11 июня 2004

Виталий Болдарев, заслуженный энергетик России, к.т.н.

Бежит Заяц по лесу, с выпученными глазами. Сталкивается с Медведем. «Ты что, Косой, такой испуганный?». «Михаил Иванович, в лес комиссия приехала. И у кого пятая нога, они ее отрезают». «Так у тебя, ведь, четыре. Ты чего испугался?». «Они сначала — отрезают, а потом — считают».

По слухам, председатель комитета по экологии Государственной думы третьего созыва сначала подписал рекомендации комитета о ратификации Россией Киотского протокола, а потом рассказывал об отсутствии в России необходимой для этого законодательной базы. Взял и подписал, хотя при комитете существовал и Высший экологический совет, который должен был бы рассматривать такие решения предварительно.

Тем ни менее, отвечая на вопросы участников делового саммита АТЭС, президент Владимир Путин сказал, что руководству России будет трудно убедить российский парламент ратифицировать Киотский протокол, но «мы надеемся, что на России не сойдётся свет клином, и она не превратится в дойную корову, за счёт которой все будут решать свои вопросы».

Как известно, на прошедшей недавно в Москве Всемирной конференции по изменению климата здоровая часть российского общества дала достойный отпор беспрецедентному давлению «красно-зелёных» правительств Евросоюза на Россию с целью заставить её ратифицировать Киотский протокол. Хотя (цитирую известного писателя и журналиста) «атака на Россию началась по всем правилам военного искусства.

Сначала в разведку отправились всевозможные «экологические» организации. «Зелёные» не только провели ряд акций в Москве и других городах, но и проникли в крупные фирмы и правительственные учреждения». Действительно, «источник в кремлёвской администрации» сообщил РИА «Новости», что якобы «на уровень 1990 года по выбросам в атмосферу мы можем выйти лишь в 2023 году, исходя из нашего потенциала и проводимых преобразований». Далее эту идею на основе «семейного подряда» развивал на конференции член-корреспондент РАН В. И. Данилов-Данилян, именовавший себя «академи 2000 ком». Он возглавил заседания круглого стола под названием «Социальный форум».

По логике В. И. Данилова-Даниляна получалось, что, взяв на себя обязательства ограничить потребление собственных же энергоресурсов на органическом топливе уровнем 1990 года, Россия имеет шанс получить от Евросоюза инвестиции для развития той же энергетики на органическом топливе, но уже заплатив за это Евросоюзу ещё и дальнейшим снижением своих прав на потребление органического топлива. Эта странная логика называлась им «проекты совместного осуществления».

На конференции с докладом «Проблемы Киотского протокола для России с позиций стратегии устойчивого развития» выступил и автор этой статьи. С основными положениями моего доклада все могли бы ознакомиться ещё в 2001 году, когда в Москве в здании Российской академии наук проходил симпозиум «Экология, жизнь и здоровье россиян» и мною были представлены соответствующие публикации в «Промышленных ведомостях». Но г-н В.А.Грачёв тогда распорядился: «Убрать!», т.к. эти публикации, наверно, ему в чём-то мешали. Так о чём идёт речь сегодня, вкратце?

Начнём с определения глобального климата Земли. В общем случае климат зависит от трёх компонентов: потока солнечной радиации, падающего на Землю, источников тепла на планете и ее отражательной (излучательной) способности. Если поток солнечной энергии на Землю увеличивается и/или увеличивается мощность источников тепла на планете, а отражательная способность не меняется, то энергетический баланс восстанавливается за счёт увеличения температуры на поверхности планеты – «глобальное потепление» климата. Если увеличивается отражательная способность планеты, а поток солнечной радиации и мощность источников тепла на планете не меняются, то энергетический баланс восстанавливается за счёт уменьшения температуры на поверхности планеты – «глобальное похолодание».

При постоянстве потока солнечной радиации, поступающего на поверхность планеты, увеличение температуры поверхности планеты - «глобальное потепление» - может происходить по двум причинам.

Первая – это появление на поверхности планеты дополнительного источника тепла. Потепление может происходить или в результате перевода потенциальной химической энергии органического горючего и окислителя – атмосферного кислорода при их сжигании в тепловую энергию, или при выделении тепловой энергии в результате ядерных реакций. При появлении дополнительного источника тепла баланс энергии, поступающей на планету за счёт солнечной радиации и дополнительного источника тепла на поверхности планеты, с одной стороны, и тепловой энергии, излучаемой поверхностью планеты в космос, с другой, устанавливается вследствие роста температуры поверхности Земли.

Вторая причина заключается в том, что выделение тепла на поверхности планеты как за счёт химических, так и за счёт ядерных реакций приводит к уменьшению ее излучающей способности. Причем при химических реакциях за счёт увеличения «парникового эффекта» как в результате увеличения выбросов паров воды, так и углекислого газа.

Дело в том, что молекулы некоторых веществ обладают способностью пропускать коротковолновое излучение и поглощать длинноволновое (инфракрасное). Таким свойством обладают трёхатомные молекулы водяного пара, углекислого газа, некоторых других газов. Этот эффект получил название «парникового». Главным парниковым газом является водяной пар, относительное содержание которого в атмосфере составляет менее 0,3%. Следующий по значению парниковый газ – диоксид углерода с относительным содержанием порядка 0,03%. Относительное содержание остальных парниковых газов не превосходит 3x10-4%.

При ядерных реакциях увеличение «парникового эффекта» происходит только за счёт увеличения выбросов паров воды. Так как современная атомная электростанция из-за более низкого (почти вдвое) к.п.д. по сравнению с электростанцией на органическом топливе при получении одного и того же количества электроэнергии производит вдвое больше тепловой энергии и водяного пара, то снижение «глобального потепления» за счёт энергосбережения в обоих случаях примерно эквивалентно.

Конечно, обсуждаемое сейчас «глобальное потепление» вряд ли носит антропогенный характер. Например, результаты определения содержания углекислого газа в пузырьках воздуха во льдах Антарктиды Институтом ядерной физики РАН позволили оценить содержание углекислого газа в атмосфере Земли за последние 500 тыс. лет. Оказалось, что в результате природной вулканической деятельности и лесных пожаров за эти тысячелетия было выброшено в атмосферу Земли неизмеримо больше углекислого газа, чем произвела его цивилизация всего мира.

С другой стороны, результаты измерений возраста кораллов в разных местах планеты с помощью изотопных методов позволили проследить с большой точностью как изменялся уровень Мирового океана на планете за последние 100 тыс. лет. Выяснилось, что эти изменения и соответствовавшие им чередования глобальных похолоданий и потеплений происходили исключительно в зависимости от изменения положения Земли на гелиоцентрической орбите. Так что предположение о неизменности потока солнечной радиации, поступающего на поверхность планеты, неверно.

Замечу, изменить положение Земли на гелиоцентрической орбите с целью недопущения угрожающих изменений климата планеты, сегодня человечество не готово. Земной шар, весящий 6x1021 тонн, имеет 13 видов движений. Это вращение вокруг собственной оси с суточным периодом, обращение около Солнца с годовым периодом, конусообразное движение земной оси с периодом 26 тыс. лет (прецессия), конусообразное движение земной оси с периодом 18,6 года (нутация), и др.

Но есть и другие гипотезы обосновывающие глобальное изменение климата.

— это циклы самой солнечной активности. «Самая главная черта солнечной активности — многоритмичность. Основное энергетическое колебание на Солнце осуществляется за 200 млн. лет, затем следуют более короткие, но 11-летний цикл - самый известный и знаменитый из солнечных циклов. Рост солнечной активности увеличивает плотность потока энергии на Землю, усиливает атмосферную циркуляцию и циркуляцию в гидросфере, сглаживая тем самым температурные градиенты и климатическую обстановку на Земном шаре. В период слабой активности Солнца температурные контрасты растут, сильно остывшие полярные зоны распространяют холод в умеренные широты, климат на Земле становится холодным» (Ф. Ю.Зигель, «Вам, земляне!», издательство «Недра», 1976 г. стр. 103).

Согласно другой гипотезе на некоторой глубине вещество Земли перестаёт быть твёрдым и приобретает свойства очень густой, вязкой жидкости» (Ф. Ю. Зигель, стр. 43.). Представим себе теперь, что к идеализированной земной коре, отделённой от твёрдого земного шара указанной выше жидкостью, где нибудь между полюсом и экватором «прикрепили» огромную массивную гору. Что произойдёт с нашей земной корой? На этот вопрос, кажется, никто не может ответить лучше, чем ответил А. Эйнштейн:

«В полярном регионе происходит постоянное накопление льда, которое размещается вокруг полюса несимметрично. Вращение Земли действует на эти асимметричные массы, создавая центробежный момент, который передаётся жёсткой земной коре. Когда величина такого момента превосходит некоторое критическое значение, он вызывает перемещение земной коры относительно расположенной внутри твёрдой части тела Земли» (Г.Хэнкок «Следы богов», «Вече», 1999 г.).

Перемещение земной коры в этом случае обязательно приведёт к изменению отражательной способности планеты из–за неоднородности её поверхности и, как результат, к глобальному изменению климата. «Известно, что климат отдалённого прошлого сильно отличался от современных климатических условий Земли. Когда-то Гренландия, Шпицберген и даже Антарктида были жаркими странами с богатым растительным и животным миром. И наоборот, в нынешних экваториальных областях господствовали условия, близкие к тем, которые сегодня характерны для околополярных районов» (Ф. Ю. Зигель, стр. 95).

А. Вотяков, математик, автор книги «Теоретическая география или О грядущей катастрофе», в 1999 году писал: «Гренландия с каждым годом всё серьёзнее заявляет о своём намерении отправиться к экватору. Свыше 80% её территории занят 2000 о покровным ледником мощностью 3400 м. Объём льда- 2,6 млн. км3. Вес льда-2600 трлн. тонн. Центр тяжести находится на 45о западной долготы и на 70о северной широты. Антарктида имеет свыше 99% территории покрытой льдом. Средняя мощность-1720 м, наибольшая – свыше 4500 м. Объём льда — 24-30 млн. км3. Вес льда-24310 трлн. тонн. Центр тяжести находится на 80о восточной долготы и на 85о южной широты» То есть лёд Антарктиды стремится повернуть земную кору (литосферу) в том же направлении, что и лёд Гренландии. Когда же центробежный момент достигнет критического (по А. Эйнштейну) значения и преодолеет силу вязкости жидкой подушки земной коры, полюса переместятся в сторону экватора! Неизвестно когда это может произойти, но лучше воздержаться от сверхмощных ядерных взрывов на полигоне острова Новая Земля, который... оказался почти в плоскости этого центробежного момента вращения». Гипотеза периодического перемещения земной коры (весящей, кстати, 2x1019 тонн, т.е. всего 0,33% веса Земли) вокруг твёрдого ядра Земли была сформулирована американцем Чарльзом Хэпгудом ещё в 1953 году. Она объясняла, почему лёд и снег полярных шапок периодически тают, реки и болота тропиков замерзают вместе со всем живущим и произрастающим, моря и океаны выходят из своих берегов, смывая всё во всемирном потопе, что попадается на пути. «Наилучшая теория, объясняющая ледниковый период в прошлом, это та, которая говорит: потому что в этом месте тогда был полюс! Таким образом, легко объяснить наличие в прошлом оледенения в Индии и Африке, хотя в наше время эти места находятся в тропиках. Таким же образом можно объяснить происхождение любого оледенения континентального масштаба» - говорит Чарльз Хэпгуд. Российские учёные обнаружили, что «вечная» мерзлота Якутии хранит в себе слои теплолюбивых растений, перемежающиеся слоями остатков растительности, соответствующей сегодняшнему холодному климату. В 1977 году золотобытчик Логачёв обнаружил труп мамонтёнка у ручья Дима. Мамонтёнок погиб не от голода, а от мороза - он оказался вмороженным в линзу льда практически мгновенно. Исследователи определили возраст слоёв теплолюбивых растений и мамонтёнка радиоуглеродным методом. Получилось, что 380, 269 и 83 века назад в северной Якутии, на берегу Северного Ледовитого океана, росли теплолюбивые растения и паслись мамонты. По мнению сторонников этой теории, полный цикл движения земной коры «полюс – экватор - полюс» 170 –180 веков. Этот цикл также можно рассматривать как один из циклов глобального изменения климата. Во времена Якутских «оттепелей» на юге Франции было очень холодно и Южный полюс находился тогда в Западной Африке (не в Габоне ли, где в природном уране осталось всего 0,4% изотопа U–235 после ядерной «катастрофы»?).

Известный английский учёный-астрофизик Ф.Хойл в своей книге «Лёд», вышедшей в 1981 году, утверждает: «Отпущенное нам время «безлёдной» жизни кончилось! Уже должен наступить следующий ледниковый период. Следующая ледниковая эпоха неизбежна, а не просто вероятна. Заполнение глубоководных бассейнов Мирового океана холодными водами стало причиной периодических оледенений нашей планеты». По мнению Ф. Хойла, холодные воды Мирового океана, воздействуя на водяной пар атмосферы, приводят к скачкообразному изменению отражательной способности планеты Земля. Расчёты других авторов показывают, что, если бы Земля покрылась снегом и льдом и температура на её поверхности упала бы до 9000С ниже нуля, то уже ничто не смогло бы вывести её из этого состояния, которое климатологи называют состоянием «белой Земли». (К. С. Лосев, Климат: вчера, сегодня... и завтра?, Гидрометеоиздат, 1985 год). Поэтому нужно, говорит Ф. Хойл, «прогреть океан до такого состояния, в каком он пребывал несколько десятков миллионов лет тому назад. Тогда ничто не сможет разрушить ровный климат Земли». В книге «Зима нашей планеты» (М., 1982) английские и канадские учёные говорят, что «за последние 2 млн. лет насчитывается до 17 различных оледенений» и что мы живём сейчас в эпоху последнего межледниковья, так как «впредь климат будет постепенно ухудшаться вплоть до очередного развития ледникового покрова на Земле».

Сейчас много говорят о «водородной энергетике», которая позволит уменьшить антропогенное влияние на «парниковый эффект», хотя при этом, естественно, отсутствуют научные доказательства происходящего глобального изменения климата как результата антропогенного воздействия. По данным многих учёных, из 33,2оС повышения температуры в приземном слое атмосферы, которые даёт «парниковый эффект», только 7,2оС обусловлено действием углекислого газа, а 26оС – парами воды. Также известно, что при сжигании углеводородного, (и тем более водородного «горючего» окислитель — атмосферный кислород расходуется не только на образование углекислого газа, но и паров воды, создающих дополнительный «парниковый эффект» в приземном слое атмосферы. То есть, даже с позиций сторонников антропогенного происхождения глобального потепления, рассматривать и квотировать следует не антропогенные выбросы углекислого газа, а антропогенное потребление атмосферного кислорода. При этом, естественно, в «парниковом эффекте» будут учтены выбросы и углекислого газа и водяного пара.

Так что «водородная энергетика» сама по себе не решает проблему снижения глобального «парникового эффекта», а только ставит вопрос: какой ценой осуществляется производство самого водорода и на сколько при этом уменьшается «парниковый эффект». Определяющим фактором явится энергия с помощью которой производится водород.

Если рассматривать энергетику на органическом «горючем» то потребление атмосферного — кислорода может осуществляться без нарушения устойчивого существования окружающей среды только при его восстановлении в результате фотосинтеза флорой региона. Практически во всех развитых странах эта возможность уже исчерпана. Поэтому весьма непонятным представляется выступление министра энергетики США Спенсера Абрахама в Американской академии в Берлине в сентябре 2003 года, в котором он особое внимание уделил проекту Future Gen – прототипу угольной электростанции стоимостью 1 млрд. долл. В этом проекте CO2 будет улавливаться и складироваться, а уголь в «коммерческом масштабе» превращаться в водород для дальнейшего использования при производстве электроэнергии в топливных элементах или турбинах. Однако если водород и кислород будут производиться на этой электростанции в результате электролиза воды, а атмосферный кислород потребляться для сжигания угля, то при существующих уже сегодня условиях атмосферного природопользования в США флора этой страны не сможет его восстанавливать. Тем самым предлагаемый способ массового замещения традиционной энергетики на органическом топливе «водородной энергетикой» не сможет обеспечить сохранение устойчивого существования окружающей среды.

«Возобновляемая энергетика» — ветровая, а также гелиотермическая и фотоэлектрическая, использующие в качестве первичной энергии солнечную энергию, доказали свою экономическую бесперспективность для удовлетворения массового спроса на электроэнергию, а тем более они бесперспективны для массового производства водорода.

Экономическая перспективность гравитационной энергетики (энергии приливов и отливов) и геотермальной для удовлетворения мирового роста массового спроса на электроэнергию также вызывает сомнения. Хотя при этом надо заметить, что в Исландии рассматривается проект электролизного производства водорода за счёт дешёвой электроэнергии электростанций на горячих гейзерах.

Испытанные технологии ядерной энергетики способны производить огромные количества электроэнергии. Хотя при этом всё ещё нужно преодолевать страх общества перед катастрофами и продолжать поиск методов безопасной ликвидации радиоактивных отходов. Производимые атомной энергетикой из воды водород и кислород после их использования должны возвращаться в природный цикл циркуляции воды. При этом тепло, выработанное в активных зонах реакторов, для его отвода потребует специальных мер (если оно действительно будет оказывать влияние на глобальный климат). В частности, при массовом замещении органического топлива водородным потребуется переход на «сухие градирни» для отвода «сбросного» тепла от АЭС.

Предложены е 2000 ще два, «нестандартных» подхода к промышленному производству водородного «горючего».

Группа ученых из Duquesne University (США) получила на основе диоксида титана, обогащённого углеродом, катализатор, который поглощает фотоны солнечных лучей и раскалывает молекулы воды с выделением газообразного водорода. Преимущество катализатора — он стабилен при продолжительном контакте с солнечным светом и, кроме того, достаточно дёшев. Катализатор преобразует 8,5% солнечного света (ультрафиолетовую, фиолетовую, голубую и зелёную часть видимого спектра) в водород. Однако, до промышленного внедрения фотохимического разложения воды на водород и кислород ещё достаточно далеко. Аналогичными проблемами в России занимается Институт химической физики РАН.

По мнению геологов в области так называемого Байкальского рифтогенеза (Тункинская впадина), где земная кора тоньше, кремний—магний—железистые слои, насыщенные водородом, залегают на глубинах всего 4—6 км. На этой глубине электромагнитное зондирование выявило огромную зону с аномально высокой проводимостью. Поэтому предлагалось осуществить здесь глубокое бурение с целью проверить наличие экологически чистого энергоресурса для получения газообразного водорода (подробно см. в этом номере «ПВ» статью «Водородное горючее из вулканической преисподней»). По мнению доктора геолого-минералогических наук В. Н. Ларина срединные океанские хребты активно «газят» водородом, в Исландии водород в некоторых местах вырывается из-под земли просто со свистом, ещё одна из зон близкого залегания слоёв металлогидратов — в Израиле, другая — штат Невада США. То есть, по мнению геологов, в атмосферу Земли непрерывно выделяется огромное количество газообразного водорода без всякого антропогенного вмешательства. Поэтому роль транспортных потерь при промышленном производстве и использовании водорода нуждается в сопоставлении с его природным выделением и оценке воздействия на озоновый слой Земли. Если антропогенное воздействие окажется мало ощутимым по сравнению с природным выделением водорода, то можно с уверенностью утверждать, что массовая «водородная энергетика» на базе атомных станций сегодня является единственным технически реализуемым и экологически приемлемым способом ее воплощения.

Так что если высокоразвитым странам Евросоюза очень хочется бороться со своим антропогенным воздействием на глобальное потепление, им следует увеличить излучающую способность поверхности планеты Земля на своих территориях. Для этого нужно, например, проводить периодическую окраску бело-серебристой несмывающейся краской всех своих асфальтовых покрытий. Предлагаемое мероприятие значительно эффективнее, чем снижение антропогенных выбросов углекислого газа по программе Киотского протокола, а самое главное не требует ежегодных триллионных затрат. Не верите? Можете сами посчитать! Но эти расчеты уже сделаны в Автономном университете Мехико Нормой Сантильян.

Как известно, 1—4 июня 2004 года в Бонне состоится Международная конференция по возобновляемой энергетике. Инициатива ее проведения принадлежит канцлеру Германии Герхарду Шредеру и была проявлена им на Всемирном саммите по устойчивому развитию в Йоханнесбурге в 2002 году. На первом совещании Международного руководящего комитета этой конференции решено, что она должна носить больше политический характер, нежели технологический. Для этого определенные международные экологические общественные круги с целью, как они говорят, «создания эффективных рамок для развития возобновляемых источников» ставят задачи добиться от правительств всех государств обязательств по устранению субсидий в ископаемое топливо и атомную энергетику, а от международных финансовых учреждений, в частности Всемирного банка, обязательств провести соответствующую реструктуризацию своих энергетических программ.

Можно предположить, что в ближайший период под флагом борьбы за экологическую безопасность в Российской Федерации будут организовываться массовые поездки вновь избранных депутатов за рубеж. Хотелось бы надеяться, что за деньги налогоплательщиков истории, аналогичной истории с Киотским протоколом, не повторится.

Однако, история с Киотским протоколом не закончилась. Международная организация стандартизации (ISO) в настоящее время разрабатывает стандарт серии ISO 14000. Рабочая группа 5 (РГ5) Технического комитета 207 (управление охраной окружающей среды) летом 2002 года приступила к разработке стандарта по «учёту» парниковых газов, в первую очередь углекислого. Да, при устойчивом развитии техногенные выбросы углекислого газа не должны (как минимум) превышать возможность его поглощения флорой соответствующего региона. Это положение следует из требования сохранения способности природных систем к саморегуляции как необходимого условия существования человечества.

Но разумной альтернативой Киотскому протоколу, использующей его механизмы в части атмосферного природопользования для обеспечения устойчивого развития, является установление контроля за антропогенным потреблением атмосферного кислорода, которое не должно (как минимум) превышать возможности природного его воспроизводства флорой страны. Поэтому международное сообщество должно потребовать, чтобы при разработке стандарта серии ISO 14 000 был предусмотрен учёт антропогенного потребления атмосферного кислорода, а не антропогенных выбросов углекислого газа.

Первая

Возврат к списку новостей