Поширенням странённие помилки в публікаціях ЗМІ та навчальній літературі з природоохоронної проблематики.
• «Промислове виробництво має бути безот-вихідним».
Почнемо з досить відомого і очевидного утвержде-ня: повністю безвідходна промисловість не існує. Дійсно, якщо подивитися, скільки коштує усунення забруднень і відходів в будь-якому виробничому процесі, то легко переконатися, що повне очищення потребують нескінченно великих витрат. Це справедливо не тіль-ко для хімічної промисловості, а й для всіх інших галузей. Не треба забувати про те, що крім речових забруднень (дим, леткі сполуки, рідкі та тверді від-ходи) промислове виробництво забруднює середовище проживання скидаються теплом - теплову енергію відповідно до другого закону термодинаміки можна пів-ністю перетворити в роботу. Крім того, більшість виробничих процесів супроводжується звуковим і електромагніт-ним забрудненням атмосфери.
Масштаб техногенної діяльності чоло-століття в останні десятиліття став порівняємо з масштабом геологічних процесів. Значить, для реалізації вимоги безвідходності промисловості необхідно ні мно-го ні мало зв'язати воєдино всі виробниц недержавні процеси на Землі, замкнути їх в одну гігантську матеріально-енергетичну систему. В принципі це можливо, але рі-ня такого завдання виявиться під силу тільки нашим далеким нащадкам. А сьогодні треба прагнути до реалізації маловідходних про-промислових виробництв.
• «Необхідно переходити кбезотход-ному сільському господарству».
Екологічно чисте великомасштабне сільськогосподарське виробництво також неможливо. Важливо відзначити, що для преодо-лення продовольчої кризи (сьогодні повноцінно харчуються тільки 20% населення планети, а приблизно 20% просто голодують) необхідно повсюдне введення в прак-тику методів інтенсивного землеробства, яке забезпечувало б врожаї зернових культур на рівні 100 ц / га . Такі врожаї мож-ли лише при використанні мінеральні-них добрив і синтетичних засобів за-щити рослин - продуктів промислового виробництва, а також гігантського парку сель-скохозяйственних техніки. Оцінки покази-ють, що обсяг виробництва азотних і фос-Форн добрив повинен становити близько 1 млрд. Тонн на рік. Отже, необхід-мо значно нарощувати потужності хі-чеський промисловості, яка принципи-ально не може бути екологічно чистою. При зазначених обсягах виробництва саме сільське господарство стає, по суті, галуззю промисловості.
Зрозуміло, що в умовах інтенсивного сільського господарства великий потік відходів жи-тваринництва і рослинництва. Відзначимо також, що метан, що виділяється в місцях розведення великої рогатої худоби, вже ті-перь вносить помітний вклад у парниковий ефект.
• «Поновлювані джерела енергії є екологічно чистими».
Якщо міркування з приводу двох попе-щих тез не викликають протесту, то твердження про те, що не можна отримати екологічн-скі чисту енергію, для багатьох виявляється несподіваним. Тим не менш, це дійсно відс-но так. Все, звичайно, згодні з тим, що ис-користування енергії горючих копалин пов'язане з інтенсивним забрудненням при-рідного середовища. Кам'яне вугілля - екологічн-скі брудне паливо, нафта кілька чистіше, але теж при згорянні дає безліч непри-ятних продуктів, ще чистіше природний газ, але і він не без гріха. Але якими забруднення-нями загрожує використання сонячної енергії, енергії вітру, морських припливів або земних надр?
Розглядаючи поновлювані джерела енергії, слід почати з гідроенергетики. Сьогодні частка електроенергії, що генерується гідроелектростанціями, становить близько 10% від всієї видобутої людством енер-гии. Розвиток цього виду енергетики стримай-ють не тільки дорожнеча будівництва ГЕС, скільки несприятливі екологічні наслідки цього. Будівництво великих гідростанцій на рівнинних річках призвело до виникнення величезних мілководних водоймищ. Виявилися затопленими величезні простори сельскохозяйствен-них угідь, сіножатей лугів, лісів. Сильно сповільнилося протягом води, вона прогрілася і зацвіла. Майже припинилася міграція прохідних риб. Всі ці сумні наслідки можна бачити на прикладі Волги, гідроенер-гетіческіе ресурси якої практично ис-черпати. Велика ріка стала ланцюгом слабопро-точних водосховищ.
Трохи краща ситуація з зведена-ням ГЕС в горах. Тут площа дзеркала по-дохраніліщ менше, глибина більше, але віз-дію великої маси води на тектоніку прилеглих гірських масивів непредска-зуемое. До того ж ці водойми досить б-б міліють через інтенсивне накопичення донних опадів.
Перш ніж розглядати нетрадиційних-ні джерела енергії, візьмемо до уваги дуже важливу обставину: нас цікавить можливість використання енергії Сонця, вітру, припливів і т. П. В великих масштабах, ми намагаємося оцінити перспективи заміни традиційних енергоносіїв - в першу чергу нафти - в зв'язку з їх майбутнім ис-черпанням. Якщо в наші дні сумарна частка альтернативних енергоносіїв в світовому виробництві енергії становить близько 1%, то в найближчому майбутньому можна очікувати ситуації, коли приблизно чверть всієї ви-ється енергії буде виходити за рахунок поновлюваних джерел. Отже, ми хочемо з'ясувати екологічні наслідки розширеного застосування нетрадиційних видів енергії.
Енергія вітру. Зрозуміло, що одна Вітроелектроустановка нешкідлива. Але як толь-ко ми захочемо за допомогою енергії вітру виробити, скажімо, 20% необхідної на-шей країні електроенергії (це приблизно 1 трлн. КВт • год), виявиться, що для будівельник-ства вітроелектростанцій будуть потрібні весь-ма значні площі землі; для виго-лення десятків тисяч вітряків доведеться організувати нову галузь промисло-вості (а будь-яке виробництво пов'язане з екологічними проблемами). Доведеться різко збільшити випуск алюмінію або сте-клопластіка, а це вельми брудні виробниц-ства. Будуть проблеми і при експлуатації вітроустановок: вітряк потужністю 250 кВт створює шум силою 50-80 дБ; вітряні колё-са генерують небезпечні інфразвукові ко-лебанія і створюють перешкоди прийому телеви-Зіон передач.
Але, мабуть, головна неприємність полягає в тому, що через великомасштабного використання енергії вітру він буде рас-сеіваться і слабшати, зміниться роза ве-тров, і, отже, порушаться кліматичну рівновагу, перенесення вологи і тепла.
Зауважу, що ці міркування не можна вва-тать умоглядними. Відомо, що до деяких законів-яких країнах Західної Європи уряди, бажаючи зменшити залежність економіки від поставок нафти і газу, приймають рішення про збільшення частки вітроенергії в паливно-енергетичному балансі. Так відбувається, зокрема, в Данії. Однак датська влада натрапили на опір «зелених»: справа в тому, що будувати п'ятсот вітроустановок планувалося на морському мілководді - вільних територій в Данії немає. А ця акваторія - місце традиційного проживання птахів. Крім того, «зелені» посилаються на нестерпний шум і перешкоди для поширеною-ня радіохвиль.
Енергія сонця. Різні схеми пре-освіти сонячної енергії в електрич-ний або теплову також пов'язані зі значним впливом на природу (на-пам'ятаю, що мова йде про широкомасштабний виробництві). Для будівництва сонячних станцій буде потрібно відчуження величезних площ, набагато більших, ніж для ті-плов електростанцій тієї ж потужності. Але проблема не тільки в цьому. Будь-який спосіб перетворення сонячної енергії відрізняючи-ється високою матеріаломісткістю, причому для виготовлення обладнання потрібно або вже згаданий екологічно небезпечний у виробництві алюміній (вежі, баки, кон-струкції світловідбивачів), або ще більш небезпечний кремній (матеріал для сонячних батарей). Так, технологія виробництва високочистого кремнію включає стадії його відновлення магнієм з діоксиду кремнію і подальший синтез через трихлорсилану. Ці та інші способи отримання кремнію «сонячної» чистоти при великотоннажному виробництві серйозно забруднять навколишнього-нє середовище. Ще більшу екологічну небезпеку становить виробництво арсеніду галію, який може прийти на зміну кремнію.
Як і вітроенергетика, сонячна енер-Гетика несе в собі непереборну небезпеку. Вона полягає в тому, що при відборі сол-кінцевого тепла відбуватиметься локальне похолодання, пропорційне кількості перетвореної сонячної енергії. Цим ефектом цілком можна знехтувати при будівництві малопотужних пристроїв. Але при проектуванні великих сонячних станцій, які повинні вносити помітний внесок в енергетичний баланс країни і за-розуміти сотні квадратних кілометрів, не враховувати цього не можна. Як зазначив академік П. Л. Капіца, застосування фотоперетворювачів з високим ККД (лише такі вигідні економічно) може привести до зниження температури, через якого почнеться конденсація водяної пари в атмосфері і, відповідно, припинять роботу фотоприймачі. Якщо обмежити ККД 15% (рівень промінь-ших сучасних перетворювачів), то мряка не буде з'являтися, але тоді під солнсчниестанціі доведеться відчужувати ще більш гігантські території. Можна припустити, що клімат на цих територіях стане прохолодніше.
Тепло Землі. Не менші, а можливо, і великі труднощі екологічного харак-тера виникають при проектуванні круп-них геотермальних електростанцій. Робота геотермальних ТЕС пов'язана з необхід-мостью скидати гарячу і більш-ме-неї мінералізовану воду. Скидання такої води в річки становить значну небез-ність для гідробіонтів. Через підвищену температуру зменшується концентрація рас-твореним в воді кисню - його вже недо-статочно для багатьох риб (форель, наприклад, живе тільки в холодній воді), а мінеральні-ні домішки пригнічують водні організми. Відбір з свердловин пароводяної суміші опору-вождается викидом в атмосферу пара, а за-часту і токсичних газів; розширюється при виході на поверхню пар створює силь-ний шум.
З перерахованих фактів особливо не-приємна необхідність скидати гарячу воду. Її потрібно було закачувати через спеці-ально пробурені свердловини назад в зем-ні надра. Але наслідки цього при крупно-масштабному виробництві прогнозувати дуже важко.
Вплив ГеоТЕС на природу можна на-блюдать на прикладі Паужетской станції на Південній Камчатці: в радіусі двох-трьох кіло-метрів навколо станції стирчать голі, без ко-ри і листя, стовбури камчатської кам'яної берези, далеко чути безугавно рев ви-ходить на поверхню пара. А потужність станції всього 11 МВт. Для порівняння отме-тім, що потужність головних турбін атомного криголама «Арктика» 55 МВт.
Енергія морських припливів. Використання цієї енергії також викликає несприятливі екологічні наслідки: велика припливно-відпливна гідростанція є значних розмірів греблю, що утрудняє водообмін між морем і морською затокою. Гребля перешкоджає природній міграції гідробіонтів, порушує усталені за мільйони років зв'язку. Це, звичайно, неприємно, але не катастрофічно. Однак є і більш серйозні побоювання: фізики розрахували, що будівництво групи припливів-електростанцій великої потужності (сотні гіга-ват) - а саме такі потрібні для компенсації дефіциту горючих копалин - на частки секунди сповільнить обертання Землі! Наслідки цього важко навіть уявити.
Аналогічним чином можна розглянути будь-які інші альтернативні дже-ники енергії, існуючі або тільки намічені: термоядерний синтез, енергію малих річок, біомаси, низько потенційного тепла і т. Д. Енергетика, заснована на лю-Бих джерелах, не може бути екологічн-скі чистої, якщо масштаб виробництва енергії великий. Зрозуміло, екологічна небезпека різних видів енергоносіїв різна, але вона є завжди. Це не означа-ет, що у поновлюваних джерел енер-гии немає перспективи і їх не слід роз-вать. Навпаки, в зв'язку з вичерпанням запасів дешевої нафти роль альтернативної енергетики і її частка в паливно-енер-ному балансі будуть постійно возрас-тать, і сьогодні необхідно вкладати день-ги в її розвиток. Головне достоїнство поновлюваних енергоносіїв - практична відсутність емісії вуглекислого газу при їх використанні. Безперечно й те, що альтернативна енергетика забруднює природу менше, ніж вуглеводнева. Однак терми-ни «поновлювані джерела енергії» і «екологічно чисті джерела енергії» аж ніяк не синоніми.
• «Водень - екологічно чисте то-Пліва». «Воднева енергетика - справа найближчого майбутнього».
До сих пір ми розглядали так називаються ваемие первинні енергоносії, але є ще й вторинний енергоносій - водень, при горінні якого виходить вода, що і зумовило широко поширене перед- дання про водні як екологічно чи-стом паливі. Насправді справа йде істотно складніше. Сам по собі водо-род і справді відносно чистий в еко-логічному плані. Правда, слід врахувати, що при використанні водню як го-рючего для автомобілів в циліндрах двига-теля розвивається дуже висока температура, при якій починає окислюватися азот віз-духу, і тому в вихлопі присутні не-велика кількість оксидів азоту.
Основні ж екологічні проблеми виникають ще при отриманні водню - адже водень в чистому вигляді на Землі відсутність про-ствует, його треба синтезувати з води або вуглеводнів. Звідси випливає, що для реалізації красивою і привабливою ідеї під назвою «воднева енергетика» водень слід отримати, т. Е. Затратити енергію. Причому отримати її економічно оправ-даними способом, щоб вартість енергетичного еквівалента цього енергоносія була порівнянна з вартістю традицион-них енергоносіїв і того енергоносія, що використовували для виробництва водню.
Перша і головна задача водневої енер-гетики декларується як заміна воднем нафти, природного газу і вугілля. Але на сьогод-няшная день світ не знає технології, удо-влетворяющей всім вимогам цієї гло-бальної завдання. Всі відомі сьогодні спо-соби отримання водню далекі від досконалості: по-перше, вони енерговитратні, по-друге, отримання водню з вуглеводні-пологів супроводжується виділенням величезне-го кількості діоксиду вуглецю та інших токсичних речовин. І якщо зараз внесок вуглекислого газу в збільшення концентрації пар-ників газів в атмосфері ще відносно невеликий і викликає тільки занепокоєння, то перехід на водневе паливо, яке бу-дуть отримувати, наприклад, з метану, призведе до збільшення викидів вуглекислого газу в десятки раз.
Отримання водню електролізом води з використанням традиційних джерел енергії, природно, доводиться відкинути, оскільки в результаті буде витрачений не-скільки більше енергії, ніж отримано при спалюванні водню. Тому ведуться интен-пасивного дослідження з розробки мате-ріалів, що розщеплюють воду під дією сонячного світла. Паралельно проводяться роботи, спрямовані на створення напівпровідникових фотоелементів для перетворення сонячної енергії в електрику, викорис-зуемое далі для електролізу води. Перспек-тиви цих досліджень поки неясні, але в разі їх успіху мова піде про створення нової галузі промисловості з усіма ви-тека звідси наслідками. Екологічні проблеми в водневій енергетиці виникнуть і при розробці ма-ріалів для трубопровідного транспорту водню - він вибухонебезпечний, володіє висо-кою дифузійної рухливістю (легко просочується через звичайні конструкційн-ні матеріали), значить, будуть потрібні матеріали і технології нового покоління, кото риє навряд чи будуть екологічно чистими.
Знову-таки можна сподіватися, що з ча-іменем завдання зберігання і акумулювання водню буде вирішена, але розраховувати на повну екологічну безпеку розроб-ботан промислових технологій не доводиться.
Науково-технічні проблеми водень-ної енергетики, мабуть, будуть преодо-лени, хоча на це буде потрібно, за різними прогнозами, від 10 до 50 років, але екологічні проблеми в будь-якому випадку залишаться. Поет-му про екологічну чистоту водневої енергетики говорити не доводиться - водо-рідна енергетика не є екологічно чистою.
Ще один надзвичайно живучий міф свя-зан з електромобілями: перехід автомобіль-ного транспорту на електричну тягу нібито забезпечить чистоту атмосфери. Для початку спробуємо розібратися, що відбудеться, якщо сьогодні значну частину автомобільних двигунів внутрішнього згоряння замінити електромоторами. Як відомо, електроміст-тори не дають ніяких викидів в атмосферу і до того ж мають високий ККД - вище 90%. На жаль, в даний час єдність-ний джерело енергії для автомобільних електромоторів - акумулятори. Їх треба постійно заряджати і, отже, ис-користувати енергію, вироблювану дей-ствующими електростанціями. Але приблизно 80% електрики виробляють теплові електростанції (табл. 1), що використовують в якості палива нафту, газ чи вугілля - еко-логічно брудні види палива. Значить, викиди двигунів будуть замінені приклад-но тим же об'ємом викидів електростанцій, т. Е. Відбудеться перенесення екологічних проблем з одного району в інший.
Однак головна перешкода на шляху електрифікації автотранспорту - акумулятори. Виробництво кислотних свинцевих і лужних нікель-кадмієвих джерел струму - а їх знадобиться додатково десятки мільйонів - призведе до різкого збільшення виробництва цих високотоксичних металів. Необхідно буде налагодити і систему утилізації старих акумуляторів. З огляду на, що певна (і чимала) частина водіїв будуть викидати їх у придорожню канаву, неважко уявити собі масштаби екологічного лиха, яке обрушиться на наші голови.