8.4. Энергетический кризис

Человечество обязано своим могуществом способности творчески мыслить и умению поставить себе на службу энергетический потенциал природы. Промышленная революция началась с того момента, как человек научился использовать энергию ископаемого топлива. Ее началом можно считать 1830-е годы - период строительства железных дорог в Англии. Примерно через 150 лет на смену промышленной пришла научно-техническая революция. Начался стремительный экономический рост, сопровождавшийся столь же быстрым ростом потребления энергии (рис. 8.12).

Современное энергопотребление человечества составляет около 10¹³ Вт/год и основано на невозобновимых запасах ископаемого топлива - каменного угля, нефти, газа. Оно примерно на порядок превышает доступную для использования человеком мощность возобновимых источников энергии - солнечную, ветровую, геотермальную, приливную, гидромощность рек, прирост древесины и др. (Горшков, 1980, 1990). За счет минерального топлива во всем мире вырабатывается около 95 % энергии. Поэтому энергетические проблемы человечества напрямую зависят от топливно-энергетического потенциала Земли. Несмотря на огромные запасы ископаемого топлива и энергосберегающие технологии, рано или поздно они будут исчерпаны. Однако, по оценке В. Г. Горшкова, надвигающийся энергетический кризис заключается, скорее, не в недостатке энергии, а в том, что растущий антропогенный вклад в энергетику биосферы грозит ее устойчивости.

Мощность чистой первичной продукции растений, получаемой за счет использования лучистой энергии Солнца, равна 1х10¹⁴ Вт в год. В естественных экосистемах первичная продукция в основном перерабатывается гетеротрофными организмами (часть органики захоранивается в осадочных горных породах), что обеспечивает замыкание биотического круговорота - необходимое условие устойчивого функционирования биосферы. В экосистемах суши около 90 % продукции растительности потребляется редуцентами - бактериями и грибами-сапрофагами; около 10 % продукции растительности потребляется червями, моллюсками и членистоногими. Все позвоночные животные, включая человека, потребляют не более 1 % продукции растительности (Уиттекер, 1980). При таком соотношении экосистемы устойчивы.

В современной биосфере в антропогенный канал, образуемый людьми и домашними животными, по расчетам В. Г. Горшкова поступает около 1,6 10 ¹³ Вт, т. е. около 25 % всей первичной продукции растений. Двадцатипятикратное увеличение потребляемой человечеством первичной продукции происходит уже не только благодаря энергии Солнца, но в основном за счет дополнительных источников энергии (рис. 8.13).

Чтобы обеспечить замкнутость биотического круговорота в природно-хозяйственных системах, для поддержания современного антропогенного потребления людям необходимо сконструировать аналог естественных экосистем с мощностью порядка 10¹⁵ Вт. Дополнительное энергопотребление в таких масштабах, считает В. Г. Горшков, даже при наличии неограниченных запасов источников энергии (типа термоядерной энергии) разрушит стабильность климата Земли.

Вопросы для самостоятельных занятий

1 Демографический взрыв и его последствия.

2. Проблема голода. Абсолютное и относительное сокращение пахотных угодий на душу населения.

3. Антропогенные факторы разрушения и загрязнения природных ландшафтов.

4. Тенденции изменения окружающей среды.

5. Соотношение мощности биосферы и антропогенного потребления энергии; в чем может проявиться угроза энергетического кризиса?