Рис. 3.17. Стоимость энергии ветра и энергии фотоэлементных сетей
Между 1980 и 2000 гг. стоимость электроэнергии, производимой с помощью ветрогенераторов и солнечных элементов, существенно снизилась. Стоимость энергии ветра сейчас сопоставима с показателями для новых электростанций, сжигающих ископаемые виды топлива.
При современных ценах ветроэнергетика имеет возможности для резкого роста. В конце 2002 г. установленная мощность ветроэнергетики во всем мире превышала 1000 МВт, что эквивалентно более чем 30 ядерным реакторам. С конца 2001 г. рост составил 28 %, а за пять лет с 1997 г. количество получаемой энергии выросло в четыре раза[106]. Такие изменения должны существенно повлиять на все измышления на тему будущей энергетики.
«Я уверен, что привычные нефтяные компании доживают последние годы… Мировая экономика изменяется, и в будущем вы будете парковать автомобиль около дома, а затем использовать его же топливный элемент для обеспечения электричеством всех домашних нужд. Электрические сети всей страны будут больше похожи на Интернет, чем на энергетическую сеть. На самом деле, если бы все машины на дорогах США были оснащены топливными элементами, у нас было бы в пять раз больше электроэнергии, чем установленная мощность всех источников энергии в стране»[107].
Возобновимые источники энергии, конечно, не полностью экологически безвредны, и их возможности тоже не безграничны. Для ветряных генераторов нужны площади и подъездные дороги. В некоторых типах солнечных элементов используются токсичные соединения. Дамбы для электростанций вызывают затопление прилегающих земель и нарушают свободное течение рек. Биомасса как источник энергии устойчива постольку, поскольку сельское или лесное хозяйство устойчивы и регулярно производят эту биомассу. Некоторые источники гелиоэнергетики маломощны и работают нерегулярно, для их использования нужны большие площади и сложные устройства для накопления энергии[108]. И все они требуют привлечения физического капитала и грамотного управления. Возобновимые источники энергии имеют пределы использования; работать они могут вечно, но производить при этом только определенное количество энергии. Они не могут обеспечивать бесконечный рост населения и высокий темп роста промышленности. Тем не менее в будущем они вполне способны служить основой устойчивого общества. Их много, они широко распространены и разнообразны. Потоки загрязнений, связанные с их использованием, меньше и, как правило, менее вредны, чем потоки от использования ядерной энергии или энергии ископаемого топлива.
Если бы для обеспечения потребностей человека были разработаны и использовались самые устойчивые, минимально загрязняющие окружающую среду, высокоэффективные источники, то система вообще не вышла бы за пределы. Для этого нужны просто политическая воля, технологические разработки и определенные социальные изменения.
Поскольку (неразведанные) запасы газа, по-видимому, являются достаточно большими, представляется (на пороге тысячелетий), что наибольшие ограничения энергетики будут связаны с проблемой стоков. Проблемы изменения климата, вызываемого выбросами диоксида углерода, обсуждаются далее в этой главе.
Материалы
Извлечение или разработка первичных природных ресурсов часто требует перемещения или переработки больших количеств субстанций, которые могут привести к изменению или деградации окружающей среды, несмотря на то, что эти субстанции и не имеют экономической ценности. Например, чтобы добраться до месторождения металлов, минеральных руд или пластов каменного угля… приходится перемещать огромные количества пустой породы и вскрышных пород. Часто исходную руду приходится обрабатывать и обогащать, прежде чем она станет коммерчески пригодной, но при этом остаются огромные количества отходов… Все такие потоки — часть экономической деятельности страны, но они практически никогда не учитываются монетарной экономикой… В экономические расчеты они вообще никак не включаются. В итоговых статистических данных недооценивается зависимость промышленности от природных ресурсов.
Институт мировых ресурсов, 1997
Лишь 8 % людей на планете имеют автомобили. Сотни миллионов проживают в трущобах или вообще не имеют крыши над головой, не говоря уж о холодильниках или телевизорах. Если в мире будет еще больше людей, и если всех их надо обеспечить жильем, либо улучшить его, медицинским обслуживанием, образованием, автомобилями, холодильниками, телевизорами, то для этого понадобится огромное количество стали, бетона, меди, алюминия, пластмасс и многих других видов материалов.
Потоки материалов, получаемых из земных недр и поступающих в экономику и возвращаемых в недра, можно изобразить схематически (рис. 3.18), подобно тому, как мы изображали потоки ископаемых видов топлива, но за одним исключением. В отличие от ископаемого топлива, такие материалы как металлы и стекло, не превращаются после использования в углекислый газ и воду. Либо они складируются где-то в виде твердых отходов, либо их собирают и используют повторно, либо измельчают, дробят, растворяют, испаряют или другим способом рассеивают в воздухе, в воде или в недрах.
На рис. 3.19 показана статистика мирового потребления основных пяти металлов в период с 1900 по 2000 гг. Данные свидетельствуют о том, что с 1950 по 2000 гг. потребление выросло более чем в 4 раза.
Существует предел количества меди, никеля, олова и других сопутствующих металлов, которые даже богатый человек в состоянии использовать за год. Этот предел высок, но, по крайней мере в Северной Америке, он очень показателен. Для большинства металлов среднее потребление на душу населения в промышленных странах в 8-10 раз выше, чем в странах, где промышленность развита слабо. Если 9 млрд чел. будут потреблять сырье теми же темпами, что и среднестатистический американец в конце XX в., то производство стали в мире придется увеличить в 5 раз, меди — в 8 раз, а алюминия — в 9 раз.
Большинство людей интуитивно понимают, что такие потоки материалов обеспечить невозможно, да в них и нет нужды. Невозможно это потому, что существуют пределы планетарных источников и стоков. По всем этапам пути от источников до стоков — во время обработки, изготовления, эксплуатации и использования материалов — возникают и поступают в окружающую среду загрязнители. Они не нужны, поскольку затраты сырья (продовольствия, воды, древесины, энергоносителей и
Рис. 3.1 8. От неразведанных запасов к переработке и повторному использованию
Рис. 3.19. Мировое потребление пяти основных металлов
Потребление меди, свинца, цинка, олова и никеля на протяжении XX в. значительно выросло. (Источники: Klein Goldewijk and Battjes; U.S. Bureau of Mines; USGS; U.S. CRB.)
Рис. 3.20. Мировое потребление стали
Потребление стали описывается S-образной кривой. (Источники: Klein Goldewijk and Battjes; U.S. Bureau of Mines; USGS; U.S. CRB.)
т. п.) на душу населения в богатых странах в конце XX в. расточительны. Хороший уровень жизни можно поддержать, нанося природе гораздо меньше вреда.
Уже видны признаки того, что мир понемногу усваивает этот урок. На рис. 3.20 показан график производства стали. В середине 70-х гг. произошло нечто, прервавшее плавный экспоненциальный рост. Замедление роста объясняется несколькими теориями, и похоже, что в каждой из них есть разумное зерно.
За последнее время стало четко проявляться стремление использовать меньше материалов для производства большего количества конечной продукции и услуг. Это обусловлено экономическими стимулами и развитием технологий.
Скачок цен на нефть в 1973 г. и повторный скачок в 1979 г. привели к резкому росту цен на металлы, ведь при их производстве расходуется много энергии. Это дополнительно стимулировало экономию энергии и сырья во всех областях деятельности.
Те же высокие цены стимулировали еще и расширение переработки и повторного использования сырья. Этому способствовало также ужесточение законов в защиту окружающей среды и проблемы с территориями для хранения твердых отходов.
Проблемы вызвали ускорение развития технологий. Пластмассы, керамика и другие материалы в некоторых областях вытесняли металл. А изделия, которые по-прежнему изготавливались из металла — автомобили, банки для напитков и многое другое — становились легче.
