Мир на теле кита: есть ли будущее без ископаемого топлива

В океанских глубинах время от времени на дно опускается тело кита. В большинстве случаев в естественном состоянии у живых существ есть все для выживания. Но у первых, что найдут кита, еды больше, чем они когда-либо могли съесть. Эти падальщики живут в необычайном изобилии: некоторые из мелких, быстро размножающихся видов могут жить так на протяжении нескольких поколений. Им хватит на тысячу раз.

А когда кит исчезнет, существа возвращаются к прежней жизни в условиях сильного давления, постоянной темноты и вечной борьбы за выживание. Как говорил Томас Мальтус, организмы, число которых растет экспоненциально, быстро превысят свои ресурсы, которые могут расти только арифметически. Поэтому избыточная популяция, выросшая на этом кратковременном изобилии, обречена.

Мы живем в эпоху такого кита, пишет ученый Вацлав Смил в своей новой книге «Как на самом деле устроен мир». Современный человек — это животное, такой же результат эволюции, как и все остальные, но, кажется, мы не тратим ежедневно каждую минуту на борьбу за ресурсы, необходимые для выживания. Вместо этого строим соборы и смотрим футбол, занимаемся искусством, тратим время на соцсети. И это потому, что мы живем на гигантской, благословенной китовой туше, которая является нашим наследством ископаемого топлива.

По мнению Смила, современные дискуссии о климате и энергии не дают результатов, потому что так мало людей понимают, как на самом деле устроен мир. Материальные ценности предстают перед нами в заранее упакованных, удобных формах: свиные отбивные в плотной упаковке, зимняя клубника, лампы, которые включаются, когда вы щелкаете выключателем, телефоны из пластика и металла. Мир — это набор черных ящиков, которыми мы пользуемся, но в большинстве случаев не понимаем. Поэтому когда говорят «нам нужно сократить выбросы углекислого газа», большинство из нас не понимает, к чему все идет в действительности.

Но каким-то образом все эти непостижимые процессы поддерживают нашу жизнь, и нам следует удивляться тому, что они вообще способны это делать. Потребность в ресурсах — в энергии и питательных веществах — сейчас больше, чем когда-либо. Население мира резко возросло: в 1800 году насчитывалось около 1 миллиарда человек. В 1950 году их было 2,5 миллиарда. Сейчас уже 8. За время жизни моих родителей количество живых людей увеличилось втрое. Но что удивительно, так это то, что количество ресурсов, доступных каждому из нас, увеличилось еще больше, и это во многом благодаря использованию ископаемого топлива.

В 1800 году почти вся энергия, используемая в мире, состояла в силе мышц человека и животных, для механической работы или растительной массы, сжигаемой для получения тепла и света. Уголь, первое широко распространенное ископаемое топливо, только начинал использоваться в паровых двигателях в Великобритании, но в целом его потребление было незначительным. К 1900 году ископаемое топливо было источником половины нашей энергии. К 2000 году оно составляло 87%.

И в результате жизнь преобразилась. Количество энергии, доступной миру, увеличилось в 1500 раз. Однако это только часть истории: повышение эффективности использования энергии означает, что полезная энергия увеличилась в 3500 раз. И даже несмотря на многократный рост населения Земли, «в распоряжении среднестатистического человека сегодня находится почти в 700 раз больше полезной энергии, чем было у его предков в начале 19 века».

Но большинство из нас не осознает, как эта энергия тратится на самом деле. Значительная часть, например, используется для создания четырех материалов, которые являются строительными блоками современного общества: материалов, которые настолько вездесущи, что мы едва замечаем их, хотя и зависим от них.

Смил называет четыре столпа, на которых стоит человеческая цивилизация: сталь, цемент, пластик и аммиак. Для их производства требуется огромное количество ископаемого топлива. Например, для производства одной тонны стали требуется 25 гигаджоулей энергии, что примерно в два раза превышает количество энергии, потребляемой средним домохозяйством Великобритании в год. В 2019 году в мире было использовано 1,8 миллиарда тонн стали; на его производство приходится около 8% мировых выбросов углерода. Но мы не можем обойтись без него: из него строятся каркасы наших городов; трубы, по которым мы отправляем воду и газ, тоже. Автомобили, транспортные суда, ножи и кухонные кастрюли. Станки для производства всех этих вещей. Цемент и пластик также жизненно важны, и на них приходится сопоставимое количество выбросов углерода. Мы не можем без них обойтись, и не существует простого альтернативного способа их производства без выбросов углерода.

А еще есть аммиак, который редко фигурирует в разговорах о сокращении выбросов углекислого газа. Аммиак состоит из атомов азота и водорода. Наша атмосфера на 80% состоит из азота, но растения, которым он необходим для роста, не могут легко взять его из воздуха. Вместо этого им приходится получать его из почвы. Бактерии, живущие в корнях некоторых растений, могут «закрепить» его в почве; отходы животноводства, такие как навоз, обладают относительно высоким содержанием азота.

В начале 20-го века немецкий химик Фриц Габер изобрел процесс получения азота из воздуха путем производства аммиака. Для этого требуется огромное количество энергии и водорода, обычно получаемого из природного газа. Сейчас мы разбрасываем сотни миллионов тонн аммиака на полях: около 50% всего азота, идущего на производство продуктов питания, поступает именно из него. Смил цитирует одного автора, написавшего в 1971 году: «человек индустриальной эпохи больше не ест картофель, выращенный благодаря солнечной энергии; теперь он ест картофель, выросший благодаря нефти».

Это означает, что мир способен питаться. Доля недоедающего населения в мире резко сократилась, несмотря на то, что фактическая численность населения увеличилась: около 65% людей не могли получить достаточно пищи в 1950 году по сравнению с примерно 9% в 2019 году. Итак, «в 1950 году мир был в состоянии обеспечить продовольствием около 890 миллионов человек, — говорит Смил, — но к 2019 году это число увеличилось до чуть более 7 миллиардов». Не все в этом процессе зависит от аммиака, но аммиак — это значительная часть истории. Если убрать удобрения, возможно, половина населения Земли умерла бы от голода.

Таким образом, сельское хозяйство зависит от доставшейся просто так туши кита: избытка энергии, обеспечиваемого ископаемым топливом. Наша глубокая зависимость от ископаемого топлива для создания материалов, острую необходимость которых большинство из нас даже не подозревает, вызывает тревогу. Особенно, когда Смил отмечает, что большая часть мира — в частности, страны Африки к югу от Сахары — живут на уровне энергопотребления гораздо ниже среднего. Африка использует всего 5% от общего мирового объема поставок аммиака, несмотря на то, что там проживает почти четверть мирового населения. Уровень энергопотребления на душу у почти 40% населения земного шара (3,1 миллиарда человек) «не выше уровня, достигнутого в Германии и Франции в 1860 году». «Для того чтобы приблизиться к порогу достойного уровня жизни, — пишет Смил, — этим 3,1 миллиардам людей потребуется, по крайней мере, удвоить (а лучше утроить) потребление энергии на душу населения».

Сможем ли мы сделать это, одновременно сократив выбросы углекислого газа? По словам Смила, не быстро. Несмотря на все хвастовство и обещания (все «государственные цели на годы, заканчивающиеся на ноль или пять») мир слишком сильно зависит от ископаемого топлива во многих вопросах, чтобы быстро прекратить его использование.

Мы можем и должны заменить ископаемые источники энергии на возобновляемые. Но есть препятствия, помимо простой политической воли. Возобновляемые источники энергии очень хороши для производства электричества. Но электрическая энергия не идеальна для получения невероятного тепла, необходимого для производства стали или цемента. Процесс Габера для получения аммиака работает гораздо эффективнее, если источником водорода и энергии является природный газ, а не вода и электричество.

И помимо производства четырех столпов нашей цивилизации, у ископаемого топлива есть другие огромные преимущества. Оно очень энергоемкое: в килограмме керосина можно хранить гораздо больше энергии, чем в килограмме аккумулятора, что означает возможность трансатлантических перелетов. И она сохраняется: в настоящее время не существует подходящего способа хранения электрической энергии более чем на несколько часов или дней, поэтому солнечная энергия, накопленная летом, не пригодится зимой. А баррель нефти может храниться неопределенный срок. Эти факты изменятся, и Смил осторожен относительно того, как быстро это произойдет, но мы определенно будем полагаться на ископаемое топливо еще несколько десятилетий.

Но в отличие от крабов и глубоководных рыбешек, что питаются китовой падалью, мы умны, и нам не нужно просто уползать обратно в темноту и голодать. Смил считает, что можно добиться значительного повышения эффективности, помимо тех огромных успехов, которые были достигнуты до сих пор. В качестве примера он приводит использование воды: в 2015 году США использовали всего на 4% больше воды, чем в 1965 году, но за это время население страны выросло на две трети, а потребление воды на душу населения снизилось на 40%, хотя страна стала богаче и лучше питаться. Возможно, подобная эффективность может быть найдена и в отношении энергии и углерода.

Кроме того, запасы кита пока не на исходе, по крайней мере, не в ближайшее время. У нас есть сырье: металл и топливо, которые нужны нам для поддержания привычного образа жизни, в больших количествах. Но мы выросли в численности и образе жизни далеко за пределы возможностей мира до того, как кит умер. И мы не хотим возвращаться к прежнему образу жизни, даже если некоторые романтики и поборники веры могут с этим не согласиться. На самом деле, мы хотим, чтобы еще больше людей наслаждались этими плодами. Мы использовали ископаемое топливо, чтобы построить удивительный мир, который кормит и дает жилье невероятному количеству людей.

Нам необходимо отучать себя от ископаемого топлива, и чем скорее, тем лучше. Но работа предстоит трудная и долгая: как показывает Смил, использование углеводородов пронизывает нашу жизнь на всех уровнях, вплетаясь в системы, обеспечивающие пищей, жильем, оборудованием производства, транспортом. Мы забываем, насколько сложным является наше общество, пока система не перестает работать в той или иной степени, как, например, когда во время пандемии нарушились цепи поставок, и в больницах закончились резиновые перчатки. В настоящее время, если бы мы значительно сократили потребление ископаемого топлива, это привело бы к катастрофе, потому что мы еще не распутали все нити, что связывают систему жизни.

Источник