Augment de la ineficiència energètica.

Potser la imatge gràfica més famosa de tots els temps va ser publicada en el 1869 per Charles Joseph Minard, un enginyer civil francès. Va resseguir l'avanç de l'exèrcit de Napoleó cap a Rússia i la seva retirada des del 1812 al 1813 mitjançant una seqüència de bandes d'aprimament que representaven el nombre total d'homes. Quatre-cents vint-i-dos mil soldats van creuar cap a l'est (cap a Rússia), 100.000 van arribar a Moscou i 10.000 van creuar el riu Neman cap a l'oest fins a Prússia, moment en què la Grand Armée havia perdut el 97,6 per cent de la seva força inicial.

Una tècnica gràfica similar va ser emprada per un comitè de l' Institution of Civil Engineers de la Gran Bretanya en el seu informe del 1897-1988 sobre l'eficiència tèrmica en les màquines de vapor. El gràfic il·lustra el funcionament de la màquina de vapor de bombament de Louisville-Leavitt començant per la combustió de carbó a la reixa de la caldera, produint 193.708 kg per minut (183.600 unitats tèrmiques britàniques), continuant amb els 149.976 kJ per minut que realment van arribar al motor, i acabant amb un treball efectiu (potència de fre) de 26.788 kJ per minut, amb una eficiència global de només el 13,8 %. Aquesta representació, es va conèixer com a diagrama de Sankey.

Aquest és potser el primer —i certament el més celebrat— de tots els diagrames de flux, creat per Charles Joseph Minard per representar la mida minvant de la Grande Armée de Napoleó quan es retirava de Moscou. Ara els enginyers afavoreixen el disseny per representar els pressupostos energètic

Un dels usos més reveladors dels diagrames de Sankey, és rastrejar els fluxos d’energia nacionals, començant per l’esquerra amb totes les aportacions d’energia primària (tots els combustibles fòssils i biocombustibles, juntament amb l’electricitat generada a partir de fonts hidroelèctriques, nuclears, eòliques, solars i geotèrmiques) i acabant a la dreta amb serveis energètics reals (calor industrial, energies cinètiques i químiques, calefacció i aire condicionat residencials i comercials, totes les formes de transport). Un conjunt d’aquests gràfics està disponible per als Estats Units per als anys 1950, 1960, 1970 i, a continuació, per a cada any des del 1978 fins al 2019; es poden descarregar des de dos llocs web del Lawrence Livermore National Laboratory. L’últim diagrama de Sankey, del 2019, demostra que les energies útils del país (serveis energètics) sumaven el 32,6 % de l’entrada total d’energia primària, un rendiment considerablement més baix que en el 1950, quan la mitjana global era del 50,8 %.

Flux energètic nacional dels EUA: Aquest diagrama de Sankey traça el pressupost energètic dels Estats Units com un sistema de rius i afluents. Tingueu en compte que la generació d'electricitat té les fonts més diversificades, el transport és el mínim, i que per cada joule que s'utilitza, més de dos joules es malgasten.

Dues realitats expliquen aquesta retrocessió. En primer lloc, el transport ha pres una part més gran del pressupost energètic. L’eficiència mitjana dels motors de cotxes ha anat millorant des de mitjans de la dècada dels 1970, i els vols han experimentat guanys d’eficiència encara més impressionants per passatger-quilòmetre. Tanmateix, l’augment de la propietat dels vehicles, vehicles més pesats, vols molt més freqüent i distàncies recorregudes més llargues a l’any per càpita, expliquen la major proporció del consum d’energia final del sector (37% el 2019, 30% el 1950) i la seva lleugera caiguda d’eficiència del 26% fins al 21% durant els darrers 70 anys.

La segona realitat és la disminució de l'eficiència  de conversió mitjana de l'ús d'energia residencial i comercial, del 70% al 65%, ja que els beneficis d' una calefacció més eficient ha reduït l'adopció massiva per la  climatització. L’electricitat per a la climatització prové principalment de plantes alimentades amb combustibles fòssils i les seves inherents importants pèrdues de conversió: en el 2019, l’eficiència mitjana de les centrals de carbó que generen electricitat als EUA va ser del 32 % i la de les actuals centrals de gas, en un 44 %.

El descens de la mitjana de l’eficiència de la conversió ha estat molt més rellevant al sector industrial, del 70% al 49%, cosa que s’explica en gran part per l’electrificació en curs del sector (que va desplaçar els antics usos directes de combustible) i per l’expansió de la fabricació intensiva en electricitat. Aquesta és una paradoxa comuna que ha acompanyat un disseny millorat i una major eficiència dels convertidors d’energia individuals: tot i que el seu rendiment específic millora, el rendiment general empitjora. Ara els Estats Units malgasten força més energia. Aproximadament dos terços de l’entrada primària total es dedica directament a escalfar l’univers sense realitzar cap treball útil, i només un terç proporciona els serveis energètics desitjats, mentre que en el 1950 era una divisió de 50/50. Un altre exemple de progressió per regressió.

Font: IEEE Spectrum.