De Oostenrijkse natuurkundige Ludwig Boltzmann is beroemd geworden om zijn inzicht dat de Darwinistische strijd om het bestaan in feite een strijd is om de beschikbare energie om nuttige arbeid te verrichten. Vervolgens formuleerden de ecologen Alfred Lotka en later Howard Odum hetgeen nu bekend staat als het ‘principe van maximaal vermogen’. Dat luidt: Succesvolle systemen zijn die systemen die evolueren om hun gebruik per tijdseenheid van beschikbare energie voor het verrichten van nuttige arbeid te maximaliseren (groei, zelfonderhoud en voortplanting). Binnen natuurlijke ecosystemen vormt het ‘maximaal vermogen’ aantoonbaar een fundamentele organiserende kracht. Zie hierover aflevering 7 van het artikel ‘Eindspel: de economie als ecologische ramp en wat er moet veranderen’ in de rubriek Economie.

Het succes van Homo sapiens is in termen van ‘maximaal vermogen’ ongeëvenaard. De mens heeft een evolutionaire voorsprong op de andere soorten door zijn vrijwel unieke vermogen om energie van buiten het lichaam te gebruiken om extra arbeid te verrichten. Dit energieverbruik is per hoofd van de bevolking toegenomen tot gemiddeld 80 keer de chemische energie van het menselijk lichaam. Het resultaat is spectaculair, ongekend. De mensheid verbrandt 600 maal de netto-hoeveelheid koolstof die wereldwijd door fotosynthese wordt vastgelegd, of elk jaar ruim 100 keer de wereldwijde voorraad koolstof in de vegetatie. De vervuiling heeft hiermee meer dan gelijke tred gehouden Dit gaat niet goed aflopen.

Het principe van maximaal vermogen is dus een ecologisch principe dat ook wel de vierde wet van de thermodynamica wordt genoemd. Het stelt dat de ontwikkeling van een ecosysteem berust op een uitruil (of compromis) tussen efficiëntie en snelheid, en dat die uitruil de basis vormt van het maximaal vermogen per eenheid tijd. Die uitruil kom je niet alleen in tal van ecologische processen tegen, maar bijvoorbeeld ook in een elektriciteitscentrale. In theorie kan een kolengestookte centrale een efficiëntie van een kleine 80 procent halen (het Carnot-rendement), zij het dat het proces dan wel bijna oneindig traag verloopt. Dus vindt er een uitruil plaats tussen efficiëntie en snelheid en strandt het rendement van zo’n centrale doorgaans rond de 45 procent. Het principe van maximum vermogen schrijft dus eigenlijk voor dat we onze eindige energiebronnen er zo snel mogelijk doorheen jassen. Als levend organisme gedraagt de mens zich naar de wetten van de ecologie. Maar zo’n positieve terugkoppeling ontmoet tenslotte altijd een negatieve terugkoppeling. Dat gaat hier in de vorm van de energie-complexiteitsspiraal. Zie verder in aflevering 6 en 7 van het artikel ‘Grondstoffen’ in de rubriek Energie.