Доклад Эдуарда Пестеля “За пределами роста” был сделан в 1987 г в Ганновере
Скачать 0.75 Mb.
|
VII. Энергия и окружающая среда Сегодня примерно 90% мирового потребления первичной энергии обеспечивается за счет ископаемого горючего, поэтому очевидно, что переход к энергетической системе, которая, скажем, через 100 лет будет на 90% использовать неископаемые ресурсы, потребует громадных научных, технических и экономических затрат. Эти затраты в ближайшие 2–3 десятилетия должны будут сделать главным образом высокоразвитые страны. Они же будут готовы к решению такой задачи, только когда их политические лидеры и простые граждане тщательно проанализируют и примут во внимание целый комплекс проблем, связанных с выделением в атмосферу двуокиси углерода и других газов, которые влияют на климат. “Парниковые” газы в атмосфере и изменение климатических условий Мы давно знали, что решающее влияние на климат Земли оказывают содержащиеся в атмосфере водяные пары и двуокись углерода. Они – главным образом водяные пары и в меньшей степени двуокись углерода и другие газы – ответственны за парниковый эффект, поглощая часть теплового излучения, которое идет от поверхности Земли в окружающее пространство, и частично возвращая это тепло на Землю. Поэтому средняя температура земной поверхности сегодня составляет примерно +15°. Если бы в атмосфере не было газов, поглощающих тепло Земли, средняя температура на планете была бы почти на 33° ниже и составляла бы -18°. Тогда Земля представляла бы собой ледяную голую пустыню, лишенную признаков жизни. Земля никогда не была такой холодной, потому что большая часть ее покрыта водой. Однако мы знаем, что средняя температура Земли сильно колебалась. Многие миллионы лет на Земле чередуются периоды похолодания и потепления, и средняя температура изменяется от +10° до +16°. Во время последнего ледникового периода, пик которого был 18000 лет назад, содержание двуокиси углерода в атмосфере упало до 0,200, тогда как для двух последних периодов потепления оно составляло 0,280. Таким и было приблизительное содержание углекислого газа в воздухе в начале XIX в. Затем оно постепенно стало увеличиваться и достигло нынешнего значения, составляющего примерно 0,347. Из этого следует, что за двести лет, прошедших с начала первой Промышленной революции, природный контроль за содержанием углекислого газа в атмосфере с помощью замкнутого цикла между атмосферой, океаном, растительностью и процессами органического и неорганического распада был грубо нарушен. Это нарушение возникло главным образом из-за сжигания ископаемого горючего (по современным оценкам, в год в атмосферу выбрасывается примерно 5 млрд. т углерода), из-за непрерывной деградации биосферы, т. е. исчезновения лесов, осушения и эрозии почвы, что в общем эквивалентно еще 3 млрд. т углерода в год. В последние сто лет в атмосфере остается меньше половины искусственно выделенной двуокиси углерода. 50–60% поглощает океан. Предположим, что и в будущем в атмосфере будет оставаться 40–50% двуокиси углерода; тогда если концентрация ее будет расти лишь на 1% в год (по сравнению с 2% за последние 10 лет), к середине будущего века она возрастет до 0,500–0,600. Другими словами, через 60 лет она может стать вдвое больше, чем в период последнего потепления. Расчеты с помощью современных климатических моделей, которые, несмотря на высокую степень сложности, все еще далеко не совершенны и не могут полностью учесть изменений облачного слоя Земли или приливно-отливных процессов, показывают, что примерно в середине будущего века средняя температура земной поверхности может повыситься на 1,5–4,5°. Но это еще не все. В последнее время на состояние атмосферы начинают оказывать влияние другие газы, также связанные с “парниковым эффектом”. Из мусорных куч, испражнений сотен миллионов жвачных животных, от бактерий, живущих на залитых водой рисовых плантациях, выделяется метан; чем дальше, тем больше метана накапливается в воздухе из-за несовершенной переработки природного газа и от сжигаемой биомассы. При горении биомассы и ископаемого топлива выделяется также закись азота; особенно много ее высвобождается при разложении минеральных удобрений на перенасыщенных химикатами почвах. Из холодильных установок, кондиционеров, аэрозолей, при производстве пенопластов в воздух попадают хлорированные и фторированные углеводороды. Роль озона в тропосфере (до высоты 10 км) и в стратосфере различна, но мы не будем подробно обсуждать это. Концентрации озона способствуют каталитические реакции между различными кислородными и водородными соединениями, окисями хлора и азота. Увеличение содержания озона в тропосфере, которое вместе с другими причинами вызывает потепление земной поверхности, сочетается с уменьшением его концентрации в стратосфере. Если содержание в атмосфере газов, о которых мы говорили, будет увеличиваться с такой же скоростью, как в последнее десятилетие, к середине будущего века это может вызвать такое же повышение средней температуры, как и содержание углекислого газа. Но важнее всего, что оба эти фактора будут действовать одновременно, так что в общем средняя температура может повыситься на 3–9°. Дело в том, что упомянутые газы влияют на иную по сравнению с двуокисью углерода область спектра теплового излучения. Даже если температура повысится на величину, соответствующую минимальной оценке, т. е. на 3°, она составит +18° и будет на 2° превышать самую высокую температуру последнего периода потепления. Современные климатические исследования предполагают, что в различных регионах Земли повышение температуры будет различным: в экваториальном поясе она повысится на половину приведенных значений, на полюсах и в холодных климатических зонах будет вдвое-втрое выше. Так что при климатологических расчетах нужно принимать во внимание частичное таяние льда в морях и повышение способности моря поглощать солнечную радиацию, а также значительное повышение температуры в регионах, расположенных на больших высотах. Еще одним следствием повышения средней температуры может стать подъем уровня моря, который с начала нашего века уже составил 10–20 см, а к середине будущего столетия из-за таяния льдов и прогревания верхних слоев воды может превысить метровую отметку. А это будет иметь катастрофические последствия для многих плотнонаселенных промышленных прибрежных районов. В наступающие столетия будет очень трудно остановить дальнейшее повышение уровня моря, поскольку содержание в атмосфере углекислого газа и других “парниковых” газов долгое время будет оставаться высоким. Конечно, очень трудно убедить политических деятелей и простых людей в реальной опасности, связанной с выделением в атмосферу “парниковых” газов. Причину этой трудности я вижу в следующем. Результаты модельных расчетов показывают, что содержание в атмосфере всех газов, которые влияют на климат, с 1800 г. по сей день вызвало повышение средней температуры всего на 0,3-0,7°. И хотя измерения температур доказывают, что такое повышение действительно произошло, оно так невелико, что находится в пределах естественных краткосрочных температурных колебаний. Согласно результатам климатических моделей, только на рубеже веков или незадолго до этого можно ожидать, что повышение средней температуры заметно превысит область естественных колебаний. Лишь тогда с помощью точных измерений мы убедимся или опровергнем современные расчеты, показывающие связь между содержанием в воздухе упоминавшихся газов и повышением средней температуры Земли. Поскольку нет убедительного экспериментального подтверждения предсказаний об изменении климата, неудивительно, что политики не могут удержаться от искушения считать эффект “парниковых” газов орудием политической борьбы. Что же можно сделать? Ни в коем случае нельзя увеличивать количество сжигаемого угля и нефти, ожидая, пока измерения не покажут, что повышение средней температуры превысило область естественных температурных колебаний, чтобы убедиться в связи между содержанием в атмосфере “парниковых” газов и повышением средней температуры Земли. Сегодня действительное содержание в атмосфере одного только углекислого газа составляет около 0,350. Предполагая, что в будущем на повышение температуры равным образом будет влиять двуокись углерода и другие газы, нельзя допустить, чтобы уровень содержания двуокиси углерода вырос более чем на 0,050. Чтобы ограничить содержание в атмосфере газов, влияющих на климат подобно углекислому газу, пределом в 0,450, мы должны немедленно начать снижать их выброс в атмосферу на 2% ежегодно, до тех пор, пока через 50 лет их концентрация не достигнет 1/3 нынешнего уровня. Легко увидеть, что даже если немедленно прекратить выброс всех газов, кроме двуокиси углерода (а это едва ли осуществимо, разве что по отношению к большинству хлорированных углеводородов), выделение углекислого газа будет ежегодно уменьшаться только на 1%. Глобальное потребление энергии в долгосрочной перспективе Через 50–60 лет население современной Индустриальной Периферии (Китай, Индия, Бразилия и др.) составит около 3 млрд. человек. И это заниженная оценка. Сегодня 2 млрд. жителей Индустриальной Периферии потребляют первичную энергию в количестве, немного превышающем 1,5 млрд. метрических тонн угольного эквивалента, плюс такое же количество “некоммерческого” топлива – дров, биомассы, коровьего навоза и т. п.,– не учитываемого статистикой. Если они смогут поднять средний уровень жизни до уровня современного Индустриального Центра (Северной Америки, Европы, включая Советский Союз, Японии, Астралии и др.), достигнув этого при потреблении на душу населения первичной энергии, равном примерно 1/3 уровня США (половина уровня СССР), то одни только эти страны увеличат годовое потребление первичной энергии в мире на 7–8 млрд. метрических тонн угольного эквивалента, и в общем будут расходовать примерно 9–10 млрд. тонн. Это значительно больше, чем 5,5 млрд. тонн в год, которые потребуются Северной Америке, Западной Европе и Японии вместе взятым, при условии, что использование первичной энергии в этих странах впредь не будет расти, благодаря мерам по экономии, высокой энергетической эффективности, незначительному росту численности населения и преобладанию сферы услуг. По тем же причинам не придется наращивать потребление энергии Советскому Союзу и его партнерам, эффективность которых в области энергопотребления довольно низка. Так что потребности этих стран в энергии могут лишь ненамного превысить 2,5 млрд. угольного эквивалента в год. Через 50-60 лет примерно 4 (+0,5) млрд. человек будут жить в беднейших странах развивающегося мира, большинство же государств этого региона, если все пойдет хорошо, сможет присоединиться или вплотную приблизиться к Индустриальной Периферии во второй четверти будущего столетия. Тогда уровень потребления первичной энергии на душу населения в год здесь составит примерно 1 метрическую тонну угольного эквивалента. Так что в год им потребуется примерно 4 млрд. тонн, а это увеличит мировое потребление за год до 22 млрд. тонн, что приблизительно в 2,5 раза больше сегодняшнего значения. Утверждение, что через 50–60 лет современный развивающийся мир будет потреблять значительно больше энергии, чем Индустриальный Центр, заслуживает серьезного внимания, особенно потому, что это касается экологических и сырьевых проблем. Поэтому необходимо потребовать от развитых стран, чтобы они не только открыли развивающемуся миру доступ к современной технике, но и чтобы не подталкивали эти государства к строительству энергетической инфраструктуры, основанной на угле,– ведь проблему двуокиси углерода нельзя решить только технологическими средствами. Метановый век: выигрыш времени для создания “безопасной” ядерной энергетики? Природный газ состоит в основном из метана. Молекула метана (СН4) настолько проста, что это углеводородное горючее можно сжечь почти полностью, т. е. почти весь углерод превращается в двуокись углерода, а почты весь водород – в воду. Это главное для проблемы загрязнения воздуха. С точки зрения проблемы углекислого газа, метан самое выгодное ископаемое горючее: выделяя то же самое количество тепла, он дает немногим больше половины двуокиси углерода, чем уголь. Так что если метан заменит уголь и нефть при производстве тепловой и электрической энергии, можно сильно смягчить последствия парникового эффекта, предотвратить климатические изменения, повышение уровня моря и выиграть время, необходимое для создания новой энергетической структуры. Когда же возникнет новая энергетика, мы сможем использовать энергию Солнца для тепла, биомассу – для производства газообразного и жидкого топлива, энергию ветра – для механической энергии и т. д. До последнего времени этих возможностей природного газа никто не видел или, по крайней мере, они сильно недооценивались, в основном по историческим причинам. Всего 50 лет назад природный газ считался только побочным продуктом переработки нефти (часто нежелательным, поэтому он сжигался). Я хорошо помню ночь, когда 50 лет назад ехал со своим другом – мексиканским студентом из Тексакарны на границе Арканзаса и Техаса на юг к Остину, и вдруг заметил по обеим сторонам дороги мириады огней, словно тысячи акров были засажены горящими факелами. Уже тогда меня поразили такие затраты энергии, использовать которую считалось неэкономичным по сравнению с добычей нефти из-под земли. Только несколько лет назад индустрия природного газа стала отделяться от нефтяной. До самого последнего времени открытие большинства месторождений метана было связано либо с поисками нефти (“сопутствующий газ”), либо источники “чистого” метана обнаруживались более или менее случайно. В результате возникло предположение, что запасы природного газа скудны и будут исчерпаны еще быстрее, чем нефтяные. Сегодня мы знаем, что запасы метана намного превышают нефтяные и более равномерно распределены на земном шаре. Месторождения природного газа, имеющие значительную коммерческую ценность, открыты уже более чем в 100 странах. В отличие от нефти, вероятность найти газ увеличивается с глубиной скважин. На глубинах в 1000–2500 м углеводород встречается главным образом в виде нефти, ниже он начинает встречаться в виде метана, а глубже 4000 м – практически полностью превращается в природный газ. Несколько лет назад американский астрофизик Т. Голд возродил теорию (выдвинутую более ста лет назад Гумбольдтом, а затем – Менделеевым), согласно которой ископаемые энергоресурсы метановой природы возникли из метана, выделяющегося из земных недр. Этот “неживой” метан оказывается, таким образом, неисчерпаемым источником, скрытым в глубинах под непроницаемым базальтовым слоем. Последние исследования показали, что уже сегодня газовые турбины способны вырабатывать электроэнергию, имея коэффициент полезного действия около 50%, а если считать и тепло, он будет намного выше. При этом капиталовложения в создание такой техники составляют всего лишь 1/3 затрат на современные угольные электростанции и уж, конечно, гораздо меньше, чем на атомные, не говоря о том, что с ними связано меньше риска и они почти не вызывают загрязнения. Кроме того, значение метанового “моста” для перехода к эпохе производства водорода и электричества из неископаемых ресурсов трудно переоценить. Простейшие расчеты показывают, что несмотря на рост глобального потребления первичной энергии на 10–22 млрд. тонн угольного эквивалента в будущие 50–60 лет, повышение средней температуры можно будет ограничить примерно 1°, если около 70% первичной энергии ископаемых ресурсов, которая будет использована за этот период, придется на долю природного газа. Это значит, что неископаемые ресурсы должны обеспечить как минимум 25% общего количества первичной энергии, что составляет примерно 800 млрд. тонн угольного эквивалента. Чтобы предотвратить дальнейшее значительное повышение температуры во второй половине будущего столетия, переход к производству энергии на основе неископаемого горючего должен быть завершен к 2100 г. Если Запад хочет убедить своих восточных соседей и страны Индустриальной Периферии, что нужно резко сократить долю угля и нефти в энергетике, чтобы избежать накопления двуокиси углерода в атмосфере, он должен энергично и решительно поощрять их развивать технологии, о которых мы говорили, предоставляя развивающемуся миру необходимую техническую и финансовую помощь. Благодаря огромным экономическим преимуществам газовой технологии, эти усилия наверняка увенчаются успехом. В то же время должна развиваться солнечная и ядерная энергетика – без этого мы никогда не придем к производству энергии из неископаемых ресурсов. В ядерной энергетике появилось много новых технологий, которые могут решить проблему ядерного топлива. Речь идет не только о реакторах-размножителях и реакции синтеза, но и о возможности производить продукты деления в термоядерных реакторах. Одно можно сказать с уверенностью: мы никогда не придем к энергетике, основанной на неископаемом топливе, и даже если она будет создана, то устоять не сможет, если на всей Земле не воцарится мир. В случае войны уязвимость больших солнечных электростанций, огромный риск, связанный с ядерными установками, делают мир между всеми народами еще более важным условием создания будущей энергетической системы. Я могу сказать, что эту точку зрения разделяют и на Востоке. В сентябре 1986 г. я долго обсуждал с профессором Александровым, который тогда был президентом Академии наук СССР, проблемы, связанные с чернобыльской катастрофой и опасностью разрушения во время войны атомных электростанций. Он сказал, что безошибочным признаком стремления СССР к сохранению мира служит его грандиозная программа расширения производства ядерной энергии, которая продолжает проводиться в жизнь, хотя в стране прекрасно знают о смертельной опасности, которую могут принести эти установки в случае войны между Востоком и Западом. Я беру на себя смелость поверить в это, зная, что СССР обладает огромными запасами угля, нефти и природного газа, которые позволяют ему больше, чем какой-либо другой развитой индустриальной стране удовлетворить потребности в энергии, не прибегая к атомным станциям. Над этим следует задуматься многим антиядерным движениям на Западе, обычно тесно связанным с движением в защиту мира. |
Похожие:
 | Проблемы роста депрессивных расстройств в условиях социально-экономической... В результате работы сделан вывод о недостаточности имеющихся медицинских мощностей (особенно в регионах) для работы с пациентами... | | В рамках второго цикла Универсального периодического обзора Украины... Совета по правам человека от 17 июня 2011 года Украиной подготовлен данный доклад, который отображает состояние прав человека в государстве... |
| Патентам и товарным знакам (19) А1, 15. 09. 1987. Su 1023229 А, 15. 06. 1983. Su 1188643 А, 30. 10. 1985. Su 1105804 А, 30. 07. 1984. Us 2004065143 А1, 08. 04. 2004.... | | Дорнах, 20 июня 1924 Издаваемый впервые настоящий курс лекций (или бесед, как называл их сам автор) был прочитан в 1986/1987 учебном году в Тбилисском... |
| Лекции по античной философии. М.: Аграф, 1997; Современная европейская... Издаваемый впервые настоящий курс лекций (или бесед, как называл их сам автор) был прочитан в 1986/1987 учебном году в Тбилисском... |  | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Николай Федоров провел совещание по вопросам состояния продовольственной безопасности страны в 2012 году и прогнозным данным на 2013... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... На основании распоряжения исполкома Московского Совета от 19 ноября 1987 года №3059-р и приказа Главного управления народного образования... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... На основании распоряжения исполкома Московского Совета от 19 ноября 1987 года №3059-р и приказа Главного управления народного образования... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Каледин С. Е. Смиренное кладбище. М., 1987 или: // Новый мир. 1987. № Стройбат. М., 1991. Или: //Новый мир. 1989. №4 | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Конституции 12 декабря 1993 года стало поворотным шагом в новейшей российской истории. На референдуме был сделан выбор в сторону... |
| Наркоконтроль сотрудничество фскн и латиноамериканской полиции привело... В результате сотрудничества Федеральной службы по контролю за оборотом наркотиков (фскн) с полицейскими из Латинской Америки сократилась... | | Доклад о самооценке (на присвоение первой дидактической степени)... Доклад о самооценке был обсуждён и утверждён на заседании Педагогического совета Теоретического лицея |
| Реферат Влияние материнского капитала на рост рождаемости детей в... Государством, действительно, на законодательном уровне рассматриваются вопросы, касающиеся материнства и детства. Это всевозможные... | | Публичный доклад Заведующий: Федотова Валентина Витальевна До 1992 года был ведомственным, затем был передан в ведение Бородулинского сельского совета, с 1999 года учредителем является администрация... |
| Доклад? Для того чтобы написать доклад В среднем объём доклада составляет около 5 страниц. Поэтому всегда старайтесь придерживаться именно такого объема, чтобы ваш труд... | | Адаптивная системА управления процессАмИ роста кристаллов для методов Степанова и Чохральского Работа выполнена в лаборатории управляемого роста кристаллов Учреждения Российской академии наук Института физики твердого тела ран... |
