Зеленая революция

Углерод — краеугольный камень химической промышленности. Поэтому двуокись углерода представляет такой интерес в качестве сырья. Уже сегодня она в промышленных масштабах используется для синтеза основного химического сырья. Только на производство мочевины, необходимой для синтеза удобрений и искусственных смол, требуется 50 млн т [193]. Растворитель на основе CO₂ используется также при удалении кофеина из кофе. Более широкому применению пока мешает высокий расход энергии: в двуокиси углерода мало энергии, он неохотно вступает в химические реакции. Их можно проводить лишь при высоких температурах и под высоким давлением. Поэтому важно разрабатывать биохимические катализаторы и процессы, которые ускорят реакцию двуокиси углерода с другими веществами, что позволит понизить энергопотребление и затраты. Углекислый газ может служить исходным веществом для производства извести, соды, строительных материалов, широко распространенных химикатов, лекарственных препаратов, искусственных покрытий, пенопласта и упаковок, пригодных для компоста. При этом углекислый газ заменяет нефть и газ. Некоторые методы уже нашли широкое промышленное применение. Ученые Фрайбургского центра изучения материалов разработали метод, позволяющий при помощи синтеза водорода и двуокиси углерода получать чистый метан. Используя специальные катализаторы, можно повысить реактивность CO₂ и сократить энергопотребление. 10 % сегодняшнего объема выбросов углекислого газа в ФРГ могут удовлетворить годовую потребность страны в топливе [194].

Еще одна возможность — использование углекислого газа в качестве удобрений в теплицах. CO₂ необходим для роста растений: при помощи солнечного света и воды растения синтезируют из него молекулы сахара, являющиеся энергоносителями и стройматериалом. В плотно «населенных» теплицах концентрация CO₂ в воздухе часто бывает недостаточной. Его дополнительное количество ускорит рост растений, при условии что в их распоряжении будет достаточно света.

Интерес также вызывает возможность использования углекислого газа в качестве питательного вещества при выращивании водорослей. Таким образом можно получить до 100 т сухой субстанции на 1 га в год. При этом поглощается до 200 т CO₂ — почти в 20 раз больше, чем, например, при выращивании на той же площади рапса. Иными словами, водоросли — эффективные «переработчики» CO₂. Сегодня они уже используются как богатая протеином добавка к кормам, основное сырье в химической и фармацевтической отраслях, а также при производстве биотоплива. Компания по производству оборудования GEA разрабатывает метод, при котором CO₂ можно будет использовать в качестве исходного материала производственной цепочки. Сначала с помощью углекислого газа выращивают крупные партии водорослей. Дрожжевые клетки преобразуют содержащийся в субстрате водорослей сахар в алкоголь, затем алкоголь отделяют и перерабатывают в биотопливо. В дальнейшем дрожжевые клетки, как и водорослевая масса, могут быть использованы в качестве кормов или удобрений. По сути это практически безотходный производственный цикл. В настоящее время идет эксперимент в Испании, в ходе которого утилизуют выбросы CO₂ одного цементного завода. Окажется ли этот метод экономически рентабельным, зависит, во-первых, от стоимости конечного продукта и, во-вторых, от платы за выбросы CO₂. Чем она будет выше, тем выгоднее будут инвестиции во вторичную переработку углерода [195].

Как это часто бывает, на этом пути нас тоже подстерегает опасность, что новая, многообещающая технология будет использована для того, чтобы прикрыть старую, экологически вредную промышленность зеленым фиговым листком. Если энергетические концерны вроде RWE или Vattenfall устанавливают на угольных ТЭС экспериментальные хранилища, используя лишь мизерную часть выбросов углекислого газа для выращивания водорослей, это еще не есть экологическое преобразование угля в электричество. Вторичная переработка CO₂ может стать выходом для промышленных предприятий, которые пока еще нуждаются в ископаемых источниках энергии. В сочетании с ТЭС, работающими на биомассе, и биогазовыми установками вторичная переработка CO₂ способна даже несколько понизить уровень выбросов углекислого газа, но никак не может служить санкцией на строительство угольных ТЭС.

6. Будущее сельского хозяйства

Если вы ознакомитесь со стилистикой экспертизы Совета по биоэкономике, у вас исчезнут всякие романтические представления о крестьянском сельском хозяйстве и его единении с природой. Несмотря на упоминание многообразия мировых сельскохозяйственных структур и методов, сельское хозяйство последовательно трактуется здесь как агропромышленность, развивающаяся на строго научной основе. Речь идет о поставках максимального количества «биомассы», получаемой благодаря максимально эффективному хозяйствованию в области земледелия, растение- и животноводства и рассматриваемой исключительно как ресурс. Биологический мир считается просто-напросто средством для достижения цели: материя должна приносить максимальную пользу в сфере производства продовольствия, промышленности и энергоснабжения. Самоценность этого мира больше не имеет значения. Правда, в экспертизе вполне разумно говорится о большом потенциале экологического сельского хозяйства, в частности скотоводства, учитывающего особенности животных, но сути дела это не меняет: растения и животные — биомашины, производительность которых по всем правилам современной биотехнологии нужно повысить до предела. Все нацелено на высокие показатели: урожайность почв, растений, надои молока, мясопроизводство.

При современном аграрном хозяйствовании все выглядит логично, поскольку, по всем прогнозам, потребность в любого рода аграрной продукции будет только расти. А земли мало. Если разделить освоенные сельскохозяйственные площади на количество людей в мире, то в 1970 г. на пропитание одного человека приходилось 3800 м² земли. К 2005 г. эта цифра понизилась до 2500 м². А к 2050 г. она составит примерно 1800 м² [196]. Кажется, что решение тут может быть только одно: сельское хозяйство должно стать более продуктивным и неуклонно повышать урожайность. Логика, однако, не столь безупречна, какой кажется на первый взгляд. В мире производится достаточно продуктов питания, чтобы в будущем прокормить хоть 9 млрд человек. Сегодня на человека в день приходится примерно 4600 ккал. Однако около трети продуктов питания (а по некоторым оценкам, до половины) теряется в пути от поля до потребителя — продукты гниют на полях, портятся при транспортировке, выбрасываются на помойку. Примерно 800 ккал идут на корма. Какие последствия высокое потребление мяса имеет для снабжения мирового населения продуктами питания, можно увидеть на примере США. В силу высокой потребности в кормах 5 % населения Земли потребляет почти треть мирового урожая кукурузы и пятую часть урожая сои. Прибавьте сюда еще использование злаков при производстве биобензина. В итоге 80 % урожая кукурузы уходят в США на корма и производство агротоплива. И всего 11 % используется непосредственно как продукт питания [197]. В Германии только 28 % сельскохозяйственных площадей служат для производства продовольственных продуктов, 12 % используется для производства биоэнергии. Зато под корма отведено 57 %. Остальное попадает в графу «Прочее». Таким образом, сокращение потерь урожая и изменение наших пищевых привычек могут существенно улучшить продовольственную ситуацию в мире.

Из этого, однако, не следует, что положение в сельском хозяйстве не поддается улучшению. Во-первых, метод интенсивного сельского хозяйства, господствующий сегодня в США и Европе, не имеет будущего, во-вторых, мелкие крестьянские хозяйства в развивающихся странах не в силах удовлетворить растущие потребности растущего населения. Человек, который выбился из жестокой нищеты к скромному благосостоянию, не захочет довольствоваться миской риса или горсткой пшена. Питание становится более сытным и разнообразным, в рационе появляются мясо и рыба. Одновременно растет спрос на разного рода аграрное сырье: хлопок, растительные масла, крахмал, растительные волокна, древесину и т. д. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций, к 2050 г. производство продовольственных продуктов вырастет на 70 %. В цифрах позволительно усомниться, но все-таки, если хотя бы сократить потери урожая и выбрасывать меньше продуктов, эффективность сельского хозяйства повысится. Сегодня споры идут о методах достижения данной цели. И здесь тоже главный вопрос не в том, увеличится ли аграрная продукция, а о том, каким способом мы собираемся ее увеличивать.