Грозит ли нам "закат звезды"?
О.В. Крылов, доктор химических наук, профессор Институт химической физики РАН
Прощаясь с римской славой,
С Капитолийской высоты
Во всем величье видел ты
Закат звезды ее кровавой!..
Блажен, кто посетил сей мир
В его минуты роковые!
(Ф.И. Тютчев, "Цицерон")
Знаменитое стихотворение Ф.И.Тютчева особенно актуально для нашего времени, ибо ныне мир стоит перед выбором, по какому пути развиваться (и развиваться ли) дальше. Бурные периоды в истории часто связаны с появлением идей, овладевающих широкими массами и отвечающими как состоянию их умов, так и экономической ситуации. В начале нашей эры такой идеей было христианство, в XVIII в. - просветительство, в XIX в. - марксизм, в XX в. - коммунизм, с одной стороны, и либерализм - с другой. Сейчас общество испытывает явный недостаток таких глобальных идей. В марксизме уже разочаровались. Либерализм, популярный на Западе, не получил распространения на Востоке. Попытки представить рыночную экономику всеобъемлющей панацеей, похоже, потерпели крах. Рынок - средство, а не цель, да и как средство он не соответствует современному этапу развития общества.
В последние годы даже в серьезной литературе нередки предсказания приближающегося "конца мира". Так, в "Вестнике Академии наук" (1998, №9) появилась статья Е.В. Балацкого "Настанет ли Апокалипсис?". К сожалению, к прогнозам такого рода приходится относиться всерьез. Если не принять меры, "конец мира" вполне возможен уже в 2020-2040 гг.
Плачут только бедные
В 1798 г. Т.Р. Мальтус предположил, что все беды человечества проистекают от того, что рост населения опережает рост средств существования. Его неоднократно критиковали, ссылаясь на постоянное улучшение качества жизни. Но, похоже, Мальтус во многом прав, хотя в его время природные ресурсы казались неисчерпаемыми, и на пороге XXI в., в эпоху глобального загрязнения окружающей среды и истощения ресурсов, его тезис вновь привлек всеобщее внимание.
Все страны хотят жить хорошо. К примеру, как США. Но элементарный расчет показывает, что это невозможно. Сравним годовой доход на душу населения в разных странах. (Автор пользовался справочником "World Almanac. 1996", изданным в США, данные которого могут отличаться от других источников из-за разных методик расчетов, но различия невелики - от силы в 2-3 раза, так что порядок величин, необходимый для оценок, сохраняется.) Данные относятся в основном к 1995 г. Разумеется, с тех пор кое-что изменилось. Доход вырос в ряде стран и заметно уменьшился в России (до "перестройки" он составлял 8,2 тыс. долл. в год, ныне - около 3 тыс.) и других странах бывшего СССР. Однако в целом различие между бедными и богатыми не сокращается, а, наоборот, увеличивается. Его можно оценить в 10-100 раз. Общее же население Азии, Африки и Латинской Америки почти в 10 раз больше населения США, Канады, Западной Европы и Японии вместе взятых. Следовательно, чтобы всем достичь уровня жизни США, нужно увеличить производство по меньшей мере в 100 раз. Таких ресурсов в мире нет. Но зато есть свидетельства, что по производству некоторых видов энергии и продовольствия мы достигли максимума.
Впрочем, главное препятствие на пути к всеобщему благоденствию - нехватка ресурсов.
Нефть
До 1900 г. нефти было добыто 0,54 млрд. баррелей (86,5 млн. т), в 1901-1920 гг. - 6,47, в 1921-1940 гг. - 37,24, в 1941-1960 гг. - 73,39, в 1961-1980 гг. - 266,41, в 1981-2000 гг. будет потреблено 445,23, а в 2001-2020 гг. (по прогнозам) - 1081,79. Ее мировые запасы в 1997 г. оценивались в 1016 млрд. баррелей, т. е. еще до 2020 г. нефти на Земле не останется. Как и все прогнозы, этот не очень точен. В последнее время появились данные о некотором замедлении роста добычи и потребления нефти, которую всюду, где удается, пытаются заменить газом (его ресурсы оценим далее). Но нас интересуют порядки величин, а с порядками у мало-мальски грамотных прогнозов как правило все в порядке (пусть читатель не судит автора слишком строго за этот каламбур). Удивительно быстро, всего за столетие, промотали бесценное сырье, создававшееся сотни миллионов лет.
Предположим (хотя надежды невелики), что за оставшееся время откроют новые месторождения. Тогда при сохраняющемся росте потребления истощение запасов нефти отложится на 10-20 лет, не больше.
Мы построили очень странную, я бы сказал, дикую цивилизацию, в центре которой стоит автомобиль. Около половины добываемой в мире нефти потребляется в США, причем значительная часть - для получения бензина, дизельного и ракетного топлива. Иными словами, ценнейшее сырье расходуется на то, чтобы богатые американцы разъезжали в роскошных машинах. А ведь из нефти можно получать продукты поценнее бензина.
Несколько слов о недавнем падении цен на нефть. В самом деле, если запасы нефти истощаются, почему же цены на нее упали до 10-12 долл. за баррель, и, по оценкам экспертов, возможно дальнейшее падение. Часто это объясняют теплыми зимами или ее избыточной добычей на Ближнем Востоке. Но есть и другая причина.
С 1992 г. в США действует закон, по которому допустимое содержание токсических веществ в выхлопах автомобилей резко снижено. За нарушение автомобильные фирмы платят огромные штрафы. Особенно жесткие требования предъявляются к бензину - он не должен содержать канцерогенные бензол и конденсированные ароматические углеводороды. (На Горьковским автозаводе мне рассказали о детях, которые изучали бензин в химических кружках и через несколько лет почти все умерли от рака.) Бензин с ароматическими углеводородами получают при каталитическом реформинге нефти. Без них же бензин имеет низкое октановое число и непригоден для автомобильных двигателей. Нужен другой бензин. Как его получить? Заменив каталитический реформинг алкилированием, изомеризацией, синтезом оксигенатов. Но это перестройка всей нефтеперерабатывающей промышленности, на которую только в США, по некоторым оценкам, потребуется около 300 млрд. долл. Поэтому многие высокоразвитые страны (например, Япония) пока не решаются принять такой закон. Чтобы уменьшить эту чудовищную сумму, американские нефтедобывающие компании (как правило объединенные с перерабатывающими) всемерно способствовали снижению себестоимости добычи нефти (до 4- 6 долл. за баррель) и повышению уровня ее извлечения из скважин. Проще всего достичь этого при добыче легкой ближневосточной нефти. Поэтому именно ее добыча стремительно возросла, а цена упала. Но в 1999 г. она снова заметно выросла и к концу года превышала 20 долл./баррель.
США предусмотрительно "прибрали к рукам" основные источники нефти. Они потребляют не столько собственную нефть, сколько нефть Ближнего Востока, Мексики, Венесуэлы. Однако и у американцев в недалеком будущем возникнут проблемы в связи с исчерпанием ресурсов нефти.
В России с нефтью не вполне благополучно. В 1988 г. в СССР добывалось 624 млн. т, ныне в России - около 300 млн. т, и добыча сокращается (из-за низкого извлечения, изношенного оборудования и истощения старых месторождений). Есть надежды на новые запасы - в Красноярском крае, Иркутской и Томской областях, но все чаще нам втолковывают, что "второй Тюмени" не будет. Гигантское Самотлорское месторождение, на котором в 1990 г. получено 146 млн. т, в 1997 г. дало всего 15 млн. Воздвигнутый там г. Нижневартовск обречен на вымирание. Сильно преувеличены и перспективы месторождений на Каспии (в основном, по политическим причинам). Несмотря на сокращение добычи нефти в России, экспорт ее растет, особенно после 17 августа 1998 г., когда экспортная цена стала ниже мировой.
Газ
Во всех странах сейчас пытаются нефть заменить природным газом, используя его как топливо и сырье для получения синтетических материалов. На химическую переработку (в том числе в жидкое топливо, способное заменить бензин) расходуется всего 2,5 % добываемого газа. Остальное идет на отопление и производство электроэнергии. Сегодня всего три завода в мире производят жидкое топливо из природного газа: в Малайзии, Новой Зеландии и Южной Африке.
Природный газ и непосредственно применяют на транспорте. Однако громоздкие баллоны газообразного метана на автомобилях и неудобны, и неэкономичны, а сжижать его (точка сжижения -161,5 °С) дорого. К тому же придется переделывать бензоколонки в газозаправочные станции с компрессорами, т.е., по существу, - в небольшие заводы.
Газа на планете значительно больше, чем нефти, особенно в России. Но и его при продолжающемся росте потребления едва ли хватит до середины ХХI в. Запасы газа оцениваются примерно в 350 трлн. м3 (в том числе разведано 136 трлн. м3 ). При прогнозируемом на 2010 г. мировом потреблении 3,5 трлн. м3 в год разведанные запасы газа иссякнут через 40 лет, т.е. почти одновременно с нефтью. Кроме того, добыча газа с каждым годом обходится все дороже.
Россия природным газом намного богаче, чем другие страны: разведанных запасов около 49 трлн. м3. Но они удивительно быстро расходуются. Я помню, как после войны говорили о "неисчерпаемых запасах" газа в Поволжье. Построили газопровод Саратов-Москва. Сейчас эти "неисчерпаемые запасы" практически исчерпаны, и мы почти весь газ получаем с севера Тюменской области. Свыше 70 % добываемого в стране газа приходится на два богатейших месторождения планеты: Уренгойское и Ямбургское. Скоро вступит в строй гигантский газопровод с полуострова Ямал. Но не лучше ли поберечь газ? Ведь цены на него растут. Однако мы торопимся и усиленно его распродаем, не думая о будущем. Очень дорога транспортировка газа по газопроводам. Например, его подача с севера Тюменской области в Киев или Минск обходится вдвое дороже, чем в Москву или Санкт- Петербург (в Западную Европу - еще в два раза дороже).
Есть еще богатый источник природного газа: газогидраты, или соединения метана с водой. Они залегают под океанами и в толщах вечной мерзлоты, а при обычных давлении и температуре быстро разлагаются. Природного газа в газогидратах, видимо, значительно больше, чем в свободном состоянии, однако технологии его добычи из-под дна океана или слоя вечной мерзлоты без серьезного ущерба для окружающей среды пока не разработаны.