Circulus vitiosus*Последние два века, с начала индустриальной революции, происходит стремительное увеличение концентрации СО2, метана и других газов в атмосфере — это уже не вызывает сомнений. Как не вызывает и принципиальных противоречий антропогенная причина этого явления и ее следствие — повышение температуры у земной поверхности. Эффект, создаваемый эмиссией «парниковых» газов (углекислый газ, метан, оксиды серы и азота и др.), развивается по принципу цепной реакции. Выбросы, создавая непроницаемую для отраженной солнечной радиации оболочку в атмосфере, способствуют разогреву поверхности и вод мирового океана. Вызванное этим таяние ледников на полюсах провоцирует дополнительный выброс в атмосферу большого количества метана, который сконцентрирован в этих районах. Уменьшение полярных шапок снижает их отражающую способность, в результате солнечное излучение еще сильнее нагревает воду. Порочный круг замыкается… Результатом этого теплового конвейера становится перераспределение осадков: в ряде регионов они экспоненциально усиливаются, а в других — столь же резко уменьшаются, приводя к засухам. Разница во мнениях ученых касается лишь оценки перспектив. В докладах МГЭИК (международной группы экспертов по изменению климата) зафиксировано, что рост температуры приземного воздуха на всей планете будет продолжаться еще десятки и сотни лет. Например, потребуется примерно 30 лет, чтобы лишь треть выброшенного СО2 было выведено из атмосферы в результате естественных процессов; еще 30 % может быть удалено за несколько столетий и, наконец, 20 % останутся в ней на тысячи лет. Нобелевский лауреат Раджендра Пачаури (председатель МГЭИК) предполагает, что проблему можно удержать под контролем, если приступить к фундаментальным реформам не позднее 2012 г. А представитель NASA Джеймс Хэнсен считает, что для обеспечения такого контроля уже к 2030 г. необходимо полностью прекратить выбросы парниковых газов. Когда ведущие страны мира осознали серьезность ситуации, решено было объединить усилия по снижению выбросов парниковых газов. Так появилась Рамочная конвенция ООН об изменениях климата, логическим следствием которой стал Киотский протокол (1997 г.). Документ предусматривал, что в период с 2008 по 2012 гг. общемировой объем эмиссии должен быть сокращен на 5,2 % по сравнению с уровнем 1990 г. К 2005 г. соглашение было ратифицировано необходимым большинством стран, и процесс снижения выбросов начался. Но каким образом достигается сокращение эмиссии и возможно ли добиться значимого результата с сохранением уровня жизни развитых стран с одной стороны и устойчивым развитием государств «третьего мира» с другой? Для этого необходимо пояснить, какие источники выбросов парниковых газов наиболее опасны для климата Земли. Закон сохранения энергии По Рамочной конвенции, таких источников несколько. Первое место в рейтинге опасности занимает производство энергии, как электрической, так и тепловой. Наибольший вклад — 70 % выбросов мировой энергетики — дает угольная отрасль. Потенциально, именно она наиболее перспективна в качестве объекта приложения сил для снижения выбросов. По данным Всемирного фонда дикой природы (WWF), свыше 60 % угольных станций в мире имеют срок службы более 20 лет, их средний КПД не превышает 29 %, а объем годовых выбросов CO2 составляет не менее 3,9 млрд т. Если заменить эти устаревшие объекты на электростанции с КПД, равным 45 %, объем выбросов CO2 снизится на 36 %, т.е. на 1,4 млрд т/год (или примерно на 60 % всех нынешних выбросов парниковых газов в России). Надо заметить, что уже разработано достаточное количество методов модернизации таких объектов, с перспективой повышения КПД на 15–30 % (в зависимости от исходных характеристик).Однако стоит учитывать, что сжигание углеводородов — путь тупиковый, ведь, по разным оценкам, мировые запасы иссякнут уже в среднесрочной (50–100 лет) перспективе. Именно поэтому столь активно за последние годы начала развиваться альтернативная энергетика (например, в будущем десятилетии в Европе будет выделено 22 млрд евро на исследования и развитие солнечных и ветровых ресурсов). Она способна не только решить проблемы энергообеспечения, но и позволит существенно снизить общую эмиссию парниковых газов. Кроме того, такой подход может оказаться полезным и для наиболее бедных и страдающих от климатических изменений стран: например, субсахариальной Африки, где остро ощущается нехватка воды, и нет достаточных энергоисточников для ее добычи. Ведь ситуация с засухой и отсутствием альтернативных способов получения энергии создает глобальную угрозу и для всего мира. В 2006 г. Всемирный банк опубликовал список государств«неудачников», где может найти поддержку глобальный терроризм. Число «уязвимых» стран возросло с 17 до 26 за время, прошедшее от опубликования предыдущего отчета в 2003 г. Среди 14 новых регионов больше половины — страны Африки, в наибольшей мере пострадавшие из-за климатических изменений…Очевидно, что именно в этих районах применение альтернативных источников энергии может стать дополнительной гарантией стабильности. Особенно с учетом того, что компактные и недорогие готовые решения уже существуют и работают. Например, компания Grundfos, мировой лидер в производстве насосов, выпускает систему SQFlex Solar WaterPack. Это полностью готовая к установке станция, для функционирования которой достаточно нескольких солнечных панелей. Подобная станция Grundfos SQFlex Wind разработана и для ветровых энергоисточников, а также для комбинированных систем Grundfos SQFlex Combi, включающих в себя как солнечные батареи, так и ветряки. Как заметил председатель правления концерна Grundfos Нильс Ду Йенсен: «Моя мечта — чтобы мы, с помощью новых технологий, смогли производить продукцию с простыми решениями для самого бедного населения, которая будет ему по карману. Мы должны участвовать в создании лучших условий жизни для миллионов людей».Такого рода решения способны стать основой альтернативного энергоснабжения и в России. Подсчитано, что при модульном (на крышах) размещении комбинированных солнечно-ветровых систем только в южных и юго-восточных регионах страны можно получить свыше 1 млн кВт электроэнергии. Это даст возможность электрифицировать до полумиллиона сельских домов и многократно сократить выбросы СО2. Промышленная эволюция Следующей в рейтинге опасных для климата источников выбросов стоит промышленность. Это обширная категория, в которую входят не только энерго- и ресурсозатратные отрасли, вроде металлургии и нефтехимии, но и легкая, деревообрабатывающая и даже пищевая промышленности. Однако самую большую долю в эмиссию парниковых газов в России и других активно развивающихся странах (Китай, Индия, Южная Корея и др.) вносят производство цемента, химическая и нефтехимическая промышленность, а также черная металлургия. Эти быстрорастущие отрасли дают свыше 50 % выбросов. Так, в процессе производства цемента от 20 до 40 % всех издержек составляют энергозатраты. Суммарный выброс СО2 в отрасли превышает 2 млрд т СО2, или около 7 % от всех выбросов СО2 мировой экономики (или 4,3 % от всех антропогенных выбросов парниковых газов с учетом сведения лесов и потерь почвенного углерода). К сожалению, даже с учетом падения спроса на стройматериалы в условиях кризиса, кардинально сократить эту цифру не удается — технология производства такова, что усовершенствовать ее достаточно трудно. Значительные выбросы парниковых газов обеспечивают энергоемкие отрасли промышленности — химическая и нефтехимическая. Здесь резервы сокращения эмиссии лежат в совершенствовании технологических процессов и повышении энергоэффективности производства, в основном благодаря современному оборудованию с высоким КПД. «Только за счет установки современных насосов с частотной регулировкой, — комментирует Владислав Кукушкин, региональный представитель компании Grundfos в Казани, — можно добиться значительного снижения энергопотребления. Например, после установки в технологической линии производства изопренового каучука на “Нижнекамскнефтехиме” насосов “Грундфос” серии CR энергопотребление снизилось от 30 до 50 процентов на разных участках». За счет уменьшения энергоемкости сократить выбросы СО2 в химии и нефтехимии можно минимум на 30 %.Среди наиболее «эмиссионных» секторов промышленного производства выделяется и черная металлургия, лидирующая в энергопотреблении. Возможности, например, России по снижению выбросов СО2 в черной металлургии оцениваются примерно в 30 млн т диоксида углерода в год, или около 1,5 % всех выбросов парниковых газов в нашей стране. Более половины этого объема связано с утилизацией доменного газа, включая и дополнительную выработку из него энергии. Модернизация доменного производства и повышение эффективности управления доменным процессом может дать снижение эмиссии порядка 6 млн т СО2. Такой же эффект прогнозируется и при переходе с мартеновского производства на кислородно-конверторные печи. Автомобиль — не роскошь… На сегодняшний день автотранспорт дает около 70 % вредных газовых выбросов от общего их количества. В общем же, в России, например, на долю машин приходится около 42 % выбросов загрязняющих веществ и свыше 10 % — углекислого газа. При этом автомобили поглощают до 75 % всего производимого моторного топлива, а оставшаяся часть почти поровну делится между авиацией и водным транспортом. Безусловно, полностью отказаться от автотранспорта в наши дни нереально — слишком много сегментов экономики зависят от него. Однако сократить выбросы от машин возможно, например, Евросоюз последние годы развивает программу ALTER («Альтернативное движение в городах»). Главная ее задача — разработать жесткие городские нормы содержания СО в выхлопных газах и побудить тем самым владельцев авто к выбору экономичных и экологичных средств передвижения. Сейчас в ALTER участвуют такие мегаполисы, как Афины, Барселона, Лиссабон, Стокгольм и др. В США, начиная с 2004 г., введена программа для автопроизводителей, в результате действия которой содержание вредных веществ в выхлопных газах должно быть снижено на 95 %. И уже по всему миру не первый год проходят дни отказа от автомобиля, когда пальма первенства на улицах мегаполисов переходит к общественному транспорту, создающему меньший суммарный выброс углекислого газа. Сегодня самым перспективным направлением является развитие альтернативных видов топлива, таких как сжиженный нефтяной газ, природный газ, этанол, метанол и метан. Они обладают большей энергией вспышки, чем обычное топливо, и меньше загрязняют воздух (если говорить о природном газе, то выход СО2 при его использовании в три-четыре раза меньше, чем у бензина). Кроме того, последняя тройка веществ производится из возобновляемых ресурсов — дров, органических отбросов, растений, что помогает уменьшить расход ископаемых углеводородов на топливо. Например, в Бразилии недавно создана промышленная система, использующая 20 %-ю смесь этанола с нефтяным бензином, которая не требует реконструкции двигателей на обычных машинах. Произошло это благодаря правительственной программе, главной целью которой является на 40 % обеспечить страну собственным топливом. Квартирный вопрос Среди виновников глобального потепления не только промышленные гиганты и автомобили. Ответственность лежит и на большинстве горожан, которые пользуются благами цивилизации — отоплением, светом, канализацией. По данным Всемирного фонда дикой природы (WWF), до 40 % всей производимой только в ЕЭС энергии уходит на нужды городской инфраструктуры. В России эта доля намного больше — причина кроется в том, что большинство зданий не отвечает требованиям энергоэффективности. А ведь с помощью применения современных мер теплозащиты и модернизации коммунального хозяйства выбросы СО2 в атмосферу могут быть сокращены не менее чем на 20 %!Экономия на снижении выработки энергии и тепла в пять раз больше, чем собственно сокращение его конечного потребления. Это значит, что, с учетом затрат на добычу, доставку и подготовку топлива (в частности угля), а также доставку и потери при транспортировке, каждый киловатт, сэкономленный на уровне одной квартиры, сэкономит еще пять киловатт в энергетике. То есть, идя по пути модернизации коммунального хозяйства, возможно высвободить для других нужд огромное количество столь дефицитной сегодня в России энергии. «В мире есть царь…»«…этот царь беспощаден, голод названье ему…». Проблемы, связанные с сохранением энергии, жителям той же Эритреи могут показаться отвлеченными, в сравнении с многолетним недостатком еды и пресной воды. Казалось бы, решение этого вопроса проще простого: увеличим посевные площади, построим фермы и накормим голодающих — это по силам «золотому миллиарду», неслучайно так много программ помощи предлагается сегодня различными фондами. Но не все так просто. Согласно докладу Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО) за 2006 г., живущие на планете около 1,5 млрд коров прямо или косвенно ответственны за выделение 18 % всех парниковых газов в мире. Это превышает показатели всех видов транспорта вместе взятых. Коровьи газы и навоз ответственны более чем за треть попадающего в атмосферу другого парникового газа — метана, который нагревает Землю в двадцать раз быстрее, чем диоксид углерода. В общей сложности, поголовье производит более 100 вредных газов. Наконец, в процессе ухода за скотом образуются вредные отходы, которые оказывают негативное воздействие на окружающую среду. Например, из-за их попадания в моря и океаны серьезный ущерб наносится коралловым рифам. Также ФАО сообщает, что на долю нынешнего производства мяса приходится 14–22 % ежегодной эмиссии, рассчитанной по СО2эквиваленту. То есть при изготовлении стандартного 225граммового гамбургера в атмосферу поступит столько же углекислого газа, как при поездке на джипе на расстояние около 16 км. По прогнозу ФАО, в дальнейшем положение может ухудшиться: поскольку спрос на мясо в мире растет, в следующие десятилетия люди станут разводить больше коров. В результате ущерб экологии, наносимый стадами этих животных, может увеличиться в два раза уже к 2050 г.Если дальше развивать тему, то и выращивание скота требует также большого количества корма на единицу живого веса. По оценкам, сделанным в 2003 г. исследователями Лукасом Рейндерсом из Амстердамского университета и Сэмом Соретом из Университета Лома Линда, для получения 450 г животного белка в виде говядины требуется более 4,5 кг растительного белка — не говоря уже о дополнительных выбросах парниковых газов, связанных с выращиванием кормового зерна. Ведь растениеводство также сопряжено с достаточно высоким уровнем выбросов, поскольку предполагает скрытые природоохранные издержки: использование техники и горючего для возделывания, выделение метана растениями, энергозатраты на транспортировку и хранение. Например, как отмечено в докладе исследовательской группы Дэниела Моргана и его коллег из Вашингтонского университета, при выращивании в Перу всего лишь полуфунта (225 г) спаржи в атмосферу выбрасываются парниковые газы в объеме эквивалента 34 г CO2. Они — результат применения инсектицидов и удобрений, оборудования для полива, а также использования малоэкономичной сельхозтехники. Охлаждение и доставка этого количества спаржи в соседние страны увеличивает показатель на 56,6 г, доводя итоговый CO2эквивалент до 90,6 г. Таким образом, экстенсивно наращивая производство пищи, человечество способствует ускорению негативных климатических процессов и сопутствующих им катастрофических явлений — ураганов и засух. А значит, еще сильнее обостряется положение в странах третьего мира, от этих явлений более всего страдающих. Условно говоря, выбросы от многотысячных коровьих стад в Южной Америке усугубляют голод в субсахариальной Африке. И это еще один порочный круг глобального потепления. Есть ли из него выход? Поскольку уменьшить производство пищи невозможно, стоит обратить внимание на современные способы агротехники, животноводства и ликвидации отходов. Экономистэколог из Университета Восточной Англии Сьюзан Субак рассчитала, что производство 450 г говядины на специальной площадке — система «интенсивного откорма скота по замкнутому циклу» (CAFO) — дает в три-пять раз меньше выбросов в сравнении со стандартным способом. С другой стороны, системы улавливания метана позволяют использовать отходы жизнедеятельности коров для выработки электроэнергии. Пока, из-за высокой стоимости подобных систем, они не нашли широкого применения, но быстрое развитие технологий дает надежду на решение этой проблемы. В 1944 г. Франклин Рузвельт сказал: «Сегодня мы стоим перед тем исключительно важным фактом, что для спасения цивилизации мы должны… развивать способность всех людей жить вместе и работать на одной и той же планете в условиях мира». И хотя война давно закончилась, человечество оказалось перед экологической угрозой, серьезнее которой до сих пор не встречало. Люди различных убеждений из разных стран способны действовать сплоченно и ответственно, что показало первое Киотское соглашение. Срок его подходит к концу, но нет сомнений, что продолжение усилий необходимо. И есть надежда, что новое, посткиотское соглашение, которое, как планируется, будет принято в декабре этого года на конференции в столице Дании Копенгагене, даст старт решающему витку этой благородной борьбы. ❏ Прессслужба ООО «Грундфос».