Энергетическая революция
Прислано Frankenstein 07 2008 22:45:00
Поднятый Фиделем Кастро в статье «Энергетическая революция – самое неотложное дело» – вопрос о природе и последствиях планируемого перехода развитых стран на биотопливо – острый и неотложный, поскольку непонимание происходящего делает нас уязвимыми к обману и пропаганде. Однако Кастро рассматривает его скорей как экономист и политик, а не как эколог, изучающий потоки энергии в сельскохозяйственных сообществах.
Всегда прогресс человечества и увеличение его численности были основаны на освоении новых источников энергии.
Так, в неолите человек научился культивировать растения и животных, что создало предпосылки для увеличения его популяции, в ходе промышленной революции освоил вначале механическую энергию воды и ветра, а затем энергию тепловую энергию дров, угля, газа и нефти – «законсервированную» в прошлые геологические эпохи солнечную энергию, а также атомную энергию. При этом именно доминирующий источник энергии определяет базис данной культуры, и, во многом, общественные отношения в ней. Это дало возможность – путем возрастания доли энергетических субсидий в агроэкосистемы – увеличить производство пищи в XIX-XX столетиях, и обеспечить популяционный взрыв человечества. Такая субсидия в развитых странах обеспечивается, в основном, за счет энергии нефти, газа и угля.
С середины 20-го века была освоена атомная энергия, в то же время «кровью и лицом», основой современной цивилизации остается нефть.
Связано это с тем, что энергия, заключенная в нефти, легко фасуется и очень удобна в употреблении; нефть – продукт жидкий и неагрессивный.
Единственная проблема – при таких темпах потребления нефти, как сегодня, она очень быстро в историческом плане – лет за 30-50 – начнет заканчиваться.
Как одну из мер борьбы с «концом нефти» рассматривают производство биодизеля из масличных культур и топливного спирта – из углеводистых.
Однако, мало кто задается вопросом, при каких условиях это возможно, где, и к чему может привести. Предлагаю рассмотреть его с точки зрения эколога.
Итак, как же происходит производство продукции в агроэкосистемах развитых стран?
При интенсивном ведении хозяйства, которое только и обеспечивает высокие урожаи, устойчивость сельскохозяйственных монокультур обеспечивается огромной поддержкой со стороны человека: культивация машинами, обеспечение минеральным и органическим питанием, защита от сорняков и вредителей с применением гербицидов и пестицидов, наличие развитой системы хранения, транспорта и сбыта продукции. При этом доля ручного труда сводится к минимуму, что и позволяет 4-5% населения как в США, (на самом деле несколько больше, ведь не учитываются работники в смежных сферах, которые и обеспечивают функционирование такого типа высокоиндустриального хозяйства) производить продовольствие на остальные 95%, да еще и на экспорт.
Как же удается достигать такой производительности труда?
С помощью огромных расходов энергии, необходимой для работы сельхозмашин, водокачек, производства удобрений. При этом энергия получается в основном из тех же невозобновимых источников – нефти и газа.
По данным известного американского ученого-эколога Одума, на одну произведенную пищевую калорию в США в 1980-е годы расходовалось более 10 калорий минеральных. В то же время, еще в 1900 году это соотношение было близко к единице.
Суть высокоиндустриального сельского хозяйства состоит именно в преобразовании энергии ископаемых в энергию сельскохозяйственных растений и животных путем энергетической субсидии агроэкосистемам, которая составляет до 80-90% потока энергии через экосистему. В ходе же «зеленой революции» 70-х, а также идущего сейчас внедрения генетически модифицированных сортов растений проводится, в основном, адаптация этих растений и животных к потреблению и усвоению большей доли такой субсидии. (Bouvonder,1979)[1] Так, выведенные в Европе сорта риса без агротехники, применяемой в индустриальных странах, оказались менее продуктивны, чем местные, традиционные – стран 3-го мира. С другой стороны, до 80% генетически модифицированных сортов кукурузы и до 90% сортов сои модифицируются на устойчивость к гербицидам и пестицидам – для более эффективной химической борьбы с сорняками и вредителями. Это связано с тем, что к выведенным на устойчивость к вредителям сортам вредители – из-за жесткого отбора – приспосабливаются за 3-5 лет, а сорняки выдерживают уже дозы гербицидов, токсичные для самих культурных растений.
К слову, с увеличением энергетической и химической субсидии эффективность их влияния на урожай падает, то есть каждый новый процент прироста требует все больших и больших затрат, возрастающих экспоненциально.
Что же происходит при сельскохозяйственном производстве в доиндустриальных[2] странах?
Рассматривая агроэкосистемы 3-го мира, например сложный огород в Новой Гвинее, видно, что при расходе 1,4 кал энергии – в основном ручного человеческого труда, получается 24 кал энергии, заключенной в продуктах питания, без учета находящейся в соломе, волокнах и др. (Одум, 1986[3], Rappaport, 1971[4])
Таким образом, этот огород служит эффективным механизмом преобразования солнечной энергии в энергию пищи с минимальной энергетической субсидией из возобновляемых источников.
Конечно, это крайний случай, но очевидно, что в системе хозяйства, не применяющей значительных энергетических субсидий, агроэкосистема на выходе дает больше энергии, чем на входе, преобразуя солнечную энергию в энергию химических связей. Такая энергия может использоваться человеком, как в виде пищи, так и для иных целей.
При этом трудоемкость такого производства будет очень значительной – энергетическая субсидия производится за счет мышечных усилий человека и животных, что обусловливает занятость в доиндустриальном[5] сельском хозяйстве, а прибавочная стоимость – недопустимо низкой по меркам современного капитализма.
Итак, после анализа особенностей преобразования энергии в 2-х типах агроэкосистем, мы можем видеть, что производство спирта или рапсового масла на топливо в развитых странах невыгодно с энергетической точки зрения. Собственно, оно и практиковалось ранее только при избытке таких продуктов – как мера по их утилизации и уменьшению потерь при невозможности сбыта.
В то же время, при использовании ручного труда и минимальной механизации производство этих продуктов оказывается выгодным для получения из них топлива – подчеркиваю, не с точки зрения цены, а с точки зрения соотношения затраченной/ полученной в результате энергии.
Очевидно, что Европа и США не планируют производить деиндустриализацию своего сельского хозяйства, которое обеспечивает святое – продовольственную независимость их стран, равно как и менять образ жизни, основанный на непомерно расточительном расходе энергии на «комфорт», обеспеченный автомобилем, избыточным рационом питания, одноразовыми продуктами потребления.
С другой стороны, в скором времени ископаемые источники энергии – в первую очередь нефть – не смогут обеспечить такого образа жизни, который сейчас существует в развитых странах.
Таким образом, нынешнее правительство США, как следует из последних политических событий, в области получения «экологически чистой» энергии, стремится переложить свой энергетический кризис на плечи стран 3-го мира. При этом биотопливо планируется производить из продуктов питания, произведенных в этих странах, которые находятся на периферии глобального капитализма.
В то же время, по данным ряда авторов, приведенных в монографии Одума, 1986[6]
это приведет к еще большему углублению раскола по уровню жизни между развитыми странами и странами - периферийного капитализма. А значит, прав Кастро в своей статье «Энергетическая революция» – такой путь является принципиально порочным и закрывает возможности для повышения уровня жизни в странах-производителях носителей такой «экологически чистой» энергии. Происходит консервация этих стран на доиндустриальном уровне при фактическом уменьшении доступа населения к пище.
Этот интуитивный (с биологической точки зрения) вывод команданте подтверждается объективными закономерностями прохождения потоков энергии через агроэкосистемы различных типов.
После экологического (в плане – «экология – наука о сообществах живых организмов и среде их обитания», а не в плане «экология – состояние окружающей среды») рассмотрения данного вопроса показанные Кастро закономерности еще более обостряются, а последствия оказываются неизбежными.
Кстати, производство топлива из солнечной энергии посредством сельхозрастений происходит с очень низким КПД, ведь растения усваивают меньше 1% потока солнечной энергии, падающей на Землю.
Так, по оценке Брауна[7] для того, чтобы вырастить зерно, горючего которого хватит среднему американскому автомобилю на год, при средней урожайности в 70ц с гектара, необходимо засеять участок в 3,2 га. Такой участок может прокормить 10-20 человек.
На самом деле, такой участок будет больше, поскольку без применения механизации и удобрений урожайность значительно снизится, а при ее использовании выход полученной в виде спирта энергии будет ниже затраченной на ее производство.
Получается, что если во время промышленной революции в Англии людей ели овцы, то теперь, во время энергетической революции по сценарию Буша, людей будут есть американские автомобили!
Об этом стоит задуматься и нам, участвуя в реализации проектов ЕС по выращиванию рапса на биодизель. Оно будет энергетически выгодным только при условии минимизации машинной обработки земли, минимальном потреблении топлива нашим собственным сельским хозяйством, максимальном использовании ручного труда. При этом полученное топливо будет вывозиться и потребляться в странах ЕС.
Нужен ли нам такой рапс и такой биодизель?
[1] Bouvonder B., Impact of green revolution in India Tec. Forecasting and social change, №13,1979 р 207
[2] Термин «доиндустриальный» я считаю не совсем точным, поскольку он предполагает развитие до индустриального, и меньшую эффективность по сравнению с последним. Но можно ли считать эффективным в долгосрочном плане хозяйство, которое за десятилетия расходует запас ресурсов, накапливавшийся миллионы лет, и не является стабильным и сбалансированным с окружающей средой.
[3] Одум Ю. Экология. – М: Мир, 1986.- т. 2, с 122-126.
[4] Rappaport R.A. The flow of energy in the agricultural society. Sci. Amer.,1971 224(3)? P 116-132.
[5] Точнее будет термин «неиндустриальный», но «доиндустриальный тип сельского хозяйства» – сложившийся и общеупотребимый термин.
[6] Одум Ю. Экология .- М: Мир, 1986.- т. 2, с 141
[7] Brown L,1980. Foods or fuel New competition for the word croplsnds. Washington, Worldwath paper№ 31, р 48