Нефть XXI. Мифы и реальность альтернативной энергетики

Арутюнов В. С.

Глава 6. Энергетика и глобальные проблемы цивилизации

 

 

6.1. Природа и Цивилизация

В последнее время в обществе наметилось активное противопоставление, если не противостояние двух противоположных взглядов на пути и цели развития нашей цивилизации. На одном полюсе находятся промышленники и энергетики, ратующие за дальнейшее развитие нашей, безусловно, техногенной цивилизации и неизбежно связанный с этим рост потребления всех видов природного сырья и энергии. На другом – все более активно заявляющие свою позицию сторонники различных экологических и «зеленых» движений, требующие введения ограничений и даже запрета на использование «грязных» технологий, переход к «экологически чистым» источникам энергии и принятия неотложных мер для «сохранения планеты для будущих поколений». Образованное население промышленно развитых стран, живущее в комфортных условиях развитого общества и считающее сохранение и улучшение этих условий своим неотъемлемым правом, склонно поддерживать эти требования, не очень задумываясь над тем, на чем основаны эти условия, какой ценой и за счет чего они обеспечиваются. В связи с этим стоит еще раз обсудить, что же является основой нашего сегодняшнего благополучия и какой ценой оно получено, что же все-таки такое постоянно упоминаемая в подобных дискуссиях «экология» и как это понятие соотносится с нашей техногенной цивилизацией.

Слово «экология» в конце двадцатого века стало одним из наиболее популярных в лексиконе населения развитых стран. Напомним, что согласно энциклопедическому словарю предложенный в 1866 г. немецким биологом Эрнстом Геккелем термин «экология» означает «науку об отношениях растительных и животных организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей их средой» (Советский энциклопедический словарь, 1989). К сожалению, подавляющее большинство людей, этот термин употребляющих, плохо представляет себе его значение. Поэтому неудивительно, что даже в центральных СМИ сплошь и рядом встречаются выражения типа «плохая экология». Хотя трудно понять, чем и для кого может быть плохой наука «об отношениях организмов с окружающей их средой». Более наукообразное искажение смысла сугубо биологического понятия «экология» укоренилось в терминах типа «инженерная экология». При этом обычно имеют в виду чисто инженерные вопросы разработки и применения различных технологий и методов очистки техногенных выбросов, а отнюдь не изучение влияния этих выбросов на биологические сообщества, игнорируя тем самым саму суть понятия «экология» как одного из разделов биологии.

Таким образом, на административно-бытовом уровне термин «экология» достаточно далеко отошел от своего первоначального смысла, выродившись в довольно расплывчатое понятие, охватывающее широкий комплекс вопросов, связанных с нарушением естественных биоценозов в результате антропогенной деятельности, антропогенным загрязнением окружающей среды и методам борьбы с ним. Именно в этом значении термин прижился и породил массу адептов и борцов за «хорошую экологию», начиная от реально окружающей людей среды и кончая масштабами всей планеты. Наряду с просто обеспокоенными условиями своей жизни гражданами появились и профессиональные «идейные» борцы за «экологическую чистоту», объединенные в движения глобального масштаба («зеленые») и даже соответствующие политические партии. Однако для любых глобальных, а тем более политических движений (если только это не откровенный популизм), желательно иметь ясно сформулированные и реально достижимые цели. И хорошо бы по возможности представлять, какую цену придется заплатить за реализацию этих целей, где кончается реальность и начинается утопия. Ведь за попытки реализации глобальных утопий мир в целом и наша страна в особенности уже и так заплатили достаточно большую цену.

Поскольку экологические вопросы, в устоявшемся бытовом понимании этого термина, как и политические, затрагивают абсолютно всех, о них охотно берутся судить все более или менее регулярно просматривающие прессу, игнорируя огромную сложность и часто недостаточную разработанность тех проблем, которые составляют предмет современной экологии. Желание иметь чистую среду обитания, дышать чистым воздухом, пить чистую воду и есть не содержащие вредных компонентов продукты естественно и законно. Но всегда ли оно выполнимо? И если выполнимо, то в какой степени и какой ценой? Без ответа на эти вопросы призывы к борьбе за «экологически чистую окружающую среду» (хорошо бы еще знать, что это такое?), требования «широкой экологической пропаганды среди населения», введения «экологического образования в школах» и другие подобные призывы, плохо вяжущиеся не только с определением понятия «экология», но и элементарным здравым смыслом, напоминают скорее религиозные призывы. В интерпретации некоторых ее адептов, утверждающих абсолютный приоритет экологических вопросов, «экология» начинает вырождаться в некий абсолют, символ веры, своеобразную «экорелигию». И, как всякий фанатизм, может обернуться прямой противоположностью первоначальным целям и стремлениям.

Давайте посмотрим на вещи реально. Существование на Земле 7 млрд человек (а в ближайшем будущем – 12–13 млрд), что в 105 раз превышает биологически обоснованную численность человеческой популяции, существовавшей на Земле в «доцивилизационный» период примерно 15–20 тысяч лет назад (Капица, 1999), уже само по себе является грандиозной экологической катастрофой для существующей земной биосферы. Подавляющая часть борцов за экологические приоритеты глубоко убеждена, что все дело только в том, что в погоне за прибылью промышленники постоянно нарушают экологическое законодательство. И стоит только заставить их строго соблюдать предписанные нормы, как все экологические проблемы будут разрешены.

Но корень современных экологических проблем Цивилизации гораздо глубже. Они носят принципиальный, системный характер. 4 млрд лет эволюционного развития земной биосферы есть не что иное, как последовательность грандиозных экологических катастроф, заканчивавшихся массовой гибелью большинства возникших на предыдущем этапе видов живых организмов. Эти экологические катастрофы являлись неизбежным следствием эволюционного развития и предпосылкой очередных качественных изменений в уровне организации биосферы. Одним из примеров такой грандиозной экологической катастрофы было появление около 2 млрд лет назад кислородной атмосферы, что привело к гибели многих существовавших до того видов и коренной перестройке биосферы. И точно так же наблюдаемые сейчас признаки надвигающейся новой экологической катастрофы – неизбежное следствие развития самой Природы, породившей в том числе и нашу Цивилизацию. И преддверие нового витка ее эволюции, в котором человечество в значительной мере является орудием природного эволюционного процесса.

Наш великий соотечественник В.И. Вернадский еще в первой половине прошлого века утверждал, что человек «составляет неизбежное проявление большого природного процесса», и «цивилизация <…> есть большое природное явление, отвечающее исторически, вернее, геологически сложившейся организованности биосферы» (Вернадский, 2002). Но существующая биосфера и развивающаяся внутри ее и на ее основе Цивилизация по своей сути являются антагонистами. Цивилизация стремится использовать накопленный биосферой потенциал как ресурс своего развития. А с точки зрения уже сложившейся системы природных регуляторов деятельность Цивилизации является возмущающим воздействием, которое для возвращения системы к равновесию необходимо подавить. Именно в этом главная и принципиальная проблема взаимоотношений Цивилизации и Природы, а не в «корыстных устремлениях» промышленников и их «нежелании» внедрять современные «экологически чистые» технологические процессы.

 

6.2. Экологическое регулирование – стратегическая цель или тактический тайм-аут?

Здесь мы подошли к принципиальному вопросу об экологической стратегии как таковой. Апологеты «зеленых» движений, далекие от технологии, экономики, а иногда и здравого смысла, часто не отдают себе отчета в том, что абсолютно все природоохранные мероприятия для своей реализации требуют немалого расхода ресурсов и энергии, и как любой вид производственной деятельности, сами неизбежно вызывают соответствующие экологические последствия. Иногда место выделения связанных с ними загрязнений находится достаточно далеко от «сохраняемой» территории и поэтому не травмирует взгляда благополучного обывателя, но с точки зрения глобальной экологии «абсолютно безвредной» производственной деятельности не бывает. Мы уже обсуждали то, что та же «альтернативная» энергетика, при полном учете всех выбросов в окружающую среду в процессе производства, эксплуатации и утилизации на протяжении полного жизненного цикла необходимого сырья и оборудования, например, солнечных панелей, сельскохозяйственных машин и необходимого для их использования углеводородного топлива, удобрений, а также воды и других расходных материалов и ресурсов, наносит окружающей среде не меньший вред, чем угольная энергетика.

В хозяйственной деятельности человека нет «экологически безвредных» путей. Любая хозяйственная деятельность наносит ущерб окружающей среде. Не бывает «экологически чистых» производственных процессов. Любой производственный процесс, как и любой вид деятельности вообще, потребляет определенные природные ресурсы и выбрасывает отходы в окружающую среду. Вопрос только в их количестве и «качестве» с точки зрения воздействия на окружающую среду. Причем, как ни покажется это удивительным многим активистам «зеленых» движений, ратующим за «возобновляемую зеленую энергетику», «воспроизводимые» энерго– и прочие ресурсы, именно современное высокопродуктивное сельское хозяйство является основным разрушителем естественных биоценозов, и, следовательно, несет основную угрозу биосфере. Как писал один из наиболее авторитетных отечественных специалистов в этой области В.Г. Горшков, «до сих пор в представлении большинства людей негативные экологические последствия хозяйственной деятельности ассоциируются с дымящимися заводскими трубами или мертвой поверхностью заброшенных карьеров и промышленных свалок. Действительно, вклад в отравление окружающей среды таких отраслей промышленности, как металлургия, химическая промышленность, энергетика велик. Но не меньшую опасность для биосферы представляют идиллические сельскохозяйственные угодья, ухоженные лесопарки и городские газоны. Разомкнутость локального круговорота в результате хозяйственной деятельности человека означает, что существование искусственно поддерживаемого в стационарном состоянии участка сопровождается ухудшением состояния окружающей среды в остальной части биосферы. Цветущий сад, озеро или река, поддерживаемые в стационарном состоянии на базе разомкнутого кругооборота веществ с доведенной до максимума продуктивностью, гораздо опаснее для биосферы в целом, чем заброшенная, превращенная в пустыню земля» (Горшков, 1995).

Для сохранения существующего видового разнообразия биосферы, что является одним из условий ее долговременной устойчивости, необходимо наличие обширных по площади природных экосистем, абсолютно не затронутых хозяйственной деятельностью человека.

Как показывают оценки, многие дикие виды могут выжить только при условии изъятия из хозяйственной деятельности не менее 30 % обитаемой поверхности суши (Горшков, 1995). Для сохранения биосферы – окружающей среды и регулирующей ее биоты – необходимо поддерживать ниже соответствующего порогового уровня совокупную активность цивилизации в целом, то есть всех видов ее активности. По оценкам (Горшков, 1995), для сохранения стабильности существующей биосферы цивилизация не должна потреблять свыше 1 % чистой первичной продукции глобальной биоты. Современное же прямое потребление цивилизацией биосферной продукции суши уже на порядок выше допустимого порогового значения. А доля освоенной и преобразованной цивилизацией части суши превышает 60 % и продолжает быстро увеличиваться.

В условиях, когда в мире происходит неуклонное снижение производства продуктов питания на душу населения, какое-либо снижение этих показателей вряд ли может стать реальностью. Особенно с учетом того, что уже от 500 млн до 1 млрд жителей Земли хронически голодают, и еще около 1 млрд человек постоянно потребляет меньше пищи, чем требуется для нормальной жизнедеятельности. Продолжающийся рост населения и уменьшение площади обрабатываемых земель вследствие эрозии почв, засоления, опустынивания, урбанизации (Арутюнов, Стрекова, 2006) оставляют мало надежд на сохранение достаточно обширных естественных экосистем.

Поэтому неудивительно, что в своем подходе к экологическим проблемам население Земли разделилось на два противоположных и неравных по численности лагеря. В то время как стремящееся сохранить уже достигнутый высокий уровень своего благосостояния население промышленно развитых стран, составляющих так называемый «золотой миллиард», в подавляющем большинстве склонно считать сохранение «экологического комфорта» на своей территории наиболее приоритетной задачей, остальная, то есть преобладающая часть населения мира, гораздо более озабочена повышением своего жизненного уровня. Явный перелом в отношении к глобальным экологическим проблемам продемонстрировал Всемирный саммит ООН по устойчивому развитию 2002 г. в Йоханнесбурге. На нем под давлением бедных и развивающихся стран впервые было однозначно заявлено, что борьба с нищетой и голодом является более важной задачей для мирового сообщества, чем проблема роста концентрации парниковых газов в атмосфере и возможного в связи с этим будущего изменения климата. Решения саммита обязали лидеров государств мира принять безотлагательные меры для того, чтобы к 2015 (!) году обеспечить миллиарды бедняков безопасной питьевой водой, которой на планете с каждым годом становится все меньше, санитарным обслуживанием, наполовину сократить численность бедного населения, улучшить к 2020 году системы здравоохранения в развивающихся странах и приблизить их к приемлемому уровню по сравнению с системами в других странах. Уже ясно, что эти решения не только не будут реально выполнены к указанным срокам, но в обозримом будущем, скорее всего, проблемы только обострятся. Но приоритеты подавляющей части мирового сообщества очевидны, и это отнюдь не «зеленая энергетика» и парниковые газы.

Провал политики развитых стран навязать остальному миру идеологию «экологических приоритетов» был предопределен тем, что конфликт человека с Природой отнюдь не является следствием нашей «экологической нечистоплотности», а носит принципиальный характер. Его суть в нарушении цивилизацией биосферного равновесия (Арутюнов, Стрекова, 2006), и с этой точки зрения и пасторально-патриархальное сельское хозяйство, и мечта «зеленых» – «возобновляемая» энергетика несут ничуть не меньшую угрозу, чем громко проклинаемая индустриализация. Уже первобытные охотники и неолитические земледельцы обладали достаточной «индустриальной» мощью, чтобы разрушать природные экосистемы и коренным образом преобразовывать ландшафт на огромных территориях. Именно они превратили в пустыню зеленые пастбища северной Африки, оголили холмы Греции, уничтожили тундровую фауну Сибири.

Как мы уже отметили, для сохранения биосферы – окружающей среды и регулирующей ее биоты – необходимо поддерживать ниже соответствующего порогового уровня совокупную активность цивилизации в целом, всех ее видов. Но готовы ли проповедники «зеленой идеологии» ради сохранения биосферного равновесия ограничить свои личные потребности уровнем идеально вписавшихся в окружающую среду эскимосов или амазонских аборигенов? И понимают ли они, что альтернативный вариант сохранения глобального равновесия при одновременном сохранении достигнутого в развитых странах уровня жизни потребует сокращения населения планеты до 500 млн человек, т. е. более чем в десять раз по сравнению с современным уровнем? Отдают ли они себе отчет в том, что сотрясающие нашу Цивилизацию политические катаклизмы являются прямым и гораздо более опасным следствием глобального развития, чем потенциальные климатические проблемы, и что без решения проблемы социального неравенства в масштабах всей планеты никакая «биосферная» стабилизация нереальна? А решение глобальных социальных проблем невозможно без многократного увеличения производства энергии (напомним, что душевой уровень энергопотребления в развитых и отсталых странах сейчас отличается почти в 100 раз).

Что касается пресловутой «экологической чистоты» альтернативных источников, например, солнечной энергетики, то, как и для сельского хозяйства, корректными расчетами показано, что по полной сумме экологически опасных выбросов в течение всего жизненного цикла солнечной панели, т. е. при изготовлении, эксплуатации и полной утилизации отслуживших компонентов, солнечная энергетика не менее опасна, чем тепловая. Поэтому когда благополучный западный обыватель, устанавливая на крыше своего дома солнечные панели, убежден, что он вносит этим личный вклад в «дело защиты окружающей среды и сохранения глобального климата», он глубоко ошибается. Да, возможно вблизи его местообитания среда станет немного чище. Но для планеты в целом гораздо предпочтительнее, чтобы он подключился к ближайшей угольной ТЭЦ.

Другим примером необоснованных экологических ожиданий и связанных с этим спекуляций может служить постоянный ажиотаж вокруг так называемой «водородной энергетики». При этом поклонники «экологически чистой водородной энергетики» часто забывают, что водород вообще не является первичным энергоресурсом, а лишь одним из возможных вторичных энергоносителей. Получение водорода электролизом воды при современном технологическом уровне этого процесса абсолютно нерентабельно и в промышленных масштабах практически не применяется. Промышленное производство водорода на 80 % осуществляется за счет конверсии природного газа, а остальные 20 % приходятся на долю конверсии угля, поскольку стоимость его получения из этих источников в разы ниже стоимости его получения с применением «чистых» технологий или «возобновляемых» источников. И тогда оказывается, что, например, при применении водорода на автотранспорте его полная энергетическая эффективность значительно ниже других источников энергии, например, дизтоплива, а полная эмиссия вредных веществ в атмосферу с учетом процессов его получения – значительно выше. То есть применение водорода может дать определенные выгоды с точки зрения локального снижения эмиссии вредных выбросов, например, в крупных городских агломерациях, но с точки зрения глобальной экологии представление об экологической чистоте этого источника при современных технологиях его получения – не более чем миф.

Контроль за любыми «экологически проблемными» выбросами требует значительных затрат и накладывает тяжелое бремя не только на производителя, но и, прежде всего, на потребителя. Например, власти Австралии с 1 июля 2012 года установили налог на выбросы углерода в размере примерно 25 долларов США за тонну, который будут платить примерно 500 предприятий, наиболее сильно загрязняющие атмосферу. Это приведет к повышению стоимости отпускаемой электроэнергии примерно на 1,5 цента/кВтч, а следовательно, соответствующим дополнительным затратам для потребителя. Типичная стоимость удаления основных вредных компонентов из дымовых газов электростанций (цент/кВтч):

CO2 (такса за выбросы) 1,5–3,0

SОx, 1,5–3,5

NOx, 0,5–2,0

Твердые частицы 0,5–2,8

Поэтому хотя их извлечение технически возможно, практически оно применяется лишь в редких случаях и далеко не в отношении всех компонент, чтобы стоимость поставляемой энергии не стала неподъемной для потребителя.

Прямые затраты и косвенное сдерживающее влияние экологического регулирования уже оказывает сильное влияние на экономику развитых стран. По некоторым оценкам, в отсутствие экологического регулирования ВВП США мог быть, вероятно, на 20 % выше, чем реально достигнутый. К каждому доллару прямых затрат на сокращение выбросов необходимо добавить еще 3–4 долл., потерянных за счет снижения эффективности и объема производства. На самом деле чрезмерный прессинг экологического контроля на промышленность – далеко не безобидное явление и не может основываться на философии превентивных мер. Любые дополнительные затраты энергии и ресурсов на решение экологических проблем в определенной мере всегда усугубляют те же экологические проблемы, неизбежно приводя к дополнительному расходу энергии и, следовательно, дополнительной эмиссии антропогенных загрязнений в окружающую среду. Поэтому оптимальное экологическое регулирование требует серьезного обоснования как достаточности, так и необходимости принимаемых мер. В промышленных кругах, наряду с пониманием важности экологических вопросов, одновременно зреет и сопротивление огульному экологическому экстремизму, вытесняющему промышленное производство на периферию «цивилизованного» мира, что подрывает экономику собственных стран.

Наиболее яркий пример крушения «экологических идеалов» при столкновении с реальной экономикой – ситуация с реализацией наиболее крупного в истории Человечества глобального экологического проекта – Киотского протокола по сокращению эмиссии парниковых газов. Не касаясь проблем с научным обоснованием и последствиями полной реализации предусмотренных Киотским протоколом мер (см. Арутюнов, 2001; Арутюнов, 2007), отметим, что ни одна из крупных стран, ратовавших за его реализацию, по экономическим соображениям оказалась не в состоянии выполнить взятые на себя обязательства. В 15 странах старого состава Европейского сообщества уровень эмиссии СО2 в 2004 г. не только не сократился по сравнению с уровнем 1990 г., а возрос на 4,4 %, а в Канаде за тот же период уровень эмиссии вырос на 35 %, и в итоге Канада заявила о выходе из этого соглашения. О своем отказе участвовать в выполнении обязательств в рамках второго периода соглашения Киото-2, который начался в 2013 году, заявили Россия, Япония и Новая Зеландия. Амбициозные планы авторов протокола разбились об экономические реалии.

Поэтому стратегические усилия мирового сообщества должны быть направлены, прежде всего, на более рациональное использование имеющихся в нашем распоряжении энергетических ресурсов, снижение удельной энергоемкости производства и удельного расхода энергии на поддержание достойного жизненного уровня населения. Только благодаря предпринимаемым промышленностью США усилиям там на протяжении последних лет при быстром росте ВВП удается удерживать практически стабильный уровень эмиссии парниковых газов на душу населения, что следует расценивать как наиболее весомый вклад в сдерживание темпов антропогенного воздействия на атмосферу. Выброс СО2 на 1 млн долл. произведенного ВВП сократился в США с 330 т в 1980 году до менее чем 240 т в 1998 году. Другие ведущие промышленные страны также заметно сократили или, по крайней мере, ограничили удельный выброс парниковых газов.

Рост понимания ограниченности природных ресурсов и нарастание экологических проблем заставляет мировую экономику искать пути преодоления экологических барьеров, прежде всего за счет снижения потребления первичных ресурсов. Потребности экономики стран-членов ОЭСР в природных ресурсах, рассчитываемые на 100 долл. произведенного национального дохода, должны снизиться с 2000 по 2030 г. почти в 10 раз – с 300 до 31 кг. Крупные промышленные компании все чаще отказываются от использования редких или связанных с масштабным вмешательством в природу материалов и технологий. Создание в свое время корпорацией «Кодак» метода фотографирования без серебра резко сократило рынок этого металла. То же самое произошло, когда компания «Форд» объявила о создании катализаторов для нейтрализации автомобильных выхлопов на основе заменителя платины, а производители микросхем отказались от использования золотых контактов и проводников. Мировые компании-переработчики нефти, члены API (International Petroleum Industry Environmental Conservation Association), взяли на себя обязательство на 10 % повысить в 2002–2012 годах энергетическую эффективность. Компания ExxonMobil согласилась выделить более 100 млн долл. глобальному проекту по климату и энергетике Стэнфордского университета, где исследователи работают над ускорением развития энергетических технологий, которые помогут уменьшить выбросы парниковых газов.

Развитые страны вполне естественным образом, без всяких международных соглашений и конвенций, руководствуясь, прежде всего, экономическими соображениями, ограничивают неэффективное использование природных ресурсов, тем самым снижая нагрузку на окружающую среду. Но помимо экономических соображений немалую роль в этом играет и набирающее силу общественное мнение по экологическим вопросам. При рассмотрении ситуации в таком контексте нельзя не признать, что промышленные круги развитых стран не антагонисты природоохранительного процесса, а единственная сила, способная вывести его из области демагогии в сферу конкретных мер по защите окружающей среды. Но улучшение ситуации в области охраны окружающей среды возможно только в случае, если таковое будет рассматриваться как экономическая проблема. Поэтому необходимо создавать систему экономических преференций и санкций, применяемых к компаниям и странам, стремящимся к выполнению экологических программ или им препятствующим. Предпочесть же глобальные экологические цели существенным экономическим интересам пока еще не способно население ни одной страны мира. Неудача Киотского протокола – поворотный момент, показывающий, что соответствовавшая реалиям ХХ века экологическая парадигма уходит вместе с минувшим столетием (Иноземцев, 2002).

Неизбежность экологического ущерба, наносимого самими природоохранительными мероприятиями, и неприменимость к экологическим проблемам стратегии превентивных мер делают необходимым научно обоснованный количественный расчет оптимального баланса между желаемым технологическим результатом и затратами на снижение ущерба для окружающей среды. И если стоимость предотвращения эмиссии тонны диоксида углерода доходит до 300 долларов при стоимости углеводородного сырья, дающего при сжигании эту тонну менее 100 долларов (напомним, что 1 т углеводорода дает 3 т СО2), то это значит, что мы неизбежно значительно увеличиваем наши общие энергозатраты, стоимость получаемой энергии и скорость истощения и без того дефицитных углеводородных ресурсов. Кроме того, поскольку даже в США на 1 млн долл. произведенного ВВП выбрасывается 240 т СО2 (а в других странах значительно больше, в России – в 5 раз!), причем большая часть ВВП приходится на непроизводственные, т. е. не эмитирующие СО2 отрасли, даже по минимальной оценке затрата 300 долл. на утилизацию 1 т СО2 приведет к дополнительной эмиссии нескольких сотен кг того же СО2. Таким образом, мы рискуем запустить гигантскую машину, вхолостую сжигающую наши и без того ограниченные энергетические ресурсы.

Поэтому цели глобального экологического регулирования, глобальной экологической политики должны быть коренным образом пересмотрены. Целью экологического регулирования должно быть не сдерживание неизбежных глобальных природных и антропогенных процессов, отдаленные последствия которых нам неизвестны и в настоящий момент практически непрогнозируемы, а их оптимизация с целью минимизации скорости происходящих изменений. Вопреки представлениям многих искренних приверженцев экологических идей, которые нашли свое отражение в широко пропагандировавшейся «Концепции устойчивого развития», экологическое регулирование с целью сохранения существующей биосферы не может быть стратегией развития Цивилизации. Нам уже никогда не удастся снова «вписаться» в Природу, продолжая паразитировать на огромном и отлаженном за миллиарды лет стабилизирующем потенциале биосферы. Надо ясно отдавать себе отчет, что это потребовало бы сокращения объема хозяйственной деятельности человечества, включая его численность, минимум на порядок! Готовы ли мы к этому, и как мы это реально собираемся осуществить? Да и похоже, что мы уже прошли «точку невозврата» на этом пути. Безусловно, Природу необходимо беречь, чтобы она как можно дольше демпфировала наше падение в неизвестность, но видимо, пути «естественного развития» Природы и Цивилизации уже разошлись, и это было неизбежным естественным (т. е. тоже природным!) процессом. Поэтому главная задача экологического регулирования – при минимальном дополнительном использовании природных ресурсов на природоохранную деятельность позволить Цивилизации выиграть время и технологически подготовиться к последствиям неизбежных перемен, дать ей для этого тактический тайм-аут.

 

6.3. Естественные климатические тенденции и эволюционный фактор в глобальном изменении температуры

А каковы естественные климатические и атмосферные тенденции и как они соотносятся с потенциальной угрозой глобального потепления в результате антропогенной деятельности? Этот очень интересный и важный вопрос сторонники экстренных и радикальных мер по сохранению климата и спасению биосферы, по вполне понятным причинам, не очень любят обсуждать. Однако мы позволим себе привести здесь мнение на этот счет известных отечественных специалистов в этой области (Яншин и др., 2003):

«Изучение изменений химического состава атмосферы в геологическом прошлом показало, что на протяжении миллионов лет преобладала тенденция к убыванию количества углекислого газа в атмосфере. <…> Уменьшение количества углекислого газа оказывало глубокое влияние на биосферу. Этот процесс приводил к понижению средней температуры нижнего слоя воздуха из-за ослабления парникового эффекта в атмосфере, что, в свою очередь, сопровождалось развитием оледенений сначала на высоких, а затем в средних широтах, а также аридизацией обширных территорий в более низких широтах.

Наряду с этим при пониженном количестве углекислого газа снижалась интенсивность фотосинтеза, что, по-видимому, уменьшало общую биомассу на нашей планете. Особенно резко указанные процессы проявлялись в ледниковые эпохи плейстоцена, когда количество углекислого газа в атмосфере неоднократно приближалось к 200 млн-1. Эта концентрация ненамного превосходит критические значения концентрации, из которых одно соответствует оледенению всей планеты, а другое – понижению фотосинтеза до пределов, делающих невозможным существование автотрофных растений. <…> Не касаясь деталей отдаленной возможности гибели биосферы в результате ее естественного развития [т. е. оледенения!], отметим, что вероятность такой гибели представляется значительной» (Яншин и др., 2003).

То есть если человечеству и грозит в будущем климатическая катастрофа, то отнюдь не в результате чрезмерного повышения, а наоборот, чрезмерного понижения температуры! Напомним, что согласно современным геологическим представлениям, мы живем как раз в пике межледниковой эпохи, и в самое ближайшее время ожидается начало очередного ледникового периода.

Таким образом, согласно выводам наших известных специалистов: «Сжигая все возрастающее количество угля, нефти и других видов углеродного топлива, человек встал на путь восстановления химического состава атмосферы теплых эпох геологического прошлого. <…> Человек непреднамеренно прекратил опасный для живой природы процесс истощения углекислого газа – главного ресурса в создании органического вещества автотрофными растениями, и сделал возможным повышение первичной продуктивности, которая является основой для существования всех гетеротрофных организмов, включая человека» (Яншин и др., 2003). Эти выводы диаметрально расходятся с тем, чем пугают нас апологеты «глобального потепления», а главное, гораздо более убедительны и научно обоснованы.

Не менее веские аргументы, сводящие на нет саму идею необходимости глобальной борьбы с потенциальным потеплением за счет ограничения использования ископаемых углеводородов, заключаются в следующем.

Во-первых, согласно алармистским сценариям борцов с «грязной углеродной энергетикой», основным источником угрожающей нам опасности являются углеводородные энергоресурсы: нефть, уголь и газ. Но даже при их самом экономном расходовании этих ресурсов человечеству хватит примерно на столетие, когда только и начнут сказываться прогнозируемые последствия антропогенного вклада в парниковый эффект. Учитывая естественную тенденцию снижения концентрации СО2 в атмосфере и ожидаемое начало нового ледникового периода, видимо можно только сожалеть о кратковременности «углеводородной эпохи» в истории мировой энергетики.

Главный же и вполне очевидный аргумент заключается в том, что в долгосрочной перспективе даже успешные меры по ограничению выброса парниковых газов все равно не смогут сдержать повышение температуры поверхности планеты в результате антропогенной деятельности – процесса, являющегося неизбежным следствием развития цивилизации. Парадокс цивилизационного развития заключается в том, что даже полный переход на источники энергии, не связанные с выделением парниковых газов, например, термоядерную энергетику, не остановит роста потока энергии, рассеиваемой цивилизацией в окружающую среду.

Уже сейчас поток энергии, потребляемый человечеством и, следовательно, рассеиваемый им в окружающую среду, превышает 0,01 % общего потока солнечной энергии на поверхность планеты. Если мы будем исходить из сценария демократического развития общества, исключающего насильственное подавление одной части населения планеты другой, то относительная стабилизация энергопотребления возможна только после достижения практически всем населением планеты уровня энергопотребления, достигнутого развитыми странами (~10 кВт/чел.). Поэтому только в ближайшей перспективе потребуется примерно 100-кратное увеличение производства энергии по сравнению с уже достигнутым уровнем. То есть независимо от вида используемых источников человечество должно будет производить и рассеивать в окружающую среду энергию, превышающую 1 % потока падающей на Землю солнечной радиации. Но для сохранения теплового баланса планеты за счет ее инфракрасного излучения в космическое пространство это потребует повышения средней температуры земной поверхности (~290 К) на ~3°C, т. е. на величину, превышающую максимально прогнозируемое повышение температуры в результате сжигания углеводородного топлива в течение текущего столетия.

Таким образом, независимо от используемых источников энергии повышение температуры поверхности нашей планеты является неизбежным следствием протекающих на ней цивилизационных процессов. Попытки же искусственно ограничить повышение интенсивности потоков преобразования энергии человечеством, видимо, равносильны попыткам остановить ход прогресса, и, скорее всего, приведут лишь к деградации общества. Настала пора признать, что экологическая стабилизация на Земле принципиально невозможна без снижения антропогенной нагрузки на биосферу, т. е. населения планеты, минимум на порядок, а также искусственного замедления темпов развития Цивилизации. Вряд ли это можно рассматривать как приемлемые для человечества варианты. Поиск путей достойного решения этой задачи – величайший вызов нашей Цивилизации за всю историю ее существования.

 

6.4. Перспективы развития взаимоотношений Цивилизации и Природы

Таким образом, мы видим, что проблема взаимоотношений Природы и Цивилизации, включая энергетические аспекты человеческой деятельности, гораздо глубже столь широко обсуждаемых экологических проблем, включая проблему парниковых газов и вклад энергетики в климатические процессы. Даже гипотетический полный отказ от углеродной энергетики лишь несколько отодвинул бы неизбежное в более далекой перспективе глобальное потепление в результате антропогенной деятельности. Ведь с момента зарождения нашей планеты суть происходящей на ней эволюции материи, в которой цивилизация – всего лишь один из ее закономерных этапов, состоит в создании механизмов для ускорения процессов трансформации вещества и энергии. Только ускорение процессов трансформации вещества и энергии способно поддерживать стабильное развитие таких сложных неравновесных систем, как Биосфера или Цивилизация. На протяжении всего периода существования нашей планеты и всей человеческой истории происходило непрерывное ускорение процессов возникновения новых, все более сложных биологических, а затем исторических и технологических форм организации материи. Это основной принцип эволюции, который нельзя отменить или обойти. В этом эволюционное предназначение возникновения Цивилизации, как в свое время в этом же состояло эволюционное предназначение возникновения жизни. Соответственно, наша цивилизация или остановится в своем развитии и погибнет (и тогда на ее месте неизбежно возникнет что-то иное, но подобное по сути), или будет эволюционировать, перерабатывая все большие объемы вещества и рассеивая в окружающее пространство все большее количество энергии независимо от источников ее происхождения. Поэтому попытка «вписаться» в Природу – это стратегически тупиковый путь, который рано или поздно все равно приведет к прекращению развития, а затем деградации и гибели, что наглядно демонстрируют «отсталые» народы современности. Эскимосы и аборигены тропических лесов отнюдь не «первобытные люди», они прошли большой и сложный путь, в результате которого идеально «вписались» в окружающую их природу, но заплатили за это остановкой своего развития. Такой путь можно рассматривать лишь в качестве тактического тайм-аута в преддверии качественного изменения характера развития цивилизации.

Второй потенциально возможный путь – это взять на себя все функции управления природными процессами, заменив биосферный механизм поддержания глобального природного равновесия (гомеостаза) искусственным, т. е. заменить биосферу техносферой. По сути, именно на этот путь, возможно, до конца не осознавая это, толкают нас сторонники регулирования климатических процессов. Но объем информации, циркулирующий в техносфере, еще на многие порядки уступает тому, что циркулирует в биосфере, поэтому надежность такой техносферной регуляции пока слишком низка, чтобы гарантировать человечество от гибели при даже незначительных сбоях в управляющей системе. Начав с искусственного регулирования «гибнущего» озонового слоя Земли, мы уже вынуждены анализировать негативные последствия возможности нового озонового кризиса, на этот раз из-за избытка атмосферного озона по сравнению с его уровнем, имевшим место на протяжении последних 400 млн лет. Поэтому попытка регулирования концентрации парниковых газов в атмосфере – это только начало бесконечного и безнадежного пути замены естественных биосферных регуляторов искусственными, т. е. техносферой.

Третий и, видимо, пока наиболее реальный путь – это коэволюция (Моисеев, 1997) двух природных объектов: Природы и Цивилизации. Не сохранение, а именно коэволюция, т. е. их совместная взаимная адаптивная трансформация. К чему? Этого мы не знаем и принципиально не можем предсказать. Хотя бы потому, что мы не можем предсказать результаты технологического развития даже на ближайшие 20–30 лет. Но можно предположить, что неизбежное изменение климата и других природных условий на поверхности Земли является началом движения к новому глобальному равновесию (точнее, квазиравновесию, т. к. эволюция этого «равновесия» – это тоже непрерывный процесс), новому глобальному единству Природы и Цивилизации.

Невозможность долговременного технологического и социального прогноза делает нереальными все рассчитанные на столетний период программы и рецепты алармистов по спасению Природы и Цивилизации (или Природы от Цивилизации?). Все прогнозы векового масштаба, на которых базируются их рецепты, основаны на двух заведомо нереальных предположениях. В них молчаливо предполагается линейная экстраполяция существующих технологических тенденций, т. е. отсутствие радикальных инноваций, которые принципиально не прогнозируемы (иначе это не инновации, а инжиниринг), и постулат о неизменности человека как биологического объекта и созданных им общественных отношений. Но и то, и другое нереально.

Вторая половина прошлого века убедительно опровергла подавляющую часть футуристических прогнозов. Кто в 60-х годах прошлого века предполагал появление персональных компьютеров и Интернета? И кто сомневался в скором покорении Марса и других планет? Но еще более неопределенны перспективы социального и особенно антропогенного развития. Действительно, на протяжении тысячелетий социальная эволюция практически исключала действие естественного отбора у человека. Но уровень мутационного процесса у человека остается достаточно высоким: по оценкам, в каждом поколении возникает от 1 до 10 новых генных мутаций на 1 зародышевую клетку. В соответствии с законами популяционной генетики, сохранение естественного мутагенеза приводит к накоплению патологических мутаций в популяции. По данным ООН, у современного европейского населения частота генетических нарушений с экстраполяцией на весь период жизни в 1974 г. составляла 10 %, а к 2001 г. достигла 73,8 % (т. е. какая-нибудь наследственная болезнь в течение жизни обязательно проявится почти у ¾ населения). Современная популяция человека на 90 % вакцинозависима, т. е. фактически не может существовать без постоянной медицинской поддержки. Как биологический вид мы уже оторвались от природы и можем существовать только в созданной нами искусственной среде.

Наиболее вероятно, что и далее человечество пойдет своим путем, активно используя свои достижения для трансформации самого себя. Фактически этот процесс идет уже давно и весьма активно. Мы постоянно расширяем возможности нашего организма, используя не только внешние приспособления, такие как одежда, очки, телефон, автомобиль или экран монитора, который уже стал частью физиологической структуры мозга современного человека. Мы активно корректируем недостатки организма с помощью хирургических операций, все шире используем имплантаты и искусственные органы, в том числе такие жизненно важные, как сердце. Сегодня трудно найти взрослого человека, организм которого не содержал бы таких инородных тел, как металлические штифты, мосты, коронки. Широко распространены искусственные дополнения нашего организма: кардиостимуляторы, искусственные суставы, грудные имплантаты, хирургические винты и скобы. В последние годы в мире наблюдается настоящий бум тканевой и клеточной терапии. В мире имеются уже тысячи банков тканей и клеток человека. Развивается концепция «донорства для себя», когда уже при рождении человека создаются запасы его собственного жизнеспособного материала, его стволовых клеток, способных заменить в будущем утраченные или поврежденные органы.

Наконец, генетика открывает принципиальные возможности использования человеческим организмом достижений, накопленных биосферой за весь период ее эволюции. Мы подошли к такой точке развития, когда высокоорганизованная материя в лице человека уже действительно может изменять сама себя. Если бы удалось аккумулировать в одном организме хотя бы часть экстремальных возможностей биосферы в области приспособления к условиям окружающей среды и питания, человек приобрел бы невероятные возможности. Пока это еще звучит как фантастика, но прогресс в области генной инженерии стремителен. Уже синтезирована точная копия одного из простейших бактериофагов. Ведутся работы по искусственному созданию простейшего живого организма, обладающего минимально необходимым для функционирования набором генов. А это уже открывает возможности конструирования новых форм жизни. При этом ставятся хотя и амбициозные, но вполне практические цели: создание микроорганизмов, способных эффективно продуцировать необходимый энергетике водород или поглощать атмосферный углекислый газ, т. е. решать с помощью искусственных организмов глобальные проблемы человечества.

Доступная нам сегодня информация и имеющиеся в нашем распоряжении методы генной инженерии позволяют не только влиять на естественный отбор и создавать новые организмы, но и влиять на биологическую природу самого человека, его организма и, святая святых, устройство и функционирование самого совершенного биологического органа – человеческого мозга. Мы стоим на пороге грандиозного события космического масштаба, когда созданный природой объект – человек – сам сможет изменять свою природу, свой генетический код и структуру своего мозга, т. е. носителя человеческой индивидуальности и интеллекта. Фактически это будет концом биологической эволюции и началом эволюции небиологической, когда вопрос о происхождении и структуре физического носителя интеллекта отойдет на второй план по сравнению с вопросами его эффективности и познавательных возможностей.

Уже делаются попытки вживления электронных чипов непосредственно в человеческий организм, и не кажется фантастикой расширение возможностей человеческого мышления путем вживления искусственных элементов памяти. Питание таких элементов в принципе можно обеспечить путем отвлечения части энергии из клеток человека. Следует ожидать, что в ближайшее время начнут появляться первые нейрокомпьютеры, работающие по тому же принципу, что и мозг человека. Нейронные операции – это не логические операции, которые реализуются логическими схемами, где память всегда локализована, а адресация определяется жесткой программой. Вместо этого в них используется самоорганизация системы, состоящей из большого количества элементов – нейронов – путем адаптивной настройки коэффициентов взаимодействия между ними, при этом проявляется способность нейросистемы к решению задач путем ее обучения на частных примерах, накоплению «опыта» с последующим его обобщением.

Веским доводом в пользу возможности создания искусственного интеллекта или комбинированных биотехнологических устройств служит прогресс в области нанотехнологий и электроники. Уже следующее поколение микропроцессоров будет иметь 1,7 млрд транзисторов в одном чипе, что практически равно возможностям мозга. Ведь из 14 млрд нейронов коры больших полушарий, как правило, плодотворно работают около 700 млн – всего 5 %. Комбинируя достижения генной инженерии, нанотехнологии и электроники, человечество может постепенно достигнуть такого уровня, когда уже трудно будет отличить, где кончается биология и начинается электроника.

Таким образом, «судя по признакам, обозначившимся к началу века, на него придется эпоха завершения собственно человеческой истории – той фазы эволюции, на которой ведущую роль играл вид Homo Sapiens. Основной вопрос в том, завершится вместе с ней эволюционный цикл на Земле или следствием бифуркации станет перерастание в новую, «послечеловеческую» фазу эволюции» (Назаретян, 2001). Вряд ли стоит опасаться такой перспективы или рассматривать ее как что-то не соответствующее естественным природным процессам. Вспомним, что создателями и носителями культуры на протяжении сотен тысяч лет были не люди нашего типа, а существа иных зоологических видов, например, неандертальцы или их предшественники. Для многих «печальная констатация того, что теперь и нынешний носитель культуры исчерпал свои возможности, не перекрывается даже надеждой на мягкие, компромиссные формы передачи эстафеты. Она вызывает протест и стремление найти альтернативу в духе «эгоцентрической футурологии», когда будущее – улучшенная копия настоящего, а наши потомки подозрительно похожи на нас. <…> Утешением для нас могло бы служить то, что человеческая эпопея способна положить начало следующей, более высокой фазе эволюции интеллекта. А вдохновляющим мотивом – то, что дальнейшее развитие цивилизации, даже с жертвой «человеческого качества», обеспечивает косвенную форму бессмертия личности, ее уникального творческого вклада (Назаретян, 2001).

Эти тенденции полностью созвучны представлениям выдающегося российского ученого В.И. Вернадского, который еще в первой половине прошлого века, ясно осознавая масштаб стоящих перед человечеством проблем, полагал, что «эволюция живого вещества идет в определенном направлении». Он был глубоко убежден, что «цивилизация «культурного человечества» – поскольку она является формой организации новой геологической силы, создавшейся в биосфере, – не может прерваться и уничтожиться, так как это есть большое природное явление, отвечающее исторически, вернее геологически, сложившейся организованности биосферы. <…> Все страхи и рассуждения обывателей, а также некоторых представителей гуманитарных и философских дисциплин о возможности гибели цивилизации, связаны с недооценкой силы и глубины геологических процессов, каким является происходящий ныне, нами переживаемый переход биосферы в ноосферу» (Вернадский, 2002). Ясно ощущая это, он утверждал, что человек «составляет неизбежное проявление большого природного процесса», в котором, по выражению В.И. Вернадского, человек стал «основной геологообразующей силой планеты».

Поэтому на фоне бурных социальных и экономических процессов, происходящих в современном мире, на фоне реальных проблем, стоящих перед человечеством, на пороге кардинального изменения характера цивилизации и ее взаимоотношений с Природой попытка «регулировать климат» путем исключения или ограничения использования углеродных источников энергии, скорее всего, рассыплется естественным образом. Это произойдет, как только дело дойдет до реальной необходимости колоссальных и не очень оправданных затрат. На примере озоновой истории мир уже имеет сомнительный опыт реализации попыток решения «глобальных проблем». И вряд ли захочет повторить подобную попытку. Так что можно не сомневаться, что до конца столетия углеводородные источники энергии, и, прежде всего, огромные ресурсы природного газа, будут продолжать верно служить мировой энергетике и экономике.