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Per parlare del risparmio energetico, siccome la vita è mantenuta attiva dal continuo arrivo d'energia solare dall'esterno, bisogna partire da come l'energia fluisce in un ecosistema.

Il flusso unidirezionale dell'energia attraverso la produzione, il consumo e la decomposizione dei componenti biotici come fenomeno universale in natura è il risultato dei principi della termodinamica.

Il primo principio stabilisce, che l'energia può essere trasformata da un tipo (per es. luce) in un altro (per es. energia potenziale) mantenedo sempre la sua quantità costante.

Il secondo principio della termodinamica stabilisce che non avverrà mai un processo di trasformazione energetica, senza che si verifichi contemporaneamente anche una degradazione d'energia da una forma concentrata ad una forma dispersa.
In un sistema termodinamico isolato l'energia disponibile si degrada continuamente ed inesorabilmente in una eguale quantità di energia non disponibile, così che l'energia totale rimane costante, mentre l'energia non disponibile tende ad un massimo.
L'energia non circola, utilizzata da un dato componente biotico, una parte si degrada in calore che viene subito disperso nell'ambiente praticamente in modo non pìù utilizzabile; di conseguenza nessuna trasformazione spontanea (come quella della luce in nutrimento) può avere un rendimento del cento per cento.

L'energia dal punto di vista qualitativo viene definita come la capacità di un sistema di compiere lavoro. Durante una trasformazione pur restando la quantità d'energia costante, la sua qualità diminuisce perchè diminuisce la capacità di essere utilizzata per compiere lavoro.
Questa diminuzione viene misurata dall'entropia, destinata inevitabilmente a crescere nel tempo, per il disordine provocato da questo degrado energetico.

Nell'ecosistema questo aumento di entropia viene rallentato da una gamma di flussi d'informazione ecologica che ottimizzano l'impiego d'energia, utilizzando oltre la materia organica anche altre fonti energetiche non propriamente solari (vento, maree, etc.)

Gli ecosistemi sembrano contraddire questo principio di irreversibilità, perchè non si tiene conto che l'ordine è ottenuto dal continuo flusso di energia solare in arrivo dall'esterno dell'ecosistema.

Negli ambienti antropizzati, tecnosistemi , è necessario, oltre alla conservazione dell'energia per il risparmio energetico, l'impiego di tecnologie appropriate all'ambiente naturale, in modo da mettere l'accento su criteri qualitativi riguardante il sistema come un tutt'uno.

Quest'obiettivo si ottiene con un tipo d'integrazione tra diverse tecnologie e dimensionando il sistema sull'input di risorse rinnovabili (prodotte dal flusso energetico solare) tenendo anche conto delle condizioni fisiche esistenti (sistemi passivi).

Le tecnologie appropriate all'ambiente naturale fanno ricorso anche a sistemi di cogenerazione atti a migliorare i rendimenti dei vari processi, che consistono in tecnologie atte ad ottenere, simultaneamente ad esempio, energia elettrica e calore; oppure si utilizzano in "cascata" gli stessi flussi energetici a crescenti entropie per utenze differenziate, in modo da migliorare il rendimento di secondo ordine dato dal rapporto tra la minima energia disponibile che potrebbe eseguire un certo compito e l'energia disponibile effettivamente utilizzata per eseguirlo.

In altri termini, il rendimento del secondo ordine tiene conto del secondo principio della termodinamica; allora non interessa più quanto lavoro la macchina produce in relazione al calore esso fornito, ma piuttosto interessa come quella macchina compie la trasformazione suddetta, e cioè se sfrutti al meglio l'energia che le è fornita, se si avvicina alla macchina ideale, se fa attenzione alla qualità della forma energetica utilizzata, se aumenta l'entropia e quindi gli sprechi energetici.
In ultima analisi il rendimento del secondo ordine mette in relazione lo scopo finale che bisogna ottenere con l'energia necessaria per realizzarlo.