Когда кончаются запасы

   В 1980 г. Госдепартамент США подготовил доклад <Глобальные проблемы 2000 года>. В нем утверждалось, что мировых запасов серебра хватит на 17 лет, цинка - на 19, ртути - на 20 лет, а свинца - на 25 лет. Предполагалось, что цена на нефть вырастет до 40 долларов за баррель (1 баррель - 159 литров), 40 процентов тропических лесов исчезнет, а концентрация углекислого газа возрастет настолько, что вызовет <парниковый эффект>, и средние температуры в северном полушарии поднимутся на 2 - 3 градуса.

   Ничего подобного до сих пор не случилось. Но это вовсе не говорит о том, что эксперты Госдепартамента были некомпетентны или пользовались неверными исходными данными. Двадцать лет назад такие прогнозы делали самые разные ученые едва ли не во всех странах мира. Однако с тех пор существенно изменились характер использования и технологии добычи полезных ископаемых. В итоге бедная Норвегия стала экспортером нефти и одной из богатых стран Европы.

   Общая тенденция в мировой промышленности говорит о стремлении всячески снизить расход сырья и количество потребляемой энергии. Тем не менее, это не решает главную проблему - количество ресурсов на планете ограничено, и в будущем они будут обходиться все дороже. Это касается буквально всего, за исключением так называемых <возобновляемых> ресурсов - солнечной и ветровой энергии, энергии морских приливов, тепла Земли. Очень может быть, что нашим потомкам дешевле будет доставлять какие-то металлические руды с других планет, чем добывать их с глубины в несколько километров. Стремительно сокращаются и ресурсы, от которых непосредственно зависит биологическое существование человека (не говоря уже о других видах) - пресная вода, сельскохозяйственные земли, леса. Во многих странах эта нехватка уже сказывается, а через двадцать-тридцать лет она может стать главной причиной международных и социальных конфликтов во многих регионах мира.

   Если не будут найдены новые источники энергии, то к середине следующего века в доброй половине стран мира может сложится примерно такое же положение с энергоснабжением, как в некоторых российских регионах. Не застрахован никто - совсем недавно, в 2001 и 2002 гг. многие с недоумением читали об энергетическом кризисе в Калифорнии, очень смахивающем на то, что происходило в нашем Приморском крае или в Ульяновской области

   Такая мрачная картина вырисовывается из докладов, звучавших на Международном конгрессе по энергообеспечению, который состоялся в 1995 г. в Токио. Острый дефицит энергии в мире возникнет уже через двадцать-тридцать лет, причем самым напряженным будет положение в перенаселенных развивающихся странах. Все они не обладают достаточными запасами ископаемого топлива, а недостаток средств не позволит закупать его в достаточном количестве. Точно так же, немногие из них смогут покупать электроэнергию за рубежом. В несколько лучшем положении Китай, обладающий большими запасами угля и граничащий с хорошо обеспеченной энергоресурсами Россией, но эти преимущества сводит на нет тот факт, что более половины территории этой страны лежит в неблагоприятных климатических зонах. Проще говоря, зимой надо топить.

   Исследования, проведенные Конгрессом США (оставим сейчас в стороне вопрос о политической их подоплеке, которая, разумеется, имела место), говорят, что к 2020 г. общемировая потребность в энергоресурсах достигнет 13,4 млрд. тонн условного топлива (одна тонна условного топлива эквивалентна тонне сырой нефти) - почти вдвое больше, чем в 1990 г. Причем 85 процентов прироста энергопотребления придется на развивающиеся страны. Это потребует колоссальных инвестиций в энергетический сектор до 2020 г., общий объем которых может достичь около 30 триллионов долларов. Необходимость таких огромных капиталовложений не позволит бедным странам, которые будут испытывать наибольший дефицит энергии, уделять хоть сколько-нибудь внимания проблемам защиты окружающей среды. Электростанции <Третьего мира>, по существу, так и останутся <грязными>, поскольку практически вся энергетика там будет развиваться на традиционном сырье - нефти, газе и угле. Ожидается, что через двадцать лет общий объем вредных выбросов, не говоря уже о выбросах парниковых газов, только возрастет и достигнет примерно 13 миллиардов тонн. Заметим, что "чистой" энергетики не бывает - восхваляемые "зелеными" ветряки слишком маломощны, а установленные в промышленных масштабах, губят птиц и угнетают окружающую среду ничуть не хуже. Да и высоковольтные линии в любом случае не подарок. Так что интерес к нетрадиционным экологически чистым источникам энергии сохранится, но во многих отношениях, прежде всего, в экономическом, они по-прежнему останутся неконкурентоспособны.

   Со временем энергоресурсы станут дороже, ибо производить их будут все дальше и дальше от мест потребления. Может быть лишь тогда энергетические компании обратят внимание на более безопасные, но и более дорогие технологии. Административные меры - всевозможные ограничения выбросов и т. д. - конечно, могут сыграть свою роль, но едва ли окажутся эффективны.

   Призрак энергетического кризиса привел к формированию концепции <альтернативной энергетики>. С одной стороны, она отвечала чаяниям экологистов, убежденных, что рост энергопотребления или даже сохранение его на нынешнем уровне ведет к необратимому нарушению экологического баланса на планете и катастрофическим изменениям в биосфере. Они основывают свою точку зрения на том, что в соответствии с законом пирамиды энергий Р.Линдемана, все позвоночные (включая человека) не могут потреблять более 1 процента чистой первичной продукции биосферы, иначе система выходит из равновесия. Человечество перешло этот рубеж на рубеже XIX и XX века.

   С другой стороны, альтернативная энергетика позволяла решить этическую дилемму, связанную с тем, что жители развитых стран потребляли примерно в 60 раз больше природных материалов, чем граждане беднейших стран мира. Наконец, альтернативная энергетика оставалась энергетикой, и в этом смысле была ответом на лозунги ультрарадикалов, призывавших во имя спасения биосферы вообще отказаться от благ цивилизации.

   Альтернативная энергетика зародилась в 1970-е, как составная часть <альтернативного образа жизни>, сторонники которого призывали к отказу от современной индустриальной цивилизации во имя самостоятельных сельских общин и малых городов, самостоятельно обеспечивающих себя всем необходимым, в том числе и энергией. Не удивительно, что более всего она расцвела в Калифорнии - колыбели альтернативных движений шестидесятых годов. Тому способствовал энергетический кризис и налоговые льготы. В окрестностях Сан-Франциско закрутились тысячи ветряков, а пустыню покрыли панели, собирающие солнечную энергию. В те же годы аналогичные опыты активно велись в советской Средней Азии. Но век альтернативной энергетики, основанной не на сжигании топлива, а на использовании энергии ветра, воды и солнца, а также энергосбережении, так и не наступил. Во-первых, первые промышленные образцы были дороги и неэффективны, и компании, производившие их, разорились как только лишились государственной поддержки (в СССР альтернативную энергетику постигла обычна в годы застоя судьба - ее одобрили и тихо положили под сукно). Во-вторых, цены на нефть, которые, казалось, взлетят на невероятную высоту, стабилизировались и пошли вниз. (Эксперты заметили любопытную закономерность: колебания цен на нефть совпадают с колебаниями солнечной активности. Все пики солнечной активности, наблюдавшиеся в 1980-81, 1989, 1991 и 1999 годах соответствуют резкому росту цен на нефть. Но самые мрачные прогнозы так и не оправдались: достигнув в 1979 г пика - 39 долларов за баррель - цены ни разу не превысили отметки 40 долларов за баррель, и с тех пор постепенно снижались).¹ В-третьих, во всем мире начали активно использовать природный газ, который до семидесятых годов применяли в не столь больших количествах.

   Тем не менее, в 1990-е годы наметился новый всплеск интереса к альтернативной энергетике. Отчасти он был связан с приходом к власти нового поколения, обеспокоенного будущим планеты и куда более заинтересованного в экологически чистых технологиях. С другой стороны, война 1991 года в Персидском заливе напомнила Западу, что полагаться на арабскую нефть может оказаться куда дороже, чем кажется: постоянное военное присутствие в этом регионе стоит немалых денег. Бывший директор ЦРУ Ричард Вулси считает, что сложившаяся нефтяная зависимость от стран Среднего Востока только увеличивает риск повторения нефтяных кризисов 1973, 1979 и начала 1990-х годов, причем в будущем они могут оказаться гораздо серьезнее. Постоянный колоссальный приток денег - а в ближайшие 15 лет страны Персидского залива получат от продажи нефти более триллиона долларов - не только усугубляет диспропорции в развитии этого региона. Часть этих средств впоследствии попадает в руки режимов, поддерживающих международный терроризм, или достается радикальным политическим организациям. Именно за счет доходов от торговли нефтью Ирак мог вести разработки оружия массового уничтожения, на эти деньги финансировалась долгая и кровавая ирано-иракская война и экспорт исламской революции. На этих же деньгах возрос и бен Ладен (хотя тут не обошлось и без наркобизнеса).

   Наконец, эксперты не слишком оптимистичны в отношении запасов нефти в районе Персидского залива. Страны ОПЕК (Организации стран-экспортеров нефти) вот-вот достигнут максимального объема добычи, после чего он неминуемо начнет сокращаться. В мировом масштабе пик добычи ожидается между 2010 и 2020 годом. Потом нефти станет меньше, и стоить она будет куда дороже. Конечно, нефть есть еще на морском дне, в труднодоступных районах Сибири и Канады, в пустыне Такла-Макан... Но такого количества дешевой нефти уже никогда не будет. Поскольку нефть нужна не только в качестве топлива, но и как сырье для многих отраслей химической промышленности, приходится думать об энергетической альтернативе.

   Возможной заменой традиционному бензину многие эксперты видят этиловый спирт (этанол). Он безопасен, не слишком ядовит (в отличие от метилового спирта) и энергетически весьма эффективен. До недавнего времени производство этанола объективно сдерживалось тем, что не из всех растений его было выгодно гнать. Иными словами, чтобы получить литр спирта, требовалось сжечь куда больше горючего - если считать затраты на сельскохозяйственные работы и перегонку. До сих пор этанол оказывается если не дороже, то уж, во всяком случае, не дешевле бензина. Положение стало меняться с появлением генной инженерии. Генетические измененные сорта растений куда лучше подходят для производства спирта, а современные биокатализаторы позволяют перегонять в спирт практически любое растительное сырье. (Представьте - знаменитая <табуретовка> становится явью!) Могут сказать, что и сжигание спирта приводит к выбросам углекислого газа. Но это новый, "современный" углекислый газ, тот, который растение поглотило в период роста, а не захороненный многие миллионы лет назад в толще земли. Поэтому процент углекислого газ в атмосфере не увеличивается, как это происходит при сжигании ископаемого топлива. Этанол удобен и тем, что, в отличие от других альтернативных видов горючего, не требует существенных изменений в двигателях внутреннего сгорания. Замена бензина этанолом позволит избежать того кошмара, который пугает автомобилестроителей всего мира - кто-то изобретает эффективный электро-, пневмо- или еще какой-нибудь -мобиль, и огромные автозаводы по производству двигателей останавливаются, миллионы людей оказываются без работы, а целые города - без средств к существованию.

   Но этанол (как и любое другое эффективное моторное топливо, помимо бензина) - это кошмар и для нефтяных компаний. Переход на спиртовые двигатели позволит любой стране, обладающей достаточно большой территорией для выращивания растений, полностью обеспечить себя горючим. Нефть подешевеет, и мировая торговля нефтью и нефтепродуктами сократится в несколько раз. Самые бедные и не обладающие природными ресурсами страны вдруг станут располагать избытком энергии - ведь для получения спирта не нужны сложные и дорогостоящие заводы. Технология в принципе известна во всем мире: бак, змеевик...

   Плодородная Украина моментально забудет об энергетическом кризисе, а вот нам придется думать, что делать с Западной Сибирью, куда вложены огромные средства. Соединенные Штаты забудут о своих жизненно важных интересах на Ближнем Востоке, и им будет уже далеко не так важно, какие режимы будут у власти и не начнется ли там война или, что еще более вероятно, революции и военные перевороты. Изменится вся структура и экономика сельского хозяйства, ведь из нынешних отходов и убытков можно будет извлекать доходы. Вроде бы все замечательно, но похоже, что при этом сельхозпродукция резко подешевеет. С одной стороны, она станет доступнее, с другой, ее невыгодно станет производить. И вот уже видится череда непредсказуемых побочных эффектов, чреватая социальными взрывами... Одно радует - никто в одночасье на этанол переходить не собирается. Даже Бразилия, где уже сейчас больше трех миллионов автомобилей бегает на спирте.

   Большой интерес вызывают различные проекты по использованию тепла земных недр. Эта технология могла бы стать действительно экологически щадящим и практически неистощимым источником энергии. В отличие от солнечной энергии, подземное тепло греет круглые сутки и фактически доступно в любой точке земного шара. Конечно, добраться до раскаленных недр легче в вулканических районах, но все же подобные проекты возможны не только в долинах гейзеров и разрабатываются во многих странах. Первая коммерческая электростанция, основанная на этой технологии, вот-вот заработает в американском штате Нью-Мексико (строительство началось в 1995 году).

   Энергию подземного тепла будут получать, закачивая воду на глубину более четырех километров, где температуры превышают 500°С. Перегретая вода снова поступает на поверхность, и там ее тепло используется для выработки электричества. После этого остывшую воду снова закачивают под землю. <Фактически мы несемся по космосу, сидя на огромном раскаленном двигателе, - заметил как-то исполнительный директор американского Совета геотермальных ресурсов Дэвид Андерсон. - Вопрос лишь в том, чтобы как-то это использовать>.

   С точки зрения экологов, проект идеален: здесь нет вредных выбросов, пыли или радиоактивности. Даже углекислый газ не выделяется. Расход воды тоже невелик, так как она используется многократно, а поскольку сам источник энергии фактически представляет собой несколько скважин, вся электростанция занимает очень небольшую территорию.

   Такая технология позволит каждому крупному зданию или кварталу иметь собственный, совершенно независимый источник энергии, считает руководитель проекта Дэвид Дучан.

   Итак, все вроде бы здорово и беспокоится не о чем? Увы, предлагаемая технология слишком дорога. Возможно, когда в мире заработает множество подобных электростанций, их энергия практически ничего не будет стоить, но на начальном этапе затраты огромны - ведь предстоит пробурить несколько скважин на глубину, значительно превышающую ту, на которой обычно ведется промысел нефти и газа. Так что пока газ, мазут и уголь дешевле самых прогрессивных видов энергетики.

   Получается замкнутый круг: альтернативные энергетические технологии пока еще в детском возрасте, а потому сильно проигрывают в цене, но до тех пор, пока они дороги, им суждено оставаться в детском возрасте. Тем не менее, несмотря на то, что в ближайшие полвека они вряд ли смогут существенно потеснить ископаемое топливо, им вполне по силам изменить структуру его потребления. В 1993 г. в США 55 процентов электроэнергии вырабатывалась за счет сжигания угля, 22 процента давали атомные реакторы, 13 процентов - нефть и газ, а 9 процентов - гидроэлектростанции. Доля ветра и солнечной энергии составляла тогда менее 1 процента. С тех пор она медленно, но неуклонно возрастает, при этом еще быстрее растут расходы на разработку альтернативных энергетических технологий. (Об эффективности этих капиталовложений - разговор особый). Министерство энергетики США считает, что к 2005 г. около 5 процентов электроэнергии будет поступать от ветряных и солнечных энергоустановок. В странах Европейского союза доля ветроэнергетики через пять лет составит около 1 процента. В нашей стране эта область пока ограничена отдельными установками, поскольку требует немалых начальных инвестиций - мы по-прежнему полагаемся на ископаемое топливо. Между тем, альтернативная энергетика могла существенно смягчить энергетическую проблему на Крайнем Севере. Кажется удивительным, что на Камчатке практически не используется огромные запасы подземного тепла, тогда как в столь же вулканической и приполярной Исландии города успешно согревают геотермальные станции (последние существенно дешевле, чем технология, связанная с бурением скважин, поскольку нагретая вода сама выходит на поверхность). Энергии они дают столько, что в Исландии наладили даже выплавку алюминия, причем руду завозят из Африки. Эти технологии разработаны уже давно, и лишь леность мысли и ведомственные интересы мешали тому, чтобы переключить значительную часть Камчатки с дизельного топлива на энергию земных недр.

   Эксперты предупреждают об опасности одностороннего развития энергетического комплекса. Расчет на то, что цены на нефть и газ будут расти, может сыграть с Россией злую шутку: мы в надежде на это вложим огромные средства в нефтегазовый комплекс, а мир тем временем переключится на альтернативные источники энергии. Хотя в целом многолетнее устойчивое снижение цен на энергоносители следует отнести к достижениям цивилизации, для экономики нашей страны это представляет серьезную опасность: вся наша нефтяная отрасль может стать абсолютно неконкурентоспособной, если цены упадут до 5 долларов за баррель. (Весной 1999 г. цена составила около 20 долларов за баррель, и после этого стала плавно снижаться, в 2001 году тренд сменился на противоположный, что связано, прежде всего, с обострением политической ситуации в мире после терактов 11 сентября 2001 года, возросшей напряженностью в палестино-израильском конфликте и угрозой новой войны США с Ираком. К вопросу о качестве международных экономических прогнозов: в 1999 году эксперты всерьез предполагали, что к 2002 году цена барреля нефти может упасть до 5 долларов). Конечно, в случае крупного военного конфликта в одном из основных нефтедобывающих районов мира цены пойдут вверх, но не исключено, что это только подтолкнет высокоразвитые страны, которые являются основными потребителями энергоресурсов, к переходу на новые энергетические технологии. Если события будут развиваться по такому сценарию, то к середине XXI века мир может оказаться энергетически разделенным: высокоразвитые страны, опираясь на энергосберегающие технологии, возобновляемые источники энергии и новые материалы, сэкономят огромные средства и устремятся вперед, а те, кто не успел на этот поезд, так и будут <топить ассигнациями> и жечь уголь, чтобы выплавлять миллионы тонн больше никому не нужной в таких количествах стали.

   Противоречивость прогнозов энергетического будущего планеты непосредственно связана со взглядами тех или иных специалистов на проблему. Фактически представление о скором истощении запасов нефти и газа на планете - это миф, поскольку учитываются лишь те месторождения, разработка которых в данный момент рентабельна, а это всего 5 процентов мировых запасов, указывает журнал . Ресурсы углеводородов в виде вязких масел вообще не учитываются, тогда как общее их количество в три раза превышает разведанные запасы нефти и газа. Сегодня нефтяники, выбрав 20 - 40 процентов запасов, часто забрасывают месторождение, потому что дальнейшая добыча себя не окупает. 90 процентов запасов углеводородов планеты заключены в глинистых сланцах, месторождение которых лишь в одном штате Вайоминг обеспечило бы потребности США в углеводородах на ближайшие полсотни лет. В вечной мерзлоте и на дне океана в виде газогидратов обнаружено огромное количество метана. Запасов угля, из которого можно получить большое количество углеводородов, хватит на три тысячи лет, а для химического их синтеза нужен лишь водород и карбонатные породы - широко распространенные известняк, мел и доломит. Поэтому реально предел потреблению углеводородов ставят лишь рентабельность их добычи и количество выбросов углекислого газа, накопление которого в атмосфере способствует парниковому эффекту.

   Остается добавить, что в XXI веке получат развитие и уже испытанные способы решения энергетической проблемы, прежде всего атомные электростанции. По-прежнему многие эксперты не исключают, что уже в первое десятилетие следующего века начнется промышленное использование термоядерной энергии, хотя эти проекты столкнулись с серьезными техническими трудностями, а, может быть, и зашли в тупик. Некоторые предрекают освоение так называемого <холодного термояда> - то есть, реакции ядерного синтеза, происходящей без сверхвысоких температур и давлений. Многие физики сомневаются в ее осуществимости (и даже в существовании таких реакций), но работы в этом направлении ведутся уже довольно давно. Япония ставит на водород-кислородные батареи, установки, дающие большое количество энергии в результате соединения кислорода и водорода. Ими уже оснастили несколько зданий. Настоящую революцию в энергетике способно привести освоение высокотемпературной сверхпроводимости, которая позволила бы накапливать колоссальные количества энергии про запас, но пока работы в этом направлении не вышли из стадии экспериментов. Возможны и какие-то совершенно новые решения - так, Артур Кларк предрекает к 2014 г. появление портативных квантовых генераторов, позволяющих извлекать энергию непосредственно <из космоса> - то есть, очевидно, из космического излучения, но пока это лишь красивые слова.

   В любом случае, похоже, что глобального энергетического кризиса в следующем веке не будет. Вряд ли это обрадует экологов, ибо неизбежный рост энергопотребления, а также потребления других ресурсов, означает, что все пороги устойчивости биосферы будут сметены уже в ближайшие годы, что неизбежно приведет к ее саморазрушению. Разрушится ли она до конца или перейдет в какое-то неизвестное состояние - для человечества не так уж важно, потому что вряд ли у нас останется время, чтобы подготовиться. Дело в том, что, по словам Н. Реймерса, <человек как биологическое существо генетически приспособлен к определенным условиям жизни, тем, что были в период его первоначальной эволюции. При изменении условий генетическая адаптация быстро произойти не может. Возникает опасность внезапной, внешне как будто не спровоцированной смертности>.² Правда, надо отметить, что до сих пор биосфера (и человек) вроде бы всякий раз оказывалась устойчивее, чем предполагали расчеты теоретиков.