Четыре всадника: истощение мировых ресурсов

CultureChange                                                                                                                             27 января 2010 г. 

 • Те, кто думает, что его спасут ‘сады победы’, плохо разбирается в арифметике.
• В настоящее время на планете слишком много людей, чтобы можно было рассчитывать на немеханизированное сельское хозяйство.
• Для того, чтобы покрыть мировые энергетические потребности с помощью солнечной энергии, нам потребуется машина, размером с Францию.  Производство и эксплуатация такого устройства потребует огромного количества углеводородов, металлов,  и других материалов – что практически нереализуемо.  Солнечная энергия, поэтому, не сможет решить энергетические проблемы мира.
• В атмосфере социального хаоса, у нефтяной промышленности очень мало шансов использовать  технологические достижения для добычи последних запасов нефти 

Современное индустриальное общество основано на  триаде:  углеводороды, металлы и электроэнергия.  Эти три важнейших ресурса сложным образом переплетены; каждый доступен при условии, что существуют два других. Электроэнергия, например,  может  вырабатываться в глобальном масштабе только с помощью углеводородов.  Та же зависимость от углеводородов есть у металлов;  в настоящее время наилучшие типы руды на исходе, в то время, как оставшиеся низкосортные могут быть переработаны только с помощью современных машин и требуют большего объема углеводородов для выплавки.  В свою очередь,  без металлов и электроэнергии нельзя будет добывать и перерабатывать углеводороды. Из трех составляющих триады, электроэнергия – наиболее чувствительна, и трудности ее получения может служить ранним предупреждением о сложностях, с которыми столкнутся две остальные составляющие [6, 7].

Часто взаимодействие между тремя составляющими не заметно на первый взгляд.  Для мирового производства стали, например, требуется ежегодно затрачивать 420 млн тонн кокса (получаемого из угля), а также других углеводородов, в сумме дающих еще 100 млн тонн [22].  Для поддержания индустриального общества нельзя приостановить производство стали:  нет других “зеленых” материалов для сооружения небоскребов, крупных мостов, автомобилей, машин, и инструментов. Взаимосвязь между ископаемым топливом, металлами и электроэнергией бесконечно разнообразна.  По мере истощения каждого элемента триады,  мы возвращаемся в гораздо более примитивное общество, чем то, к которому привыкли.

Закон восхождения и убывания нефтяной промышленности известен как кривая Хубберта*.  Задний склон горы отличается от ее переднего фронта. Вероятно, спуск будет все же круче из-за синэргетических факторов. По мере исчерпания нефти все больше денег придется вкладывать для получения труднодоступной и менее качественной нефти [10].  В свою очередь, по мере увеличения расходов на производство нефти, возникнут сложности с производством металлов и электроэнергии. Одна проблема будет осложнять другую.  Эту проблему можно описать очень просто:  когда производство нефти  составит 4,5 % экономики, последняя начнет крутой спуск [14].

Нас ожидает еще одна проблема после пика производства нефти. Когда отдельная страна, такая как США, оказывается без своей нефти, ее исчезновение можно скомпенсировать за счет импорта из других стран, поэтому спуск экономики может показаться не таким крутым.  Однако, когда нефть закончится на всей планете, нам неоткуда будет ее импортировать. Из космоса мы ее не получим [17].

Глобальная энергия на душу населения

Глобальное потребление энергии в 2005 г. составило 500 эксаджоулей (EJ), большая часть которой произведена за счет ископаемого топлива.  Это ежегодно потребляемое количество энергии также можно выразить в миллиардах баррелей нефтяного эквивалента [1, 6, 7, 9].  Более важно, однако,  для нашей жизни не потребление в абсолютном выражении, а потребление на душу населения,  которое достигло, по выражению Ричарда Дункана, “грубого плато”  в 1979 г. [Рисунок пропущен – прим. ВП]

    В период с 1990 по 2008 гг. использование электроэнергии в мире возросло на 70 %.[1].  Это означает, что на душу населения оно возросло на 41 %.  Поскольку глобальная энергия на душу населения не возросла в такой же степени, может наступить момент, когда недостаток [глобальной] энергии не позволит остановить распространение каскадных отключений [6, 7].
 
Ископаемое топливо

Вся мировая экономика основывается на нефти и других полезных ископаемых.  Они обеспечивают топливо, смазочные материалы, асфальт, краски, пластмассу, удобрения, и множество других продуктов. В 1850 г., до начала коммерческого производства, в земле находилось около  2 триллионов баррелей нефти.  К  2010 г. половина этой нефти уже исчерпана, т.е. остается еще около 1 триллиона.  В настоящий момент около 30 млрд баррелей нефти потребляется ежегодно, и это, вероятно, предел. К 2030 г., по прогнозам некоторых аналитиков, производство нефти упадет в два раза по сравнению  с нынешним [3]. [Примечание редактора: мы должны учесть негибкость нефтяной промышленности для поддержания добычи в случае наступления коллапса в экономике.]

Большие споры возникают в отношении “пикойла” – даты, когда годовая добыча нефти достигнет (или уже достигла) максимума  и начнет (или уже начала) снижаться. Точные цифры пока не получены, главным образом потому, что нефтяная промышленность не дает точных данных по оставшимся запасам.  В настоящее время многие исследователи согласны с тем, что пик добычи лежит где-то между  2000 и 2020 гг. Среди тех, кто принимал участие в спорах Кеннет Деффейес (Kenneth S. Deffeyes), Колин Кэмпбелл (Colin J. Campbell), Жан Лахеррер (Jean Laherrere),  Дэйл Пфайфер (Dale Allen Pfeiffer), и Мэтью Симмонс ( Matthew R. Simmons), и Ассоциация по изучению Пикойла [2, 3, 5, 18, 21].

Но поиск точной даты пикойла уже не так важен.  Для повседневной жизни гораздо важнее не пикойл в абсолютном смысле, а пикойл на душу населения. Пикойл на душу населения приходится на 1979 г., когда годовое потребление  на одного человека составило 5.5  баррелей нефти, в сравнении с  4.5  в  2007  году [1, 6, 7].  Эта дата пикойла (1979) совпадает с указанным раньше общим потреблением энергии на душу населения.

Уголь и природный газ также на исходе. Уголь останется некоторое время, после того, как закончится нефть, хотя ранее полученные данные о необозримых запасах угля в США оказались сильно завышенными [23]. Уголь чрезвычайно загрязняет атмосферу и не может использоваться для большинства видов транспорта. Природный газ также непросто транспортировать, и он не подходит для большинства оборудования.

Солнечная энергия

Площадь пустынь в мире насчитывает 36 млн кв. км, а солнечная энергия ежегодно на нее излучает 300 000 EJ; если взять типичный коэффициент преобразования энергии  11 %, мы получим 33 000 EJ [13].
Как указывалось выше, годовое глобальное потребление энергии в 2005 г. приблизительно составляло 500 EJ.  Для того, чтобы покрыть все существующие потребности в энергии с использованием солнечной энергии, нам потребуется установка (или эквивалентное число малых установок) размером of 500/33 000 x 36 млн  км2, что составит 550 000  км2 – т.е. машину, размером с Францию. Производство и обслуживание этой установки потребует огромного количества углеводородов, металлов и других материалов – т.е. процесс не реализуем.  Таким образом, солнечная энергия не сможет решить мировые энергетические проблемы.

Ресурсы, отличные от нефти

Истощение других минеральных ресурсов в мире  трудно определить, частично потому что переработка усложняет  оценку, частично потому что торговля имеет запутанный характер, и частично, потому что одни материалы могут заменяться другими.  Данные, полученные Американским геологическим институтом (US Geological Survey), указывают, что в США большинство минералов и других невозобновляемых ресурсов давно прошли свой пик производства [26]. Кроме нефти, сюда следует отнести бокситы (пик в  1943 г), медь (1998), железная руда (1951), магний (1966), фосфаты (1980), поташ (1967), редкоземельные металлы (1984), олово (1945), титан (1964), и цинк (1969). Истощение этих ресурсов быстро продолжается, несмотря на переработку.

В прошлом, железная руда представляла собой природный гематит (Fe2O3). На протяжении тысячелетий инструменты изготавливались путем плавления болотного железа, главным образом гетита, FeO(OH), залежи которого находятся в глиняных отложениях, не глубже одного метра. Современная добыча руды больше ориентирована на таконит – кремнезем, с менее чем 30-процентным содержанием магнетита и гематита [10].

Другими словами, железная руда, которую можно обрабатывать простейшим способом, становиться дефицитом; остаются лишь малопригодные и труднообрабатываемые виды вроде таконита. Выражусь еще яснее:  с железной рудой, добываемой в прошлом, человеческая раса могла выжить. С таконитом в пост-индустриальном мире она этого сделать не сможет.

Зерновые

Годовое производство пшеницы на душу населения достигло максимума в 1984 г. и составило 342 кг [8].  На протяжении многих лет производство опережало спрос, поэтому запасы могли некоторое время покрывать недостаток, но сейчас запасов хватит не более, чем на два месяца. Рост температур и истощение водных запасов ставят под угрозу урожаи пшеницы по всему миру, но самый большой удар наносит производство биотоплива, объемы которого которого увеличиваются на 20% в год.  В  2007 г., 88 млн тонн зерна, выращенного в США, т.е. четверть всего урожая, превращено в автомобильное топливо.

Вода

Объемы питьевой воды снижаются по всему миру. Согласно Глобальному отчету ООН по окружающей среде, “к  2025  г. около 1.8 млрд людей будут жить в странах  или регионах  без питьевой воды, а две трети населения будут испытывает ее дефицит; они окажутся за порогом, который необходим для земледелия,  промышленности, бытовых нужд, энергетики и окружающей среды. . . .” [25]

Пахотные земли

С “низкой технологией”, т.е. технологией, не использующей ископаемое топливо, урожаи значительно сократятся.  Урожай кукурузы (маиса) без ирригации и механизированного сельского хозяйства составит только 2 000 кг с гектара (10000 м2), т.е. третью часть  урожая, получаемого фермером с помощью современных машин и химических удобрений [19, 20].

Урожаи кукурузы представляют удобную основу для дальнейшего изучения проблем населения и производства продуктов питания.  В частности,  кукуруза – одна из наиболее полезных зерновых культур, поддерживающих жизнь людей;  коренное население Америки питалось кукурузой на протяжении тысячелетий.  Кукуруза дает большие урожаи и не требует специальной техники, более древние ее сорта нечувствительны к болезням, вредным насекомым или истощению почвы.

Взрослый человек, занятый тяжелым трудом (например, фермер), сжигает около 2 млн килокалорий (“калорий”) в год.  Энергетический эквивалент кукурузы, собираемой с одного гектара, равен 7 млн килокалорий.  Таким образом, грубо говоря, 1 гектар может прокормить только 3 – 4  человека.

Но даже эти цифры слишком идеальны.  Мы предположили, что люди будут придерживаться в основном вегетарианской диеты;  в противном случае им понадобится больше земли.  Нам также потребуются дополнительные земли, не занятые посевами, земли под восстановительные травы, «зеленый» навоз, земли, учитывающие неравномерное распределение и другие цели.  В глобальном масштабе более реалистичным отношением будет  2  человека на один гектар пахотной земли.**

Участок земли для среднего американского дома – около 900 м2, т.е. менее одной десятой гектара, на котором стоит еще и дом. Те, кто рассчитывают на то, что их спасут «сады победы»***, плохо представляют арифметику.

Во всем мире сейчас имеется 15 749 300 км2 пахотных земель [4].  Это  11 % всей суши.  Население в настоящее время насчитывает 6 900 000 000 человек.  Разделив количество населения на имеющуюся пахотную землю, мы видим, что  на один квадратный км приходится 438 человек, или 4 человека/гектар.  Менее трети из 200 стран, входят в эту пропорцию.  Другими словами, в настоящее время уже слишком много людей, чтобы ориентироваться на  немеханизированное сельское хозяйство.

Для Британии, например, отношение население/пахотные земли составляет немногим больше 10 человек на  гектар.  Что произойдет с остальными 8 людьми, которые  не вписываются в этот гектар?  Однако, у многих стран этот показатель еще хуже.

Население

Население мира увеличилось с  1.6  млрд в 1900 году до  2.5  млрд в 1950 г. и до 6.1 млрд в  2000 г.  В настоящее время (2010) оно приближается к 7 млрд.  Отмечалось, что без ископаемого топлива население должно уменьшиться до 2 – 3  млрд человек [27].  Приведенные выше данные о пахотных землях указывают на то, что исходя из одних только соображений производства продуктов питания, можно прокормить только половину живущих в настоящее время людей.

Еще один расчет будущего можно произвести, внимательно вглядевшись в кривую Хубберта. Резкий рост населения за последние сто лет и резкий рост производства нефти – не простое совпадение.  Именно нефть вызвала такой рост:  то есть, нефть стала главным источником энергии для индустриального общества.  Только благодаря нефти возможна большая плотность населения.  Благодаря индустриализации, развитому сельскому хозяйству, медицине,  расширению человечества на обе Америки, произошел первоначальный рост населения, однако впоследствии он был поддержан нефтью.  Поэтому кривая Хубберта отражает не только истощение нефти, но и рост и падение населения.

В этом случае расчет количества населения на основе нефти будет обратным расчету, основанном на пахотных землях (учитывая, что в индустриальном обществе объем производимых продуктов питания прямо пропорционален количеству добываемой нефти.)
 
Если заглянуть дальше в будущее и использовать отношение нефть/население, мы видим, что население должно уменьшиться. Но такое простое соотношение не учитывает сложности нашего мира.  Общее истощение ресурсов нанесет непоправимый ущерб всей социальной структуре и сведет на нет правительства, образование, и дифференциацию труда. В условиях социального хаоса, нефтяная промышленность просто не сможет использовать новейшие способы добычи и переработки последних галлонов нефти. Заметьте, что мы не учитываем всевозможные войны, эпидемии и другие причины разрушения социума.  Поэтому цифра  1 – 3  млрд человек кажется чрезмерно оптимистичной.

Взгляд в будущее

Сейчас много говорится глупостей по поводу подготовки к будущему.  Глобальный коллапс не должен восприниматься сквозь призму фантазий среднего класса. В настоящее время не существует  “городов перехода» («transition towns”)****, которые получали бы продукты питания, одежду и материалы без ископаемого топлива.  Пост-нефтяной мир будет намного мрачней, чем представляется большинству людей, и это потому что люди не хотят видят общей картины. Все современное общество держится на углеводородах.  Само понятие  “transition towns”  избегает масштабов стоящих перед нами проблем.

Но какой бы ни была политика “перехода”, совершенно ясно, что он не совершится в городах.  Те, кто будут жить внизу кривой Хуберта, смогут выжить только вдали от городских или загородних зон. Небольшие сельские сообщества всегда жили «на земле» и как-то обходились без ископаемого топлива, металлов, электроэнергии; напротив современные крупные населенные центры существуют за счет всех трех ресурсов.  Городские регионы будут испытывать наиболее тяжелые последствия после исчерпания каждого из указанных трех типов ресурсов.

Ввиду непопулярности политики планирования семьи [24], здесь можно только сказать, что природа сама будет решать эту проблему. Можно спорить, были ли Откровения Иоанна Богослова в отношении Четырех Всадников – войны, голода, болезней, и смерти – божественным откровением или предвидением коллапса, но именно они будут характеризовать будущую индустриальную цивилизацию.  Нельзя также и ожидать, что люди будут сохранять вежливые манеры: слишком много явных причин для развязывания гражданских войн – от финансовых до погодных, – а если обратиться к прошлому, мы видим, что за некоторой чертой, начинается мародерство и насилие.  Те, кто переживут индустриальное общество, должны держаться подальше от побоищ.

Успешный уход сообщества из урбанизированных зон, это также вопрос доступа к природным ресурсам.  Имея под рукой примитивные орудия труда, человек может поддержать себя только за счет достаточно большого участка земли. Пустота дикой природы на самом деле совсем не пустота для тех, кто будет собирать чернику или ловить рыбу. Эта дикость не  предназначена для роскоши или летнего отдыха. Эта жизненно важная пропорция между дикой природой и человеческим миром.
________________________________
*http://en.wikipedia.org/wiki/Hubbert_curve
** Для Украины, например, имеющей около 300 000 км 2 (30 х 106 га) пахотных земель                                                           (http://www.nationmaster.com/statistics), это будет означать, что, грубо говоря,  она может прокормить  60 млн человек. В настоящее время, население Украины около 46 млн чел. – Прим. ВП
*** Сады победы (Victory gardens), называемые также «садами войны»  фруктовые и овощные сады, которые жители США, Великобритании и Канады, разбивали в парках или около дома во время Первой и Второй мировой войн, чтобы противостоять нехватке продовольствия.
**** Города перехода (transition towns) – современная концепция (и движение) перестройки городов на экологических принципах (отказ от машин, выращивание продуктов около домов, на балконах и крышах, использование возобновляемых источников и т.п.).

Литература
1. BP Global Statistical Review of World Energy. Annual.
2. Campbell, Colin J. The Coming Oil Crisis. Brentwood, Essex: Multi-Science Publishing Company, 2004.
3. —– and Jean H. Laherr;re. “The End of Cheap Oil” Scientific American, March 1998.
4. Central Intelligence Agency. CIA World Factbook. Annual. US Government Printing Office.
5. Deffeyes, Kenneth S. Beyond Oil: The View from Hubbert’s Peak. New York: Hill and Wang, 2006.
6. Duncan, Richard C. “The Olduvai Theory: Energy, Population, and Industrial Civilization.” The Social Contract, Winter 2005-2006.
7. —–. “The Peak of World Oil Production and the Road to the Olduvai Gorge.” Geological Society of America, Summit 2000. Reno, Nevada, 13 November 13, 2000.
8. “Earth Policy Indicators.” 15 June 15 2006. Grain Harvest.
9. Energy Information Administration, U.S. Department of Energy. “World Consumption of Primary Energy by Energy Type and Selected Country Groups.” Annual.
10. Gever, John, et al. Beyond Oil: The Threat to Food and Fuel in the Coming Decades. 3rd ed. Boulder, Colorado: University Press of Colorado, 1991.
11. Harrabin, Roger. “UK ‘Could Face Blackouts by 2016.” BBC News, 11 September 2009.
12. Hirsch, Robert L. “The Inevitable Peaking of World Oil Production.” Bulletin 16.3, The Atlantic Council of the United States, October 2005.
13. Knies, Gerhard. “Global Energy and Climate Security through Solar Power from Deserts.” Trans-Mediterranean Renewable Energy Cooperation in co-operation with The Club of Rome. 2006.
14. Lardelli, Michael. “The Oil-Economy Connection.” Online Opinion, November 25, 2009.
15. Leopold, Jason. “Dark Days Ahead.” TruthOut, October 17, 2006.
16. North American Electric Reliability Council. Long-Term Reliability Assessment. Annual.
17. Orlov, Dmitry. “The Slope of Dysfunction” ClubOrlov, June 25, 2009.
18. Pfeiffer, Dale Allen. The End of the Oil Age. Napa, California: Lulu Enterprises, 2004.
19. Pimentel, David, and Carl W. Hall, eds. Food and Energy Resources. Orlando, Florida: Academic Press, 1984.
20. —– and Marcia H. Pimentel. Food, Energy, and Society. 3rd ed. Boca Raton, Florida: CRC Press, 2007.
21. Simmons, Matthew R. Twilight in the Desert: The Coming Saudi Oil Shock and the World Economy. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, 2006.
22. Smil, Vaclav. “The Iron Age & Coal-based Coke: A Neglected Case of Fossil-fuel Dependence” Master Resource, 17 September 2009.
23. Smith, Rebecca. “US Foresees a Thinner Cushion of Coal” Wall Street Journal. 8 June 2009.
24. Spiedel, J. Joseph, et al. “Making the Case for US International Family Planning Assistance” United States Agency for International Development.
25. United Nations Environment Program. Global Environment Outlook 4. 2007.
26. United States Geological Survey. “Historical Statistics for Mineral and Material Commodities in the United States” Data Series 140.
27. Youngquist, Walter. “Alternative Energy Sources” Oil Crisis, October 2000.
28. —–. Geodestinies: The Inevitable Control of Earth Resources over Nations and Individuals. 2nd ed. Portland, Oregon: National Book Company, Education Research Assoc., 2008.

Tags: вода, глобальное потребление, зерновые, ископаемое топливо, кривая Хубберта, металлы, минеральные ресурсы, пахотные земли, перенаселение, пикойл, сады победы, солнечная энергия, углеводороды, электроэнергия

 Распечатать запись    Отправить по E-mail