Опубликовано в журнале Урал, номер 8, 2007
Виктор Николаевич Чуканов — член-корреспондент РАН, директор Института промышленной экологии Уро РАН. Живет в Екатеринбурге.
Вокруг парникового эффекта
Парниковый эффект, бесспорно, интересная научная проблема, исследованием которой необходимо заниматься. Однако та степень чрезвычайной актуальности, которая приписывается этой проблеме, и те глобальные решения по ограничению выбросов углекислого газа (это и есть Киотский протокол), принятые большинством стран мира, совершенно не соответствуют остроте и значимости данной проблемы. Суть — принципиально в другом.
Парниковый эффект используется “золотым миллиардом” во главе с Соединёнными Штатами Америки в качестве фактора управления миром, а в первую очередь — для контроля за ресурсами планеты.
Известно, что 90% производимой в мире электрической энергии вырабатывается на тепловых электрических станциях, где сжигается нефть, или газ, или уголь, в результате чего и образуется парниковый газ — двуокись углерода. Снижение его выбросов — в соответствии с Киотским протоколом — равносильно снижению выработки электроэнергии, а это в свою очередь ведёт, естественно, к ограничению и снижению объёма потребляемых природных ресурсов, а более конкретно — к снижению его в расчёте на душу населения, которое сейчас растёт примерно на 70 миллионов человек в год.
Установление квот на выбросы углекислого газа, а соответственно, и квот на выработку электроэнергии для подписавших протокол стран, означает не только предел потребления ресурсов этими странами, но и предел роста их экономики.
Правда, это не относится к США, которые блестяще провели киотскую акцию, но сам протокол не подписали…
Сейчас ни для кого не секрет, что мир вступил в стадию глубочайшего системного кризиса: под вопросом может оказаться существование самого человека на планете.
Раньше кризисы, катастрофы, революции носили локальный характер. И не только потому, что они затрагивали интересы одной цивилизации или одного региона, но и потому, что кризис определялся одним фактором. Как правило, вступали в противоречие численность населения и способы добывания пропитания.
Например, неолитический кризис или неолитическая революция (X—VIII тысячелетие до нашей эры) — переход от высокозатратного присваивающего хозяйства (охота, собирательство) к производящему (земледелие, скотоводство). Для обеспечения потребностей одного человека за счёт собирательства требуется 10 км2 территории, за счёт охоты — 20 км2, а вот при производящем хозяйстве ёмкость ландшафта увеличивается на два порядка и более.
Этот кризис обострился из-за небывалого развития охотничьих технологий, которое вело к истреблению популяций и целых видов животных и к ужесточению межплеменной конкуренции. Демографический рост, предшествовавший кризису, сменился резким сокращением населения (по некоторым данным — в 8—10 раз). И лишь при переходе к производящему хозяйству население вновь стало быстро расти.
Освоение методов сельского хозяйства шло одновременно с изменением морально-этических установок. Прежние установки: убей врага, не щади соседа — сменились зачаточными формами коллективизма и сотрудничества. Мирные отношения оказались более эффективными для развития общества. Это один из первых опытов развития цивилизаций, который показал, что чем выше духовный уровень общества, тем оно более адаптировано к эволюционному процессу.
Переживаемый нами сегодня кризис уже охватил всю планету, и он связан не столько с растущими проблемами нехватки продуктов питания или чистой воды, сколько с истощением всех ресурсов, накопленных биосферой, как органических, так и неорганических.
Это всеобъемлющий кризис, то есть не только материальный, но и духовный, что делает его системным, а поэтому в рамках существующей организации общества — неразрешимым.
Да, существующие оценки сроков истощения разведанных запасов нефти, газа, угля, меди, цинка, свинца, урана и других ресурсов демонстрируют пока достаточно приемлемую картину: если добыча останется на неизменном уровне, то этих запасов хватит на десятки и сотни лет. Если же добыча будет возрастать каждый год на два процента, как это в среднем и было за последние 15 лет, сроки истощения сократятся, но не катастрофически. В том же случае, если все жители планеты начнут расходовать столько же ресурсов, сколько сейчас расходует средний американец, то их хватит на 6—11 лет, не больше. Картина безрадостная, от которой веет апокалипсисом. Поэтому-то Америка вкупе с “золотым миллиардом” никак не может позволить, чтобы люди на планете жили так же хорошо, как они…
Обычно потребляемая энергия выражается в килограммах нефтяного эквивалента. На современных электростанциях из 1 кг нефти можно получить 4,5 кВт-час электроэнергии. Данные о годовом потреблении коммерческой энергии в килограммах нефти в разных странах очень разнятся. Следовательно, и расходование ресурсов происходит крайне неравномерно. Например, один мегаполис Нью-Йорка с населением в 20,1 млн. человек потребляет столько же энергии, сколько 1 млрд. самого обездоленного населения планеты.
Но потребление энергии и расходование ресурсов — это не совсем одно и то же.
По оценкам экспертов, минимальное количество энергии, необходимое для приготовления пищи, отопления, личной гигиены, освещения и обеспечения энергией минимального количества бытовых приборов, составляет 150—200 кг нефти. (Для России установлена норма в 100 кВт-час в месяц, что эквивалентно 270 кг нефти. А для американца, европейца, японца и австралийца она, эта норма, намного выше.)
Уровень энергии, необходимый для удовлетворения всех минимальных потребностей, составляет 200—250 кг нефтяного эквивалента. Естественно, что он установлен для бедных стран, — типичный представитель “золотого миллиарда” в этих условиях просто не выживет. Но к “изгойному” миллиарду добавляется ещё миллиард восемьсот миллионов человек (Индия, Пакистан, Филиппины, остальные страны Латинской Америки, Карибского бассейна, Среднего Востока и Тихоокеанского региона). Кстати, сюда скатились Кыргызстан и Таджикистан, которые в составе Советского Союза потребляли в полтора-два раза больше энергии (теперь они в одной компании с Гондурасом).
Сравнение потребляемых ресурсов населением разных стран следует начинать с уровня потребления энергии — примерно с 500 кг нефтяного эквивалента на душу населения. Этот критерий делит население планеты на две примерно равные части — допущенную и не допущенную к ресурсам. Оказывается, к ресурсам не допущена почти половина человечества, а точнее — 2,73 млрд. человек.
Одни страны, исчерпав запас своих возможностей, останавливаются в своем развитии; другие либо остановились по всё той же причине исчерпания своих возможностей, либо вышли на уровень насыщения потребностей; третьи упорно поднимаются вверх. Цель у всех одна — выжить, но нет идеи, всех объединяющей, — как выжить вместе. Единственное, что объединяет весь мир, — это антагонизм.
И шансы выжить при всеобщем антагонизме есть не у многих. Чтобы выжить, страны объединяются и будут объединяться в блоки, альянсы, союзы, которые будут изменяться и перегруппировываться со всё возрастающей быстротой; будут следовать заявления о дружбе и добрососедстве, но принципиально ничего не изменится. Только борьба станет более жестокой — и отнюдь не по рыцарским и джентльменским правилам.
Например, шансов на выживание у стран, входящих в самый обездоленный миллиард, практически нет никаких: они обречены. Свидетельство тому — последние десять лет, когда потребление энергии этим миллиардом осталось практически на прежнем уровне, хотя в предыдущие годы неизменно возрастало.
Отпущенные им квоты на выброс двуокиси углерода они, разумеется, продадут, чтобы в данный момент облегчить себе жизнь, но тем самым поставят крест даже на призрачной надежде выбраться из зоны прозябания. Более того, эти страны будут всё глубже погружаться в нищету. Население Африки, например, в последние 50 лет растёт строго по экспоненциальному закону: через 16 лет оно увеличивается в полтора раза, а в Кении и Конго ещё раньше — через 12 и 14 лет. Потребление же энергии и ресурсов останется на прежнем уровне.
В таких условиях рост популяций соответствует росту в нелимитирующей среде: отсутствует сопротивление среды — и популяция полностью реализует свой биотический потенциал, после чего погибает.
Население стран, следующих за обречённым миллиардом (а это в основном Пакистан, Индия, Филиппины), растёт также экспоненциально. И даже в отсутствии ограничений на выбросы СО2 при нынешних темпах роста им, чтобы, как Китаю, вырваться из опасной зоны, потребуется 7—10 лет, а это не мало. И путь предстоит очень трудный, если, конечно, его позволят пройти.
Из четырёх основных стран переходной зоны Перу практически остановилась в развитии, а Колумбия явно деградирует (за последние 10 лет потребление энергии в ней снизилось более чем на 15%). Зато две другие страны развиваются динамично: Индонезия и Египет. Особенно впечатляющий рывок за 10 лет сделала Индонезия.
Правда, она — на границе опасной зоны, но темпы её роста даже выше, чем у Китая. Безусловно, квота на выбросы снизит этот темп. Америке такие примеры никак не нужны, и она сделает всё, чтобы столкнуть Индонезию обратно туда, откуда выбраться у неё второго шанса уже не будет.
Почти все страны СНГ сдали позиции после разрушения Советского Союза: потребление энергии за десять лет снизилось на величину от 10% в России до 25-30% на Украине, в Азербайджане, Молдавии и др.
Не обошла эта беда и страны бывшего соцлагеря: от 10 до 25% снизилось потребление энергии в Польше, Румынии, Югославии и др.
А большинство стран с уровнем потребления нефти более 750 кг на человека за 10 лет, напротив, улучшили свои позиции: Бразилия, Мексика, Греция, Италия, Ирландия, Финляндия, Бельгия, Иран, Австралия, — однако наиболее динамично развивались Чили, Португалия, Франция, Испания, Китай, Таиланд, Малайзия, Тайвань, Южная Корея.
Остались практически на прежнем уровне с тенденцией к понижению США, Аргентина, Венесуэла, Дания, Великобритания, Германия, Новая Зеландия.
Существенно сдали свои позиции Швеция, Норвегия, страны Ближнего Востока.
Бесспорно, основная задача у США — ограничить потребление ресурсов странами, имеющими к ним доступ.
Эти страны делятся на две группы — входящие в “золотой миллиард” и не входящие. На данном этапе все усилия направлены против не входящих: в первую очередь против Китая как одного из основных потенциальных потребителей ресурсов и против России как основного обладателя этих ресурсов. И здесь США и “золотой миллиард” едины.
Но пройдёт какое-то время — и не менее жестокая борьба развернётся уже внутри “золотого миллиарда”. Причина очевидна: двукратная разница в потреблении ресурсов.
Противоречия между странами “золотого миллиарда” и США более глубинны и более существенны, чем противоречия между странами “золотого миллиарда” и Россией.
Реализация Киотского протокола не только закрепляет положение стран на энергетической оси с возможными незначительными флюктуациями, но и определяет общую тенденцию снижения благосостояния стран вследствие непрерывно возрастающего населения. Несомненно, это приведёт к нарастанию обострения противоречий между странами, блоками или союзами.
Один из первых обстоятельно обоснованных прогнозов был сделан по заданию Римского клуба группой учёных под руководством Дениса Медоуза: результаты были доложены в Венеции в 1972 году. Учёные и те, кто разделил их взгляды, были названы алармистами или паникёрами. Десятки, сотни статей ставили под сомнение сделанные прогнозы: еще бы! — население планеты к 2000 году должно было составить 6 млрд. человек.
Рубеж этот был достигнут даже раньше.
Стратеги Запада восприняли выводы группы Д. Медоуза абсолютно серьёзно, и у них было достаточно времени, чтобы разработать методы и механизмы ограничения расходования мировых ресурсов. Наряду с традиционными силовыми методами (военное вмешательство, экономическое и политическое давление и блокада, развал многонациональных и многоконфессиональных государств и т. д.) разрабатывались и оригинальные несиловые методы, чтобы ведущие страны, в том числе и страны “золотого миллиарда”, ограничили потребление ресурсов. К успеху привёл метод, основанный на использовании парникового эффекта.
Отношение ведущих наших учёных к Киотскому протоколу однозначно негативное.
Для оценки обоснованности положений Протокола при президенте Российской Академии наук был организован семинар “Возможности предотвращения антропогенного изменения климата и его негативных последствий и проблема Киотского протокола”, куда вступили 26 ученых (11 академиков). Его вердикт:
1. Киотский протокол научно не обоснован.
2. Киотский протокол не эффективен.
Исследования и расчёты показывают, что если требования Киотского протокола будут выполнены всеми государствами, то снижение выбросов двуокиси углерода в атмосферу будет практически неощутимо.
Иных мнений не было…
История планеты представляет собой чередование климатических циклов разной продолжительности или разных временных масштабов, наложенных одни на другие. К сожалению, ни продолжительности, ни причин возникновения многих этих циклов мы не знаем, но ясно, что большинство из них никакого отношения к парниковому эффекту не имеют.
Одними из основных методов реконструкции климата и температуры поверхностного слоя Земли являются методы, основанные на определении отношений тяжелых и легких изотопов кислорода и водорода. Избыток тяжелых изотопов в морской воде и океанских осадках указывает на повышение испарения с поверхности океана, что в свою очередь приводит к избытку легких изотопов в атмосферных осадках, включая лед в ледниках.
Наилучший фактический материал для такого анализа предоставляют керны льда, извлечённые из ледниковых щитов Гренландии и Антарктиды. Керн льда на станции “Восток” был проанализирован: содержание в нем дейтерия оказалось пропорционально изменению температуры океана.
Анализ данных показал, что наибольшие колебания температуры происходили с периодичностью около 100 тысяч лет. Затем можно выделить ещё ряд максимумов с периодичностью примерно в 29, 41 и 54 тысячи лет и т. д.
Но для нас более существенен другой результат: авторы изучали связь между колебаниями изотопного отношения дейтерия (как заменителя температуры) и содержания парниковых газов — двуокиси углерода и метана — в заключенных во льду микропузырьках атмосферного воздуха. Построенные ряды дейтерия и парникового газа показали, что на некоторых периодах колебания дейтерия (температуры) опережают колебания концентраций парникового газа на несколько столетий. Это означает, что океан сначала прогревается и лишь затем выделяет парниковый газ (вследствие снижения его растворимости в морской воде). При этом парниковый эффект оказывается не причиной, а следствием потепления.
Подводя итог, можно сказать, что все изменения глобальной температуры, происходящие в наше время, а, соответственно, и изменение климата, доказательно объясняются известными фактами и известными прогнозируемыми закономерностями, полученными в разных областях знаний и согласующихся между собой, но не имеющих никакого отношения к парниковому эффекту.
Величина парникового эффекта оценивается в предположении, что молекулы газов находятся в свободном состоянии, то есть атмосфера рассматривается как набор одиночных молекул. А в реальной ситуации значительная часть атмосферного водяного пара объединяется в группы молекул, или кластеры. Поглощательная способность этих молекул, объединённых в кластер, меньше поглощательной способности такого же количества свободных молекул, то есть объединение молекул в кластеры приводит к снижению парникового эффекта. Более того, с увеличением размера кластера его поглощательная способность в расчёте на одну молекулу снижается.
Методом молекулярной динамики нами исследована устойчивость кластеров чистой воды и кластеров воды, захвативших одну и более молекул CO2, CH4, N2O. Кластеры чистой воды устойчивы до числа молекул, в них равном n=12; а кластеры воды, захватившие одну, две или более молекул CO2, устойчивы при n=20 и более, что справедливо и для других парниковых газов. Таким образом при поглощении кластером воды молекул парниковых газов (например, молекул двуокиси углерода) достигается двойной эффект: с одной стороны, нейтрализуются молекулы CO2, с другой — большее число молекул воды переходит в кластеры, чем снижается их вклад в парниковый эффект.
А теперь представим себе, что в атмосфере планеты присутствуют только пары воды. Затем начинается эмиссия парниковых газов. Молекулы этих газов будут захватываться кластерами воды, что приведёт к снижению поглощательной способности паров воды, то есть к антипарниковому эффекту. При дальнейшем увеличении эмиссии парниковых газов антипарниковый эффект будет нарастать до тех пор, пока не наступит состояние насыщения или равновесия между содержанием паров воды и концентрацией парниковых газов. И только после этого рост концентрации парниковых газов будет приводить к парниковому эффекту.
В настоящее время нет ответа на вопрос, какому из указанных состояний соответствует атмосфера Земли. Но приведённый факт тридцатилетнего похолодания в прошлом веке при нарастающих выбросах углекислого газа свидетельствует в пользу того, что атмосфера Земли находится на антипарниковой стадии…
Нарастание кризисной ситуации на планете вследствие истощения природных ресурсов происходит и будет происходить так же, как и истощение ресурсов, по экспоненциальному закону, то есть стремительно. Обострятся все межгосударственные недуги, начиная от территориальных претензий и кончая национальными вопросами. Но глубинная причина у всех будет одна — борьба за выживание, борьба за ресурсы.
Стратегический выигрыш во времени, который получили Соединённые Штаты Америки, навязав миру Киотский протокол, обязательно приведёт, не может не привести к взрывообразной ситуации.
В старину, когда парусные корабли во время шторма должны были пройти в гавань, чтобы не разбиться о прибрежные скалы, команда разбивала бочки с ворванью и разом выливала ее за борт, а искусство капитана состояло в том, чтобы отдать команду в нужный момент. Ворвань плёнкой жира покрывала волны, сковывая их. Если в этот миг кораблю не удавалось проскочить по водной глади в гавань, то в следующий момент океан взрывался с удесятерённой силой, и корабль уже ничто не могло спасти.
Киотский протокол исполняет роль социальной ворвани: действие его будет недолгим, а последствия — взрывообразными…
Многие, многие страны будут пытаться решить свои проблемы за счёт наших ресурсов (они считают их несметными). И в первую очередь, разумеется — приграничные государства, независимо от симпатий и антипатий, отчего вдоль всех наших границ обязательно возникнет разной степени пояс напряжённости (он уже возник), это объективный процесс.
Выход один: Россия должна быть сильной, и отношения с соседями надо строить деликатно-жёстко. Уступки дадут лишь негативный результат, чему примеров более чем достаточно.
Деликатности у нас тоже всегда было в избытке, а вот с жёсткостью — проблемы. Для этого нужна государственная политическая воля, а ее нам сегодня, пожалуй, больше всего не хватает…