Зеленая революция

В широком смысле переход к биоэкономике означает использование человеком природного потенциала и одновременно его сохранение. Технология становится экодизайном, «технологическим использованием природных систем» [144]. Эти слова отсылают к революционным трудам Фредерика Фестера по «биокибернетике» [145]. Фестер был и остается одним из крупнейших специалистов по экономике окружающей среды, хотя сегодня его голоса почти не слышно; вообще, концепцию совместного производства с природой вытесняет чисто количественный подход. Если во главу угла ставить вопрос роста, экологическая проблема сводится к банальному количеству: только сокращение производства и потребления может стабилизировать экосистему. При этом упускают из виду важнейшее обстоятельство, а именно то, что решающим является не количество, а качество производственных процессов и продукции. Для теории экосистемы важны не отдельные технологические инновации, а внедрение принципов биологической эволюции в промышленность: развитие симбиотических систем, каскадные схемы потребления энергии и материалов, безотходное производство. Наиболее полно они реализуются сегодня на комплексных химических комбинатах. Еще один пример слияния отдельных элементов в комплексную систему дает новая энергетическая отрасль, которая обретает очертания на наших глазах: она объединяет сотни тысяч солнечных батарей, ветрогенераторов, блочных тепловых электростанций, электромобилей, аккумулирующих электростанций и т. д. в общегерманскую, а затем и в общеевропейскую сеть, гарантирующую стабильность и доступность.

«Биоэкономика охватывает все сегменты производства, переработки и использования биологических ресурсов», — говорится в экспертизе «Инновационная биоэкономика» немецкого Совета по биоэкономике 2010 г. [146] Это определение несколько сужает понятие биосистемы, видя в ней лишь «ресурс» биомассы. Думается, такой подход не случаен. Совет интересует прежде всего индустрия. А для нее природа по-прежнему склад сырья. То, что сейчас все больше внимания уделяется «биологическим ресурсам», т. е. животным, растениям, микроорганизмам, радикально не меняет инструментального отношения к природе. Я ничего не имею против разработки новой продукции и производственных способов на основе биологических веществ и процессов. За ними будущее. Но устойчивым можно назвать лишь такой производственный способ, который рассматривает человека и природу как одну живую систему, где все взаимосвязано. Его отправной точкой должно стать сохранение биологического многообразия. Это касается всего богатства растительного и животного мира, ведь взаимодействием их отдельных сегментов и объясняется удивительная производительность природы. Более широкое понимание биоэкономики подразумевает использование человеком биосистем и одновременно их сохранение. Классический пример такого рода синергии — экологическое сельское хозяйство. Основой бионики, т. е. перевода биологических процессов и структур на язык новых технологий и продукции, является обучение у природы. Ниже мы поговорим об этом подробнее.

Согласно определению Совета по биоэкономике, «опорой биоэкономики является тысячелетний опыт в разведении полезных растений, лесоведении, приручении диких животных, а также простые биотехнологические преобразования веществ. Фотосинтез, при помощи которого растения преобразуют в биомассу, в том числе углекислый газ, создает основу жизни на Земле. Образуемая при этом биомасса — первичная сырьевая основа биоэкономики». В числе ее главных субъектов — сельское хозяйство, лесоводство и рыболовство, поставляющие животные и растительные продукты, а на стороне пользователя — энергетическая, продовольственная, фармацевтическая, химическая и текстильная отрасли. В долгосрочной перспективе — смена источника ресурсов индустриального общества с ископаемого на источник на биологической основе. Биохимическая продукция сегодня составляет около 5 % мирового оборота химической отрасли, тенденция на повышение. Классический пример биохимической продукции — аминокислоты и антибиотики. В последнее время массовый рынок завоевывают и такие ставшие уже привычными продукты, как полиэтилен на основе сахарного тростника или кукурузы. Утверждается, что к 2025 г. химическая промышленность сможет заменить нефть биомассой на 25–30 %.

Центральную роль в дальнейшем развитии биоэкономики играет эффективность ресурсопотребления. Ключевое понятие здесь — синергия. Из отходов сельского хозяйства и лесоводства, продовольственной отрасли, маслобойных заводов и пивоварен можно производить высококачественные биопродукты: химические вещества, продовольственные продукты, корма, вещества, необходимые в производстве лекарств и косметики, волокнистые продукты, а также топливо и горючее. В качестве примера можно привести антибактериальный биополимер хитозан, изготовляемый из панцирей креветок и других ракообразных. Хитозан используют при консервировании продуктов питания и производстве косметики, лекарственного сырья, бумаги, кормов. Следующий шаг в этом направлении — комплексные бионефтеперерабатывающие заводы, где, используя солому, остатки древесины, траву, люцерну и клевер, можно производить целый ряд базисных химикатов, топлива и горючего. Принцип одновременного производства на одной технологической линии двух и более продуктов позволит полностью утилизировать все, что содержится в органических веществах [147]. Проблема в том, что для использования содержащихся в растительной биомассе углеводов ее нужно расщепить при помощи специальных биокатализаторов, при этом необходимо выделить из клеточной оболочки лигноцеллюлозу и разложить ее на составляющие — содержащийся в древесине лигнин, целлюлозу и гемицеллюлозу. Если лигнин можно переработать в древесные гранулы, то сепарированную смесь сахаров при помощи ферментов преобразуют в химическое сырье. Соответствующее экспериментальное оборудование уже введено в действие. Так, специальное химическое предприятие SüdChemie в баварском Штраубинге использует биореактор для производства целлюлозного этанола на основе пшеничной соломы. Из 4500 т соломы в год производится 1000 т этанола [148].

Дефицит земли

Рост конвенциональной биоэкономики имеет пределы, поскольку, как говорится в исследовании Совета по биоэкономике, «доступная биомасса в обозримом будущем станет лимитирующим фактором». Только для того, чтобы покрыть растущую потребность в продуктах питания и кормах, в ближайшее время потребуется значительно повысить урожаи. Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций в 2006 г. прогнозировала, что мировое производство зерновых к 2050 г. должно увеличиться на 70 %, и это в усложняющихся климатических условиях. Подобные подсчеты, составителей которых интересует исключительно рост сельскохозяйственной продукции, упускают, однако, из виду возможность сокращения потерь продовольственных продуктов на пути от поля к потребителю. Также исходят из современных потребительских привычек, прежде всего растущего потребления мяса, что в свою очередь повышает производство кормов.

И все же нет разумных оснований сомневаться в том, что спрос на всевозможные продовольственные товары значительно вырастет. Поэтому объем аграрного сырья в промышленности и энергетике будет во многом зависеть от производительности сельского хозяйства. Ее необходимо повышать на всех ступенях агросистемы — от выведения более урожайных, погодоустойчивых сортов до обработки почв, методов сева, орошения, жатвы, хранения и переработки. В любом случае, если мы хотим постепенно заменить ископаемые ресурсы сельскохозяйственным сырьем, необходимо «повышать производство устойчивой биомассы». Здесь-то и зарыта собака. Многих отрезвила недавняя мода на биобензин, которая показала, что устойчивость агросырья в основном зависит от двух факторов: во-первых, из-за нее не должно понижаться производство продовольственных продуктов, а во-вторых, ее фундаментом должно служить бережное отношение к природе.