Юрий Иванович Новоженов
Доктор биологических наук, профессор Уральского университета, действительный член Академии гуманитарных наук, ученик Н.В. Тимофеева-Ресовского. Область научных интересов: энтомология, популяционная экология, генетика, микроэволюция, полиморфизм, эволюция человека, социобиология. Имеет свыше 200 публикаций.
Поможет ли «биотопливный бум» устойчивому развитию
Б.М. Миркин
доктор биологических наук,
Л.Г. Наумова
кандидат биологических наук,
Р.М. Хазиахметов
доктор биологических наук
Угроза исчерпания углеродсодержащих энергоносителей и рост цен на нефть стали причиной настоящего «биотопливного бума»: производство биоэтанола и биодизеля быстро растет во многих странах мира. При этом замена традиционного автомобильного топлива на его биологические аналоги рассматривается как переход к нетрадиционной энергетике на основе возобновимых источников и, следовательно, как вклад в устойчивое развитие. Кроме того, считается, что использование биотополива снизит давление человека на окружающую среду. Мы постараемся показать, что связь между «биотопливным бумом» и устойчивым развитием далеко не однозначна.
Об устойчивом развитии мирового сообщества и отдельных стран сегодня пишут много, хотя никто не может сказать, каким оно будет. Впрочем, этому не следует удивляться. Один из крупнейших философов ХХ столетия Карл Поппер с полным основанием считал, что будущее человечества непредсказуемо, сегодня мы видим тому множество подтверждений. В начале 1990-х годов после крушения Берлинской стены директор института «Worldwatch» экономист-эколог Лестер Браун писал о вступлении человечества в «инвайронментальную эру», при которой все ресурсы, затрачиваемые ранее на вооружение, будут переключены на улучшение состояния окружающей среды: экономический рост трансформируется в экологическое развитие. Однако этот прогноз не подтвердился – в XXI веке человечество продолжает вооружаться, и военные конфликты яркими кострами полыхают в разных регионах мира. Переход от экономического роста к экологическому развитию, очевидно, откладывается.
Проблемы обеспечения ресурсами
Сегодня уже четко обозначились основные проблемы, которые необходимо решить для экологического обустройства цивилизации, и первая из них – обеспечение ресурсами.
Если допустить, что население планеты может увеличиться в 1,5-2 раза, то можно достаточно конкретно рассматривать возможности его обеспечения минеральными, энергетическими и продовольственными ресурсами. Эти ресурсы имеют совершенно разную природу, они не взаимозаменяемы и в равной мере необходимы человечеству.
Решить проблему обеспечения минеральными ресурсами «помогает» закон сохранения веществ. Есть принципиальная возможность обеспечить рециклинг всех веществ, используемых в хозяйственной деятельности человека, что одновременно решит и проблему отходов, которые сегодня продолжают в угрожающих количествах накапливаться на поверхности планеты. Однако для осуществления рециклинга некоторых веществ потребуются очень большие затраты. К примеру, запасы фосфора, без которого нельзя получить даже средних урожаев зерновых, имеют устойчивую тенденцию к истощению, так как этот элемент не вовлекается в круговорот веществ, а прямиком устремляется из горных пород (и особенно с полей, на которые он вносится в виде фосфорных удобрений) на дно морей. Разумеется, нужно сделать все возможное, чтобы замедлить этот процесс, но тем не менее очевидно, что в будущем фосфор придется рециклировать со дна морского. Это будет стоить дорого и, понятно, повлияет на стоимость зерна. Удорожание ресурсов по мере их истощения является стимулом развития ресурсосбережения, которое набирает обороты во всем мире.
Те вещества, запас которых ограничен и которые все-таки рассеиваются, могут быть заменены другими эквивалентами (металлы – пластиками, стекловолокном и т. п.). Таким образом, проблема обеспечения минеральными ресурсами в принципе разрешима.
Проблема обеспечения энергетическими ресурсами несравненно сложнее, в этом случае законы природы (законы термодинамики) работают против человека. Энергия используется однократно и рассеивается в процессе использования. Рециклировать ее невозможно в принципе. При этом использование энергии не имеет пределов ни «снизу» (ресурсы), ни «сверху» (потребление). При истощении ресурсов ископаемого топлива для производства энергии могут быть использованы атомные электростанции (вместо урана, запасы которого ограничены, может быть использован торий), значительное количество энергии можно получить при использовании возобновимых источников энергии.
Энергопотребление в мире быстро растет. С удвоением численности народонаселения количество потребляемой энергии увеличилось в 50 раз. По прогнозам МИРЭС, к 2020 г. энергопотребление возрастет еще в 1,5 раза (в развивающихся странах – вдвое). И это не предел, несмотря на новые энергосберегающие технологии.
Одной из главных причин роста энергопотребления является развитие автомобильного транспорта. Среднедневной расход бензина на одного жителя США достиг 5 л. Если этот норматив распространится на весь мир, то потребует увеличить производство автомобильного топлива в 10 раз. Сегодня мировой парк автомобилей превысил 900 млн единиц и через 20 лет может достичь 1,5 млрд. К полчищам автомобилей, которые заполнили улицы городов в богатых странах, добавилось примерно столько же автомобилей в развивающихся странах. При этом если в Европе, Японии и отчасти в США уже запущены механизмы, которые снижают влияние автомобильного транспорта на окружающую среду (развитие парков коллективного пользования и общественного транспорта, налоговый пресс на эксплуатацию автомобилей и др.), то в развивающихся странах число «демонов цивилизации» растет без ограничений. В «нефтяных» странах Ближнего Востока число личных автомобилей превысило 700 на тысячу населения.
Ограничить рост производства энергии должны экологические последствия, связанные с загрязнением окружающей среды (в первую очередь – атмосферы парниковыми газами). Однако пока эти ограничители не работают, хотя уже сформулированы два направления снижения уровня влияния энергетики на биосферу: децентрализация и декарбонизация.
Проблема обеспечения продовольствием еще сложнее. Она имеет сходство с развитием энергетики лишь в том отношении, что продовольствие, как и энергия, используется однократно. Однако производство продовольствия в отличие от производства энергии имеет жесткие пределы и «сверху» (количество ртов), и «снизу» (агроресурсы). Ограничение «сверху» осуществляется через рынок: неиспользованные излишки продовольствия делают его производство нерентабельным, и принимаются меры по недопущению перепроизводства некоторых видов сельскохозяйственной продукции. При росте народонаселения роль ограничителей «сверху» постепенно сойдет на нет, особенно с учетом возможного потепления климата, которое приведет к значительному снижению урожаев в районах, производящих основную массу товарного зерна. Однако при любой численности народонаселения сохранится действие ограничителей «снизу».
Во-первых, количество производимых продуктов ограничивается «кормовой площадью» – площадью сельскохозяйственных угодий, морских и пресноводных «пастбищ» (естественных и искусственных). Самая важная для обеспечения продовольствия территория – пахотные земли – к сожалению, не растет, так площади, пригодные для развития земледелия, уже исчерпаны. С учетом роста народонаселения обеспеченность пашней идет на убыль: площадь пашни на одного едока за вторую половину ХХ века уменьшилась вдвое (с 0,23 до 0,12 га).
Во-вторых, по «иронии природы» влагообеспеченность и теплообеспеченность нашей планеты связаны обратной зависимостью: там, где много воды, холодно, а там, где тепло, воды не хватает. В итоге значительная часть продовольствия производится на поливных землях, что нарушает естественный круговорот воды и ведет к истощению ее надземных и подземных запасов. Практически исчезла великая река Хуанхэ, воды которой разобраны на полив; в верхних и нижних частях бассейна Нила обострились противоречия за использование воды между Эфиопией и Египтом; нарастают противоречия за воду между Израилем, Иорданией и Палестиной; острая ситуация складывается в Центральной Азии, где не могут поделить воду Таджикистан и Узбекистан; намечаются противоречия за воду Иртыша между Казахстаном и Россией…