоб досягнути такої частки, йому знадобилося значно більше часу, ніж вугіллю чи нафті.

Подібний поступ трьох глобальних переходів (щоб новий ресурс захопив більшу частку глобального енергетичного ринку, минає 2—3 покоління, або 50—75 років) дивовижний, бо три види палива потребують різної техніки виробництва, поширення й перетворення і масштаби заміни були різними: збільшення частки вугілля від 10 % до 20 % потребувало збільшення щорічного вироблення цього палива менше ніж на 4 ЕДж, тоді як збільшення з 10 % до 20 % частки природного газу потребувало приблизно додаткових 55 ЕДж на рік. Два найважливіші фактори, що пояснюють схожість у темпах переходів, — це передумови для неймовірних інвестицій в інфраструктуру та інертність через масово вкорінені енергетичні системи.

Хоч послідовність трьох переходів не означає, що четвертий, рання стадія якого триває (викопні види палива заміняють нові перетворення поновних енергетичних потоків), відбуватиметься в такому само темпі, є міркування на користь затяжного процесу. У 2015 р. два нових поновних способи отримання електроенергії: сонячна (0,4 %) й вітряна (1,4 %) — становили менше 2 % світового енергопостачання. Цей перехід зможуть прискорити два прориви: швидке будівництво нових вдосконалених атомних електростанцій і доступність нових дешевих способів збереження великих кількостей вітряної й сонячної енергії. І навіть тоді ще лишиться проблема щодо заміни мільярдів тон рідкого палива високої енергетичної густини у транспорті, виробництві чавуну, цементу, пластику та аміаку паливом, що не містять викопного вуглецю.