Другие источники энергетического сырья

Запасы каменного угля значительно превосходят запасы нефти и газа. Однако многие каменноугольные шахты закрываются из-за нерентабельности. Легко добываемый уголь уже добыт. К тому же это экологически грязное топливо, содержащее много золы, серы, вредных металлов, которые загрязняют атмосферу при сгорании.

Химическая переработка угля дорога и по масштабу значительно уступает нефте- и газохимии. Она сильно сократилась со времени Второй мировой войны, когда немцы, не имевшие своей нефти, разработали два процесса получения жидкого топлива из угля - каталитическое гидрирование угля (бергинизация) и упомянутый выше синтез Фишера-Тропша. В качестве сырья для получения синтез-газа теперь используют не уголь, как во время войны, а природный газ (хотя и это дорого). Единственные в мире заводы фирмы "Сасол" по получению жидкого топлива из угля близ Йоханнесбурга в ЮАР дотируются государством как национальное достояние. Стоимость жидкого топлива на них составляет 450 долл. за тонну, и сейчас эти заводы переходят на синтезы органических веществ.

Журналисты любят писать о "возобновляемых" экологически чистых источниках энергии (солнечная энергия, энергия воды, ветра, приливов, морских течений). Однако в общем балансе источников энергии их использование малоэффективно. Гидроэнер-гетика дает в настоящее время 12-13% общего производства энергии. Ресурсы многих рек уже исчерпаны. Даже если удастся поднять эту цифру до 20% (что маловероятно), картина вряд ли существенно изменится.

Академик П.Л. Капица неоднократно обращал внимание на то, что солнечная энергия - рассеянная: оптимально с 1 м² освещенной Солнцем поверхности в умеренных широтах можно получить не более 100 Вт энергии [10]. В.А. Легасов и И.И. Кузьмин задались вопросом, можно ли для использования солнечной энергии покрыть пустыню Каракумы самыми дешевыми приемниками такой энергии - алюминиевыми нагревате-лями [11]. Расчет показал, что при этом необходимо затратить значительно больше энергии, чем удастся получить, и, кроме того, производство нужного количества алюминия приведет к глобальному загрязнению атмосферы.

В Калифорнии, в Израиле, на курортах Турции можно увидеть дома, на крышах кото-рых установлены кремниевые солнечные батареи. Но, во-первых, это дорого, во-вторых, здесь и без того тепло, а в-третьих, в лучшем случае этой энергии хватит для нагрева воды, потребляемой жильцами небольшого дома.

Работы по использованию геотермической энергии, энергии ветра, приливов и морс-ких течений, несомненно, помогут решить некоторые частные задачи, но они не повлияют на общую картину. При сохранении существующей тенденции речь пойдет об увеличении потребления энергии не на проценты, а на порядки величины.

Единственный крупный источник энергии на ближайшее будущее, кроме сжигания ископаемого топлива, - это атомная энергетика. В Калифорнии на АС производится 35% энергии, во Франции - 78%, в Японии - 33%, в России - 12% [12]. Запасы урано-вых руд также конечны, но при экономном использовании их хватит на несколько тысяч лет. Надо преодолеть предубежденность общества против строительства атом-ных электростанций, которые дают значительно меньше загрязнений, чем сжигание нефти и угля. Суммарная радиоактивность выбросов золы угольных котельных во много раз превышает суммарную радиоактивность в Чернобыле [13]. По разрабо-танной американцами шкале опасности различных видов воздействия на человека, радиация стоит лишь на 26-м месте [14].

Ресурсы атомной энергетики могут быть практически бесконечными, если ученые решат проблему управляемого термоядерного синтеза. Однако физики все дальше (теперь уже на XXII в.) отодвигают крупномасштабное практическое овладение термоядерной энергией. При большом энерговыделении встанет вопрос о перегреве атмосферы в результате избытка тепла. Кроме того, замена ископаемого органичес-кого сырья на атомную энергию не решит вопроса о сырье для химических синтезов, в том числе для синтеза жидкого топлива. Нельзя сказать, что эти проблемы нерешаемы. Существуют еще большие ресурсы углекислого газа и карбонатов, углерод которых можно использовать для органических синтезов, но такие процессы очень энергоем-кие. Кроме того, важно, чтобы выход был найден раньше, чем исчерпаются запасы нефти и газа.

Наконец, кончаются запасы не только энергетического сырья, но и различных руд, добыча которых будет обходиться все дороже. На наших глазах практически истощились запасы железной руды Магнитной горы на Урале, казавшиеся когда-то неисчерпаемыми.

РЕСУРСЫ ВОДЫ

Ученые обращают внимание еще на одну опасность, наметившуюся в последнее время, - дефицит пищи, вызванный, в свою очередь, дефицитом воды [15]. Долгое время потенциал урожайности считался бесконечным. Проводились расчеты количе-ства падающей на Землю солнечной энергии, необходимой для фотосинтеза. Однако энергия - не единственное условие получения пищи: должны быть вода и почва, обеспечивающие поступление необходимых питательных веществ для синтеза углеводов, белков, жиров и других компонентов.

Суть "зеленой революции" в 60-70-х годах состояла во внедрении новых урожайных сортов, полученных на основе достижений генетики, использования удобрений, гербицидов, орошения, введения правильных севооборотов. Однако если в Азии и Америке все это привело к значительному увеличению плодородия земли, то в Африке и Австралии ситуация к лучшему не изменилась, В Африке урожайность выросла лишь в областях с хорошими почвами и орошением: в долине Нила, в Южной Кении и Зимбабве. Дело в том, что в Африке и Австралии не хватает воды. Сейчас то же наблюдается в Азии и в Америке.

Одной из причин дефицита воды считается повышение температуры атмосферы - так называемый парниковый эффект [16]. С 1880 по 1990 г. средняя температура атмо-сферы в среднем повысилась на 0.8°С. Цифра кажется небольшой, но в глобальном масштабе она существенна. К тому же в 90-х годах ускоренно росла температура атмосферы, которая, по различным данным, была в 1997 и 1998 гг. максимальной за все годы метеорологических измерений. Необходимость борьбы с парниковым эффектом отмечалась на Всемирных конференциях в 1992 г. в Рио-де-Жанейро и в 1997 г. в Киото.

Объективности ради следует сказать, что существует точка зрения и о положительном влиянии повышения концентрации СО₂ в атмосфере [17].

По-видимому, значительно более важный фактор - увеличение расхода воды на быто-вые и промышленные нужды. Сегодня прибыль от потребления воды городским хо-зяйством и промышленностью намного превышает прибыль от орошения сельскохо-зяйственных земель. Поэтому продолжается изъятие последних на другие цели. В Китае в 1994 г. крестьянам запретили дальнейшее использование водных источников вокруг Пекина.

Снижается уровень воды во многих реках. Ху-анхэ в 1972 г. впервые не достигла Желтого моря, а в 1996 г. исчезла уже на границе провинции Шаньдун, где произ-водится 20% пшеницы и 14% кукурузы Китая. В США река Колорадо теряет свой след в пустыне Аризона, редко достигая океана. Амударья и Сырдарья не доходят до Аральского моря, что привело к его высыханию и к ухудшению экологии.

Мир вступает в новый период, когда такое нужное для человека вещество, как пресная вода, становится дефицитом. Пока еще рассматриваются новые ирригационные проекты по использованию Тигра и Евфрата в Турции и Меконга во Вьетнаме. Но в целом дальнейшее увеличение орошения приносит больше вреда, чем пользы. В Саудовской Аравии и Арабских Эмиратах получают пресную воду из морской, но это очень дорого и для других, менее богатых и более населенных, стран неприемлемо.

ДЕФИЦИТ ПИЩИ

До 80-х годов суммарное производство зерна постоянно росло, но к 1985 г. оно достигло максимума, а в расчете на душу населения перешло за его предел. На производство 1 кг говядины в среднем тратится 7 кг зерна, на 1 кг свинины -5 кг зерна, на 1 кг птичьего мяса - 3 кг зерна, а на 1 кг прудовой рыбы - 2 кг зерна. Поэтому производство других пищевых продуктов следует той же закономерности (рис. 2). Резко увеличились цены на зерно. На Чикагском зерновом рынке в апреле 1996 г. пшеница стоила выше 7 долл. за бушель (около 36 л), а кукуруза - выше 5 долл., что является рекордом для США.

Рис. 2. Производство зерна (7), рыбы (2), говядины и баранины (3) на душу населения

Исключительно благоприятный климат, тепло и влага, а также применение передовой агротехники и удобрений способствовали тому, что США вышли на второе место в мире после Китая по суммарному сбору урожая. Но в Китае все зерно (более 400 млн. т в год) идет на собственное потребление, и часть даже импортируется, а в США половина зерна (около 100 млн. т в год) экспортируется. Другими экспортерами являются Канада, Австралия, Аргентина, Таиланд, Франция. Число экспортеров зерна из года в год падает, а число импортеров растет. Импортерами являются развиваю-щиеся страны - Китай, Индия, Индонезия, Мексика и большинство стран Африки. Некоторое количество зерна импортирует и Россия.

Таким образом, все большее число стран мира зависит от США в снабжении пищей. Ответственность одной страны мира за половину экспорта зерна очень опасна. На благосостояние самих американцев это повлияет мало (вряд ли они почувствуют повышение цены батона хлеба на 5-10 центов), но в бедных странах приведет к голоду. По мере опустошения закромов США голод будет распространяться дальше.

Дефицит зерна на мировом рынке, кроме нехватки воды, объясняется еще несколь-кими причинами. Пахотная площадь, приходящаяся на одного человека в мире, в 1950 г. составляла 0.23 га, а в 1995 г. - 0.12 га. Уменьшение пахотных земель вызвано как эрозией почвы, так и изъятием земли на промышленные цели и городскую застройку. В СССР в 50-х годах освоили 25.5 млн. га целинных земель, но уже через 20 лет уро-жай на них сильно снизился из-за эрозии почвы. Печальный опыт СССР повторили США: в 70-е годы там была освоена своя целина, и сейчас она также подвергается эрозии.

Послевоенный рост сельскохозяйственной продукции в значительной степени был вызван расширением применения удобрений. Их производство увеличилось с 14 млн. т в 1950 г. до 146 млн. т в 1990 г., но затем упало до 128 млн. т в основном за счет свертывания производства в бывшем СССР, который являлся мировым лидером в этой области. В США используют сейчас 20 млн. т удобрений, в Китае - 28 млн. т, в Индии - 14 млн. т. В ряде стран рост применения удобрений уже не дает прибавки к урожаю. Лимитировать стали не удобрения, а вода, эрозия и засоление почв.

К России последнее не относится. Сильное падение урожайности в настоящее время вызвано именно сокращением производства и потребления удобрений, отсутствием у крестьян денег на оплату удобрений и сельхозтехники.

Наблюдается и сокращение рыбных запасов из-за избыточного лова. После 1989 г. прироста улова не было, а на душу населения потребление уменьшилось на 11%. Емкость рыбных бассейнов достигла биологического предела.

По мнению Л. Брауна [16], с 1990 г. мир переходит от периода избытка к периоду дефицита воды, пахотной земли, всех видов пищи (см. табл. 3). Снижение производ-ства зерна, мяса, рыбы будет продолжаться. Особенно пострадают при этом слабо-развитые и развивающиеся густонаселенные страны.

Таблица 3. Индикаторы обеспеченности населения Земли пищевой продукцией

Индикатор	1950-1990 гг.	После 1990 г.
Производство зерна на 1 чел.	Подъем на 40% с 1950 до 1984 г.	Падение на 15% с 1984 до 1995 г.
Производство рыбы на 1 чел.	Удвоение с 1950 до 1989 г.	Падение на 7% с 1989 до 1995 г.; будет продолжать падать при росте населения
Цены на зерно	Уменьшение (в реальных ценах) с 1950 по 1993 г.	Подъем с флуктуациями
Запасы зерна	Достаточные, часто избыточные	Несоразмерно низкие
Необработанные земли	Необработанных земель довольно много	Необработанные земли практически отсутствуют
Площадь зерновых на 1 чел.	Уменьшается медленно до 1981 г., затем быстрее	Быстро уменьшается по мере роста народонаселения
Площадь орошаемых земель на 1 чел.	Увеличение на 28% с 1959 до 1979 г.	Сокращается с 1979 г. и будет сокращаться далее
Использование удобрений на 1 чел.	Рост в 5 раз с 1959 по 1989 г.	Уменьшение с 1989 г., дальнейшего роста не будет
Влияние изменений климата	Влияние стало заметным с подъемом температуры после 1979 г.	Более интенсивные тепловые волны сведут на нет усилия по увеличению урожайности
Резервы неиспользованных технологий	Огромные в начале периода, но уменьшились со временем	Сильно уменьшились, и серьезных надежд на будущее нет
Водная политика	Постепенная интенсификация	Конкуренция между странами, между городом и селом
Политика в области производства и потребления пищевых продуктов	Доминирует избыток продукции, конкуренция между экспортерами за рынки	Доминирует недостаток продукции, конкуренция между импортерами за поставщиков

В условиях нехватки воды, пахотных земель и продолжающегося роста народона-селения правительства должны выбрать правильную стратегию. Сокращение народо-населения является одной из первоочередных задач. Существуют и другие резервы: изменение водной политики, выбор между водой для домашних нужд и водой для орошения, сокращение использования продуктов на непищевые цели (например, зерна на получение технического этилового спирта), перевод земель, используемых под технические культуры, например, табак, под пищевые культуры. Как считает Ж. Медведев [15], необходимо постепенное увеличение сельского населения за счет городского, Все эти меры полезны, но они рассчитаны на длительный срок и не смогут быстро изменить ситуацию.

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: