Тема четвертая. Экология

Тема четвертая. Экология

Компьютеры при всем их распространении до сих пор остаются чем-то чужеродным в нашей жизни. В космос, опять же, мы летаем не каждый день, а до освоения космических пространств руки вообще пока не дошли. А вот разрушительные ураганы, наводнения и вонючий городской смог хорошо знакомы многим людям. Возможно, именно поэтому данной теме уделяют пристальное внимание все на свете — от уборщиц до президентов. При этом большинство твердо уверено, что с глобальным потеплением и парниковым эффектом надо бороться, нефть вот-вот кончится, а нефтяные корпорации роют человечеству могилу, душа на корню исследования в области альтернативной энергетики, разработки электромобилей и тому подобные прогрессивные штучки. Рассмотрим эти стереотипы подробнее.

Исчерпание нефтяных запасов и энергетический кризис. Постапокалипсис — любимая тема прогностической фантастики. Все плохо, индустрия развалилась, наука дискредитировала себя, прогресс кончился раз и навсегда… Но самое худшее в том, что исчерпались запасы нефти, а несчастное человечество, как встарь, оказалось вынуждено пахать землю и возить грузы на лошадках. За немногие уцелевшие бензохранилища ведется война, на автомобилях рассекают только суперважные лица и пустынные бандиты-отморозки, а ржавые нефтепроводы стоят унылыми памятниками самим себе.

При этом неявно подразумевается, что произойдет это вот-вот (по историческим меркам, разумеется, — через десять-двадцать-пятьдесят лет). Поэтому рассмотрим идею энергетического кризиса с точки зрения сегодняшних технологий.

Итак, нефть скоро кончится, потому что ее запасов хватит на двадцать лет (тридцать или сорок, неважно). Так ли это? Отнюдь нет. Популярная пресса и телепередачи, рисуя мрачные картинки, упорно выпускают одно-единственное, но при этом ключевое слово: «разведанные». Что это означает? Да очень простую вещь: на указанный срок разведанных запасов нефти хватит, только если все мировые нефтедобытчики немедленно прекратят вести разведку. Но такого никогда не случится. Нефтеразведка ведется постоянно — хотя бы просто в надежде найти новые, более удобные источники нефти. Арабские шейхи за счет нефти живут, Америка и Европа стараются поменьше зависеть от шейхов, а потому колесо крутится безостановочно. Если в середине прошлого века разведанных запасов хватало на сорок лет (по тем темпам потребления), то сегодня эта цифра составляет лет семьдесят. Единственная страна, где на сегодняшний день разведанные запасы нефти уменьшаются это, увы, Россия. О причинах предоставляю догадываться читателю, но в скобках могу заметить, что исчерпание нефтяных запасов здесь ни при чем.

Можно констатировать, что на обозримый исторический период этих запасов хватит. Что случится дальше, гадать бессмысленно. Разумеется, можно спрогнозировать, что человечество изо всех сил будет стремиться уйти от использования нефти в качестве топлива — это слишком ценный материал для химической промышленности. Страшные сказки о людях, которые изобрели таблетки для воды, на которых обычный автомобиль ездит в десять раз дольше, чем на бензине, а потом пропали без вести, это все-таки сказки. Нефтедобывающие корпорации, конечно, могущественны и влиятельны, но соперничать с общеэкономическими тенденциями они не смогут. Тем более если эти тенденции поддержит кто-то вроде правительства Дяди Сэма. Нефтяной кризис конца семидесятых (когда арабы потребовали платы за нефть не долларами, а чистым золотом) из памяти американцев изгладится не скоро.

Кстати, малоизвестный у нас факт. В США имеются и активно разрабатываются собственные нефтяные месторождения. Однако значительная часть добытой нефти превращается в стратегический запас, закачиваясь в огромные подземные хранилища типа выработанных шахт. Так что поставить Америку на колени нефтяным шантажом сегодня будет очень сложно.

Но предположим, что случилось страшное. Завтра утром мы просыпаемся и обнаруживаем, что нефть заодно с газом кончаются. И что нам остался год (два, пять, десять) пользоваться этим источником углеводородов. Ожидает ли нашу цивилизацию энергетический крах? Ответ однозначен — да никогда в жизни. Помимо нефтяных и газовых теплоэлектростанций, существует еще масса способов производить энергию. Например, можно топить электростанции углем, исчерпание запасов которого на нашей планете не прогнозировал еще ни один сумасшедший фантаст. Угольные ТЭС на сегодня не являются наиболее распространенными только потому, что с углем возникает масса как технологических, так и экологических хлопот, а потому нефтепродукты и газ куда удобнее. Помимо угля можно вспомнить еще солнечные и ветряные генераторы (о них разговор пойдет чуть ниже), спирт из сахарного тростника (на котором в теплой Бразилии бегает большая часть автомобилей), газовые конденсаты северных шельфов (которые сегодня толком не умеют ни добывать, ни перерабатывать, но это временно), гидроэлектростанции, паровые и парогазовые генераторы (которые можно топить хоть дровами), приливные и геотермальные станции, а также нелюбимые «зелеными» атомные станции. Наконец, можно упомянуть термоядерные установки, которых сегодня нет в действующем виде только из-за непомерной дороговизны экспериментальных образцов. Углеводород — царь современной энергетики, но лишь потому, что обладает наиболее низким соотношением цена/качество.

Наконец, в прогнозах нельзя не учитывать, что еще сто лет назад большую часть современных методов производства электроэнергии еще не изобрели, а годовые объемы производства электричества на всей планете были меньше, чем сегодня за час потребляет не самый крупный мегаполис.

Альтернативная энергетика. Выше была упомянута причина, по которой альтернативные методы производства энергии не распространены слишком широко — они экономически невыгодны. Но, может быть, нужно бросать все и переходить на них хотя бы благодаря их экологической чистоте?

Ну да, с разбегу.

Поп-экологи часто тыкают пальцем в солнечные батареи и ветрогенераторы, с пафосом призывая покаяться, отринуть грехи предков и броситься покрывать крыши фотопластинами и ветряками, отказываясь от бесовских электростанций. Так, мол, все будет экологически чисто и радостно всем без исключения.

Однако такие пропагандисты почему-то всегда забывают упомянуть, что экологическая чистота метода зависит не только от способа работы устройства. Для объективной оценки необходимо учитывать весь жизненный цикл устройства — со стадии производства до стадии утилизации. И вот если мы присмотримся к солнечным панелям поподробнее, то тут-то и выяснится, что в целом они весьма негативно влияют на чистоту окружающей среды. Дело в том, что компонентами фотоэлементов являются такие вещества, как фосфор и галлий, которые вместе с своими соединениями относятся к первому-второму классу опасности (чрезвычайно и высокоопасные вещества). Их производстве весьма грязно в экологическом плане, а эффективных методов утилизации отработавших свое солнечных панелей попросту не существует. В настоящий момент их просто выбрасывают на свалку, в результате чего вся химическая гадость оказывается в окружающей среде. Лопасти ветряков производятся из легких металлов наподобие алюминия, чье производство, во-первых, также чрезвычайно грязно и, во-вторых, требует такого количества электроэнергии, произвести которое сами ветряки просто не в состоянии. Далее, массовое применение солнечных батарей способно существенно понизить среднесуточную температуру, а ветряков — изменить розу ветров в данной местности. Следствием окажется, например, изменение картины выпадения осадков, что моментально ударит по сельскому хозяйству. Генерируемый лопастями ветряков инфразвук — не самый благоприятный фактор из тех, что влияют на здоровье и психику человека. Наконец, солнечные батареи эффективны только в местах, где постоянно светит солнце — а это преимущественно пустыни, откуда энергию еще нужно довести до цивилизации. Да панели еще и требуется постоянно чистить от пыли, иначе выработка энергии резко падает.

Приливные станции также опасны для окружающей среды. Они приводят к застою вод в прибрежной зоне, к ее загниванию и вымиранию местной флоры и фауны. Геотермальные электростанции могут действовать только в сейсмически активных зонах (что ведет к постоянному риску их разрушения). Опять же, встает проблема транспортировки электроэнергии к цивилизации. Прокладка ЛЭП весьма разрушительна для местности, по которой она проходит.

Ну, про атомные станции наслышаны все. И взорваться могут, и отходы генерируют опасные… Между прочим, на данный момент это наиболее безопасный и чистый способ производства электроэнергии, что бы ни кричали истерики из «Гринписа». Да, проблема утилизации их отходов стоит весьма остро, но объем этих отходов относительно невелик. Человечество в процессе жизнедеятельности производит (и сбрасывает в окружающую среду) массу ядовитой дряни, которая убивает куда быстрее и мучительнее, чем рак, вызванный радионуклидами. Но образ врага уже сложился, и с этим трудно что-то поделать. Как результат — вместо того, чтобы разрабатывать эффективные методы утилизации ЯО, человечество страдает фигней, пытаясь полностью запретить атомную энергетику.

Зачастую, кстати, опасность радиоактивного загрязнения окружающей среды вольно или невольно преувеличивают. Так, в свое время наделало немало шуму применение американскими войсками в Югославии боеприпасов из обедненного урана. Впоследствии неоднократно заявлялось, что этот уран, попадая в естественную среду, вызывает повышение уровня радиации, рост числа канцерогенных заболеваний и тому подобные ужасные последствия. Возможно, в лабораторных условиях эти боеприпасы и являются причиной чего-то подобного, но на практике, как показали недавние исследования, все это страшилки чистой воды. В районах применения урановых боеприпасов радиационный фон не отличается от естественного, а увеличения количества онкологических заболеваний не отмечено. Вообще обедненный уран никак не вредит человеческому организму, попадая в него с водой и пищей. Опасность возникает только при попадании мелкодисперсной урановой пыли в легкие. Этот случай хотя и частный, но типичный.

Завершая тему, необходимо признать непреложный факт: производство энергии в принципе не может быть экологически чистым. Равно как не может быть экологически чистым ее использование. Как минимум всегда имеет место тепловое загрязнение окружающей среды, про которое, опять же, горе-экологи то ли предпочитают умалчивать, то ли вообще о нем не подозревают. Между тем, вреда оно наносит ничуть не меньше, чем химическое или радиационное загрязнение. Так, сбросы горячей (даже идеально чистой) воды из охлаждающих контуров электростанций в прилегающие реки приводят к бурному размножению микроскопических водорослей и уменьшению содержания в воде кислорода. Это, в свою очередь, ведет к гибели рыб и прочей живности.

Напоследок поговорим об альтернативных двигателях для автомобилей. Известных мне альтернатив, собственно, три.

Первая — упомянутый выше бразильский спирт. Это действительно реальная замена бензину. Одна беда — для его производства требуется массовое производство сахарного тростника или иного сахаросодержащего продукта. Хорошо теплой Бразилии, а России что делать? У нас и с сахарной свеклой-то проблемы. Разумеется, можно производить топливо и из простых дров, но это гораздо менее эффективно, чем применение углеводородов. Кроме того, леса и так сводятся куда быстрее, чем восстанавливаются.

Вторая альтернатива — электродвигатели. Все очень здорово до тех пор, пока не встает вопрос о том, как их питать. На сегодня известен единственный метод запасать электричество впрок — аккумуляторы. Но пока не существует аккумуляторов, способных соперничать по емкости с бензобаком. Кроме того, аккумуляторы содержат огромное количество весьма опасных химических элементов и соединений — от свинца и серной кислоты в классическом варианте до кадмия, никеля, кобальта и лития в последних версиях (второй, максимум третий класс опасности химических веществ). Эффективных методов утилизации аккумуляторов, равно как и солнечных батарей, не существует, так что они отправляются на свалки целиком, отравляя все вокруг.

Есть еще, впрочем, возможность питать автомобили от солнечных батарей. О них — смотри выше.

Наконец, еще один любимый конек попсовых экологов — водородный двигатель. Действительно, трудно возразить против выхлопа, на сто процентов состоящего из водяного пара. Однако для того, чтобы добыть водород, требуется огромное количество электроэнергии. Откуда ее взять? См. выше. Говорить после этого об экологической чистоте водорода становится как-то неприлично. Опять же, на данный момент не существует эффективных методов транспортировки и хранения водорода: он чрезвычайно взрывоопасен, а в жидком виде еще и весьма текуч и разрушительно действует на материал контейнера (насыщение металла водородом повышает его хрупкость). Да, придуманы безопасные способы запасать его в пористых структурах (например платиновых), но пока они так и не могут покинуть пределы лабораторий и от народа куда дальше, чем народовольцы.

Резюмируя данный раздел, хочется заметить следующее. На данный момент человечество обладает массой возможностей добывать энергию, и энергетический голод ему не грозит (была бы энергетическая инфраструктура). Однако все эти способы являются опасными для окружающей среды… как, впрочем, и все человеческая деятельность. Сэ ля ви, к сожалению.

Нехорошие тенденции и фатальные последствия человеческой деятельности. К их числу относятся парниковый эффект с глобальным потеплением, озоновая дыра и, до кучи, ядерная зима.

Начнем с парникового эффекта. Предполагается, что, сжигая углеводороды, человечество выбрасывает в атмосферу огромные объемы углекислого газа. Поскольку углекислый газ задерживает тепло, излучающееся с поверхности планеты в инфракрасном диапазоне, температура на планете неуклонно повышается. В результате нас ожидают такие малоприятные вещи, как таяние арктических и антарктических льдов (очередной такой прогноз я слышал в момент написания данного текста), подъем уровня Мирового океана, затопление прибрежных территорий (несчастная Голландия…), связанное с изменением климата вымирание эндемиков, бури, ураганы, а также всеобщий глад и мор впридачу. Ой ли?

На всякий случай напомню, что парниковый эффект описывает поглощение излучаемого поверхностью планеты инфракрасного излучения углекислым газом атмосферы, что ведет к повышению ее температуры. Да, конечно — глобальное потепление, если оно имеется, штука неприятная, потенциально опасная, и лучше бы оно не начиналось. Однако начинается ли оно — большой вопрос. Впервые о парниковом эффекте заговорили в семидесятых годах, высосав из пальца связь между активностью промышленности и некоторой тенденцией к общему повышению температуры, выведенной на основании десятилетних или около того наблюдений. Именно высосав из пальца — другого способа провести данную связь возможности не представлялось. Учитывая, что вести тотальное слежение за погодой на планете начали совсем недавно, делать какие-то выводы в этой области весьма опасно. В данный момент не существует точных математических моделей, описывающих погодные явления в масштабах планеты. Все они грубы и весьма приблизительны в связи с тем, что описываются неустойчивыми системами дифференциальных уравнений, где малейшие отклонения в начальных условиях приводят к большому разбросу конечных результатов, а также учитывают лишь незначительное число действующих факторов. Наиболее надежными средствами прогнозирования до сих пор остаются непосредственные наблюдения — на метеостанциях, спутниках и т.п. А эти средства до сих пор не позволяют дать точный ответ на вопрос — идет ли потепление, и если идет, то в каких масштабах. Более того, на основании этих наблюдений многие ученые делают прямо противоположные выводы: что планете грозит новое оледенение наподобие того, что случилось в средние века в Европе. Выбросы же углекислоты могут вообще не влиять на состояние атмосферы — как известно, воды на планете куда больше, чем воздуха, а углекислота в ней растворяется ничуть не хуже. Однако сляпанные политиками под давлением «зеленых» соглашения (включая Киотский договор) давно привели к тому, что торговля квотами на выбросы углекислого газа в перспективе превращается в выгодный бизнес для многих стран (включая Россию с ее захиревшей промышленностью), а потому просто так теория парникового эффекта в историю не уйдет, даже если не имеет ничего общего с действительностью.

Про озоновую дыру над Антарктидой, к счастью, в последнее время писать почти перестали. Паника насчет истончения озонового слоя улеглась, дыра вроде бы торчит себе по месту постоянной прописки и глобально расти не собирается, панихиду по безвинно забитым экологами фреонам давно отпели и на том успокоились. Но нет-нет, да проскальзывает тут и там очередной ужастик на данную тему.

Наконец, ядерная зима. Эта сказка сделала свое доброе дело — не позволила политикам устроить атомную войну в надежде отсидеться в надежных бункерах, пусть и потеряв большую часть подданных. Но нужно признать, что основана эта теория на все тех же высосанных из пальцев посылках и грубых математических моделях, описывающих лишь стремление их авторов поскорей защитить докторские диссертации. Математических моделей, описывающих ядерную зиму, было несколько, и они кардинально противоречили друг другу. К счастью, сосредотачиваться на этих противоречиях в свое время никто не стал. Сегодня же вопрос с ядерной зимой стоит такой же, что и с существованием Бога — узнать точный ответ нам не дано, если только не покончим жизнь самоубийством.

Планета, Которая Обиделась. Еще одна совершенно бредовая завязка прогностических текстов определенного толка — это обидевшаяся на людей Земля. Ну, мало ли почему — лишний золотой слиток выкопали, последнего жирафа на мясо пустили или повоевали больше, чем положено, не суть. Главное, что Она Обиделась Раз И Навсегда и начала истреблять человеков пачками: землетрясениями, цунами, ураганами и прочими приятными способами. О глупости такого подхода я даже распинаться особо не буду. Напомню только, что на поверхности человеческой кожи живут мириады бактерий и даже грибков, о чем большинство людей благополучно не подозревает. Эта мелюзга активно питается выделениями организма — от пота до омертвелого эпителия. Но люди почему-то не лупят себя молотком по башке в надежде избавиться от перхоти. Да и вообще требуется серьезное воспаление, чтобы средний индивид начал мазаться хоть какой-то антисептической мазью. Если перенести подобное воспаление в масштабы планеты, нужно, чтобы люди умудрились распылить по ветру солидные участки земной коры на глубину хотя бы в десяток километров. А так один тропический ураган, зародившийся абсолютно естественным путем, причиняет поверхности планеты больше разрушений, чем вся Вторая Мировая война.