Поновлювані джерела енергії

Ліси амазонки

Чи можливо це в світі зростаючого попиту на якісну деревину? Ситуація навколо вирубки лісів Амазонки змінюється настільки стрімко, що важко знайти якесь пояснення подіям, що відбуваються. Проте, останні статистичні дані однозначно вказують на значне зниження темпів вирубки лісів регіону.

Минулого тижня Бразильський Національний Інституту Космічних Досліджень опублікував дані отримані з супутників, які засвідчили зниження темпів вирубки лісів на 47,5%. В 2010 році площа вирубки скоротилася з 4375 кв. км. до 2296 кв. км. Дані отримані з орбіти мають низьку роздільну здатність, а отже і низьку точність, тому офіційні дані наземної статистики будуть уточнені тільки в грудні. Але тенденція очевидна і без точних підрахунків: темпи вирубки дерев в одному з найбагатших деревиною регіонів світу помітно знижуються.

Офіційні дані 2009-го року показали вирубку 7464 кв. км. лісу, а в 2010 очікується вирубка не більше 4000. Хоча чотири тисячі квадратних кілометрів лісу будуть знищені, це величезний крок вперед, це зменшення темпів вирубки лісів на 85% в порівнянні з піковим 2004-м роком, коли на вівтар цивілізації принесли 27772 кв. км. бразильського лісу. Це означає, що Бразилія виконала свою обіцянку знизити темпи вирубки лісів на 80% до 2020-го року на 10 років раніше, ніж планувала. Це величезне досягнення, як для підтримання глобального екологічного балансу, так і для збереження біорізноманіття, адже ліси є домом для величезного числа видів живих організмів.

Якщо привести скорочення вирубки лісів до викидів вуглекислого газу, то вийде, що Бразилія скоротила емісію CO2 в атмосферу Землі на 1 гігатонну на рік. Це еквівалентно 17-ти відсоткам викидів США на рік, що приблизно дорівнює обіцянкам США про скорочення викидів до 2020-го року. Приблизно таке ж зобов'язання взяв на себе Євросоюз.

Іншими словами, якщо Бразилія не піде назад, і залишиться вірна своєму нинішньому курсу, спрямованому на зниження обсягів вирубки лісів, то вона стане першою державою, яка виконає свої екологічні зобов'язання, які США і Євросоюз запланували для себе лише на 2020-й рік.

Яким чином одному з найбільших експортерів деревини вдалося досягти таких вражаючих результатів? І як це позначилося на економіці країни?

Бразилія стверджує, що одним з основних факторів зниження темпів вирубки лісів є активні дії уряду країни з висадки нових лісів. Друга причина - прийняття нових законів лімітуючих вирубку, і переслідування тих, хто грубо порушує ці закони. Третє - зовнішній і внутрішній тиск на фермерів, які вирубують ліси для збільшення площі сільськогосподарських угідь. Четверте - звичайно, це глобальна економічна криза, що призвела до зниження потреби в сировині. П'яте - підвищення цін на продукти харчування привело до деякої реструктуризації бразильського експорту на користь сільського господарства і харчової промисловості. Економіка країни не постраждала від зниження експорту дерева, навпаки знаходиться на підйомі.

Ніхто не може точно сказати, що відбудеться в наступні роки. Але приклад того, як можна раціонально керувати лісовим господарством, вже показаний. Навряд чи крива вирубки лісів опуститься до нуля в найближчі роки, швидше за все вона зупиниться на якомусь середньому значенні. Але ліси вже не будуть вирубуватися настільки варварським методами, як це було, наприклад, в 2002 році, коли 75% лісозаготівлі проводилося ділянками в 100 гектарів, зараз ліс вирубується більш продумано і бережливо, і подібні вирубки становлять лише 15% від їх загальної кількості.

Іншими словами, в останні роки скоротилися масові безконтрольні вирубки на великих територіях, які були по кишені лише великим землевласникам та підприємствам, які безкарно порушують закон. Тому доля бразильських лісів сьогодні дуже сильно залежить від того, хто виграє на виборах цієї осені в Бразилії.

Антропоцен

В Національному музеї природознавства у Вашингтоні зникли майже всі динозаври. Зал викопних знахідок спорожнів, а на його стінах можна побачити лише тінь палеобіолога Скотта Вінга, коли той блукає схожим на печеру приміщенням. Вінг входить до групи вчених, які здійснюють радикальний, вартістю 45 мільйонів американських доларів редизайн виставкової площі — частини Смітсонівського інституту. Коли це місце відкриється знову у 2019 році, зал вже не просто повертатиме у далеке минуле Землі. Поряд зі звичними демонстраціями тираннозаврів і трицератопсів з’явиться нова секція, яка покаже відвідувачам вид, котрий сьогодні домінує на планеті.

«Ми хочемо допомогти людям уявити свою роль у світі, яка може виявитись важливішою, ніж багатьом здається», — говорить Вінг.

Провокаційна виставка зосередиться на антропоцені — зрізі історії Землі, за якого людство стало великою геологічною силою. Лише завдяки гірництву люди перемістили більше відкладень, ніж всі річки світу разом узяті. До того ж, Homo sapiens нагрівають планету, підвищують рівень моря, руйнують озоновий шар і підкислюють океани.

Враховуючи масштаби цих змін, багато дослідників вважають, що антропоцен представляє нову категорію геологічного часу. Концепція набирає обертів, особливо в останні кілька років — і не лише серед вчених-геологів. Терміном користуються археологи, історики і навіть вчені, які займаються гендерними дослідженнями; музеї по всьому світу виставляють твори мистецтва, натхненні антропоценом; охоче підхоплюють ідею ЗМІ. «Ласкаво просимо до антропоцену», — пише The Economist у 2011 році.

Привітання було трохи передчасним. Хоча термін у тренді, антропоцен — це все ще аморфне поняття, неофіційна назва, досі не прийнята як частина шкали геологічного часу. Але скоро все може змінитись. Наразі комітет дослідників обговорює, чи варто класифікувати антропоцен як офіційну геологічну одиницю, і яку точку у часі слід вважати його початком.

Критики побоюються, що важливі аргументи проти цієї пропозиції не будуть почуті через народний ентузіазм, частково підживлений екологічно налаштованими дослідниками, які хочуть показати, наскільки руйнівною силою стали люди. Деяких прихильників ідеї антропоцену можна навіть порівняти з фанатиками. «Тут є щось спільне із деякими релігійними групами, які вкрай захоплені своєю релігією — до такої міри, що вони думають, ніби всі, хто не сповідує їх релігію — це свого роду варвари», — говорить геолог, який попросив не називати його імені.

Дебати пролили світло на, зазвичай, непомітний процес, за допомогою якого геологи сегментують 4,5 мільярдів років історії Землі. Як правило, рішення про геохронологічну шкалу робляться виключно на підставах стратиграфії — свідченнях, що містяться в шарах гірських порід, океанічних осадів, крижаних кернів та інших геологічних відкладень. Але питання про антропоцен «на порядок складніше, ніж стратиграфія», — говорить Ян Заласіуікс, геолог з Лестерського університету у Великобританії та голова Робочої групи з антропоцену, яка оцінює це питання на Міжнародній комісії зі стратиграфії (International Commission on Stratigraphy, ICS).

Висічено у камені

Для геологів хронологічна шкала історії Землі конкурує з періодичною таблицею з точки зору наукової значущості. Знадобились століття кропіткої стратиграфічної роботи — співставлення основних гірських порід по всьому світу і розміщення їх в порядку формування, — щоб створити організаційний кістяк, на якому тримаються всі дослідження минулого планети. «На мій погляд, геохронологічна шкала — одне з найбільших досягнень людства», — говорить Майкл Уокер, вчений з четвертинного періоду в Університеті Уельсу Трініті Сент-Девід.

Робота Уокера стосується вершини хронологічної шкали. Він очолив групу вчених, яка допомогла визначити найостаннішу одиницю геологічного часу, епоху голоцену, яка почалась близько 11 700 років тому.

Рішення оформити голоцен у 2008 році було однією з найостанніших великих дій з боку ICS, яка спостерігає за хронологічною шкалою. Комісія сегментувала історію Землі на серію вкладених блоків, на зразок років, місяців і днів календаря. У геологічному часі 66 мільйонів років після загибелі динозаврів відомі як кайнозойська ера. В ній четвертинний період займає минулі 2,58 мільйонів років — за цей час Земля циклічно входила та виходила з льодовикових періодів. Більша частина четвертинного періоду припадає на епоху плейстоцену, натомість голоцен обіймає лише тонке пасмо часу з моменту закінчення останнього льодовикового періоду.

Коли Уокер з колегами визначали початок голоцену, вони повинні були обрати точку в історії планети, яка б допомогла розмежувати епохи. Більшість геологічних блоків визначаються за конкретними змінами, зафіксованими в гірських породах — часто це перша поява поширеної копалини. Але голоцен, геологічно кажучи, настільки молодий, що робить можливим надзвичайний рівень точності. Уокер та його колеги вибрали кліматичні зміни — кінець фінального похолодання останнього льодовикового періоду — і визначили хімічну сигнатуру цього потепління на глибині 1 492,45 метрів в керні льоду, пробуреному неподалік від центру Гренландії. Схожі відбитки потепління можна побачити в озерних і морських відкладеннях по всьому світу, що дозволяє геологам точно визначити початок голоцену.

Тільки ICS затвердила своє визначення початку голоцену, як обговорення вже будується навколо того, чи не пора покінчити з цією епохою і замінити її на антропоцен. Ця ідея має довгу історію. У середині ХІХ століття декілька геологів намагались визначити зростаючу силу людства з посиланням на теперішній час як «антропозойську еру», і з тих пір інші вчені почали висувати аналогічні пропозиції, іноді під різними назвами. Ідея набрала обертів лише в останні кілька років — частково з огляду на швидкі зміни у навколишньому середовищі, а також завдяки впливу Пауля Крутцена, хіміка з Інституту Макса Планка з хімії, Німеччина.

Крутцен безпосередньо стикався з тим, як дії людини змінюють планету. У 1970-х і 1980-х роках він зробив великі відкриття про озоновий шар і те, як антропогенне забруднення може призвести до його руйнування — роботу, яка згодом принесла йому частку Нобелівської премії. У 2000 році він та Юджин Стормер з Мічиганського університету стверджували, що світова популяція людей чинить настільки великий вплив на планетарні процеси, що нинішню геологічну епоху слід називати антропоценом. Будучи атмосферним хіміком, Крутцен не входить до людей, які вносять зміни в геохронологічну шкалу. Але ідея надихнула багатьох геологів, зокрема Заласіуікса та інших членів Геологічного товариства Лондона. У 2008 році вони написали документ з викладом своєї позиції, закликаючи їх спільноту розглянути цю ідею.

Ці автори вже мали вплив на процес. Заласіуікс виявився членом Підкомісії з четвертинного періоду при ICS — органу, який відповідатиме за офіційний розгляд пропозиції. Один з його співавторів, геолог Філ Гіббард з Кембриджського університету, тоді очолював підкомісію.

Хоч він й скептично ставиться до ідеї, Гіббард говорить: «Як я міг бачити, це було важливо, це було тим, від чого ми не повинні були відвертатись». Наступного року він доручив Заласіуіксу формування Робочої групи з антропоцену, яка розглядатиме це питання.

Новий початок

З тих пір робоча група була зайнята. Вона опублікувала два великих звіти («Кожен з них може зробити вам боляче, якщо впаде на ногу», — говорить Заласіуікс) та десятки інших робіт.

Група вирішує декілька задач: чи має сенс визнати антропоцен офіційною частиною геохронологічної шкали; де його початок; і яке місце він матиме в ієрархії геологічного часу — якщо його визнають.

Коли Крутцен запропонував термін антропоцен, він дав йому суфікс, властивий назвам епох, а датою початку назвав кінець XVIII століття — початок промислової революції. Відтоді і до початку нового тисячоліття, зазначив він, люди проїли діру в озоновому шарі над Антарктидою, подвоїли кількість метану в атмосфері і підняли концентрацію вуглекислого газу на 30%, до небаченого за останні 400 тисяч років рівня.

Коли Робоча група з антропоцену почала досліджувати питання, вона склала набагато довший список змін, викликаних людиною. Сільське господарство, будівництво і загачування річок здирають відкладення, принаймні в десять разів швидше, ніж природні сили ерозії. Вздовж деяких берегових ліній витоки добрив створили бідні на кисень «мертві зони», а викиди CO₂ від спалювання викопного палива підкислюють поверхневі води океану на 0,1 одиниць рН. Людина впливає на глобальні температури, швидкість вимирання видів і втрату арктичного льоду.

Група, в яку входить Крутцен, спочатку схилялась до його ідеї промислової революції як початку антропоцену. Але були й інші варіанти.

Деякі дослідники стверджують, що все почалось з поширення землеробства і тваринництва більше 5000 років тому, або зі стрибка в гірничодобувній промисловості більш ніж 3000 років тому. Але ні промислова революція, ні ті більш ранні події не залишили чітко виражених геологічних ознак людської діяльності, які були б синхронними по всьому світу.

Цього місяця у Nature було опубліковано два дослідження, які пропонують взяти за потенційний маркер початку антропоцену помітне падіння концентрації CO₂ в атмосфері між 1570 і 1620 роками, зафіксоване в кернах льоду. Вони пов'язують його із загибеллю близько 50 мільйонів корінних жителів Америки, викликаною приходом європейців. Як наслідок, ліси покрили більше 65 мільйонів гектарів покинутих сільськогосподарських полів — сплеск лісовідновлення призвів до скорочення загальносвітового CO₂.

У робочій групі Заласіуікс з колегами більше обговорювали інший варіант — використання геологічних слідів, які залишив атомний вік. Між 1945 та 1963 роками, коли вступив в силу Договір про заборону випробовувань ядерної зброї, країни здійснили близько 500 наземних ядерних вибухів. Радіоактивні продукти цих вибухів облетіли всю земну кулю і відклали шар радіоактивних елементів, який може бути ідентифікований. Водночас люди залишили свій геологічний слід в ряд інших способів, які є частиною того, що було названо Великою акселерацією сучасного світу. Навколишнє середовище заполонила пластмаса, а також алюміній, штучні добрива, бетон та етилований бензин, які залишають свої відбитки в процесі утворення відкладень.

В січні більшість з 37 осіб робочої групи запропонували свій перший попередній висновок. Як повідомили Заласіуікс та 25 інших членів групи, геологічні маркери середини ХХ століття роблять цей час «стратиграфічно оптимальним» початком антропоцену, визнають його формально чи ні.

Група навіть запропонувала точну дату: 16 липня 1945 року — день першого атомного вибуху. Через тисячі років геологи майбутнього зможуть визначити цю межу, шукаючи у відкладеннях сліди плутонію, які залишили вибухи середини століття, або інший з багатьох маркерів того часу.

Багатошарові дебати

Рішучість у формалізації антропоцену турбує деяких стратиграфістів. У 2012 році в коментарі, опублікованому Геологічним товариством Америки, запитувалось: «Антропоцен — це питання стратиграфії чи поп-культури?» Дехто скаржиться, що робоча група породила потік реклами в підтримку цієї концепції. «Я засмучений, тому що інколи вони роблять те, що й газетні статті», — говорить Стен Фінні, стратиграфіст-палеонтолог з Університету штату Каліфорнія та голова ICS, яка у кінцевому підсумку прийматиме рішення по будь-якій пропозиції, висунутій робочою групою. «Те, що ви тут бачите, перетворюється на політичну заяву. Ось як багато людей цього хочуть».

Фінні виклав деякі з його тривог в роботі, опублікованій у 2013 році. Одне велике питання в тому, чи дійсно існує вагомий слід антропоцену в глобальній стратиграфії. На морському дні, зазначає він, шар відкладень, який представляє останні 70 років буде тоншим, ніж 1 міліметр. Й навіть більша проблема, за його словами, полягає в тому, чи доцільно давати ім’я тому, що в рамках геохронологічної шкали існує здебільшого в теперішньому та в майбутньому.

Деякі дослідники вважають, що зарано приймати рішення — знадобиться сторіччя чи більше, щоб встановити, яким буде довготривалий вплив людини на планету. Один з членів робочої групи, Ерл Елліс, географ з Мерілендського університету в окрузі Балтимор, говорить, що вирішив триматися осторонь від інших членів групи. «Ми повинні встановити час, можливо, через 1000 років, коли б ми могли офіційно все це простежити, — говорить він. — Зробити висновки, які не будуть передчасними».

Це не здається імовірним, враховуючи, що робоча група планує презентувати перші рекомендації у 2016 році.

Деякі члени групи, погляди яких не збігались з більшістю, випали з обговорення. Уокер та інші стверджують, що діяльність людини вже визначена в геохронологічній шкалі: єдина відмінність між нинішнім теплим періодом, голоценом, і всіма інтергляціалами плейстоцену — присутність людських суспільств. «Людська картка була розіграна у визначенні голоцену. Дуже важко знову її розіграти», — говорить він.

Уокер покинув групу рік тому, коли стало ясно, що він мало що міг додати. Він поважав членів групи, каже він, але почув про занепокоєння тим, що рух антропоцену набирає обертів. «Існує думка в деяких колах, що це велика сила, — говорить він. — Геологічна спільнота, особливо стратиграфічна спільнота, має причини для занепокоєння».

Заласіуікс докладає всіх зусиль, аби дати зрозуміти, що робоча група ще не дійшла якихось однозначних висновків. «Ми повинні обговорити користь антропоцену. Якщо його формалізують, кому це може допомогти, а кому зашкодити?, — говорить він. — Треба зробити ще багато роботи».

Яку б пропозицію не зробила група, їй все одно потрібно буде пройти ряд перешкод. По-перше, їй необхідно буде отримати абсолютну більшість голосів — 60% підтримки — в голосуванні членів Підкомісії з четвертинного періоду. Потім потрібно буде отримати таку ж більшість у голосуванні керівництва ICS, до якого входять голови груп, які вивчають основні геохронологічні блоки. Після чого запит повинен схвалити виконавчий комітет Міжнародного союзу геологічних наук.

На кожному етапі пропозиції часто відправляють на доопрацювання, і іноді вони вмирають в цілому. Це за своєю суттю консервативний процес, говорить Мартін Хед, морський стратиграфіст з Університету Брока в Канаді, і нинішній голова Підкомісії з четвертинного періоду. «Це втручання у хронологічну шкалу, яку використовують мільйони людей в усьому світі. Тому якщо ви вносите зміни, вони повинні бути зроблені на підставі чогось, що матиме величезну підтримку».

Деякі члени Підкомісії з четвертинного періоду зізнаються, що їх не переконали аргументи, які досі висувались на користь антропоцену. Гіббард, друг Заласіуікса, вважає, що формалізація цієї нової епохи не допоможе більшості геологів з четвертинного періоду, особливо тим, хто працює в голоцені, оскільки вони, як правило, не вивчають матеріали за останні декілька десятиліть або століть. Але, додає він: «Я не хочу бути людиною, яка руйнує партію, тому що люди, які думають про це системно, приносять багато користі».

Якщо пропозиція не пройде, дослідники можуть далі використовувати назву антропоцен на неформальній основі, за прикладом таких поширених сьогодні археологічних термінів, як епоха неоліту та епоха бронзи. Незалежно від результату, антропоцен вже зажив власним життям. Кількість робіт на цю тему різко виросла — більше 200 було опубліковано у 2014 році.

До 2019 року, коли в Музеї природознавства Смітсонівського інституту відкриється новий зал викопних знахідок, буде, ймовірно, вже ясно, чи зображуватиме виставка антропоцену офіційну одиницю часу, чи ні. Вінг, член робочої групи, говорить, що не хоче, щоб стратиграфічні дебати залишили в тіні більші проблеми. «Існує, звичайно, ширше розуміння впливу людини на системи Землі, що набагато важливіше та становить більший науковий інтерес».

Прогулюючись закритим палеонтологічним залом, він показує, як багато роботи ще належить зробити, щоб переробити експонати і модернізувати музей, який відкрився понад століття тому. Сотня років для геолога — це лише мить. Але за цей час людська популяція збільшилась більш ніж втричі. Вінг хоче, щоб відвідувачі музею задумались, хоч би й коротко, про планетарну силу, яку тепер мають люди, і як вона вписується в контекст історії Землі.

Клімат майбутнього

Прогноз кліматичних змін, які повинні відбутися в майбутньому, становить фундаментальну проблему, що має дуже важливе практичне значення. Це практичне значення визначається тим, що при зміні клімату відбуваються суттєві зміни стану навколишнього середовища, які тягнуть за собою зміни в економіці, екології, і не враховувати їх просто неможливо. Розуміння цієї обставини призвело до того, що зараз зміни клімату є проблемою номер один, яка стоїть перед світовою спільнотою.

Як прогнозуються зміни клімату? Для цієї мети розроблений такий апарат, як математичне моделювання. На основі рівнянь термогідродинаміки створені математичні моделі циркуляції океану і атмосфери, що враховують всю циркуляцію, енергетику приходу тепла від втрати тепла системи. Ці блоки об'єднані з моделями, що описують процеси на суші і льодовиках, в них включені необхідні біогеохімічні перетворення, що визначають динаміку важливих компонентів атмосфери, таких як вуглекислий газ, який призводить до зміни парникового ефекту. Цей монстр реалізований на комп'ютерах і являє собою математичну модель клімату. Або це, як останнім часом стали називати, «математична модель земної системи», підкреслюючи, що сюди включаються вже не тільки океани і атмосфера, а вже й біогеохімія, жива рослинність на материках, яка теж живе, має сезонний хід, флуктуює, змінюється в процесі еволюції разом з полями, такими як температура, солоність в океані. Все це живе життям всередині моделей.

Моделі ці виключно складні. Щоб уявити, що це таке, можна запропонувати такий приклад. Всі уявляють, що таке комп'ютерна гра. Так ось це в певному сенсі щось схоже на комп'ютерну гру, тільки незмірно складнішої конструкції. Ще одна оцінка: потрібні сотні людинороків, щоб зробити таку роботу. Володіючи такою моделлю, можна намагатись прогнозувати зміни клімату в майбутньому. Але як це зробити? Стартувати потрібно від сучасного або попереднього клімату (зазвичай так і робиться — старт моделі йде від попереднього клімату). Від середини XVIII століття вона стартує, і йде інтегрування за часом, тобто йде розрахунок всіх метеорологічних величин і полів в океані, характеристик рослинності, все це розраховується за часом, доходить до сучасного стану і йде в майбутнє. Так отримують прогноз клімату.

Щоб забезпечити цей хід, щоб модель не танцювала біля якогось одного значення, а пішла у майбутнє, показавши зміни клімату, потрібно ці зміни задати. Щоб їх задати, використовуються так звані сценарії клімату. Сценарії клімату фактично являють собою певну залежність за часом викидів парникових газів або інтенсивності тих об'єктів, які їх спричиняють. Дуже складно уявити, як все розвиватиметься. Над цим працюють цілі інститути, які розробляють прогнози, що враховують і демографію, і енергетику, і можливі переходи на альтернативне паливо, а можливо, і непереходи на це паливо. Однак ніяких футурологічних ідей сюди не закладається. В ці оціночні моделі (вони називаються інтегральними оціночними моделями) закладається все, що ми знаємо і можемо планувати, і на їх виході виходить крива змін викидів парникових газів, яка вже закладається у велику кліматичну модель або в модель земної системи, і далі відбувається розрахунок змін клімату.

Сценарії, звичайно, мають величезні невизначеності. Щоб з ними якось боротись, придумали робити сценарії жорсткі і м'які. Розглянемо сценарій жорсткий. Є деякий наслідок, що чекає на нас в кінці століття за жорстким сценарієм. Перший — глобальне потепління. Практично повсюдно температури піднімуться на кілька градусів, найбільш інтенсивний підйом в Арктиці. Він пов'язаний з тим, що зникнуть багаторічні льоди, а їх зникнення призведе до того, що величезні простори, зараз покриті льодами, відкриються. І якщо над льодом температура була нижче нуля, то, коли ці площі будуть відкриті, температура істотно підніметься. Тому аномалія в Арктиці найбільш висока. Температура — раз. Другий наслідок — підвищення рівня Світового океану. За різними сценаріями воно різне, але приблизно 50-70 сантиметрів — ось, що глобально очікується. Це чимала величина. Є регіони, які підуть під воду, наприклад Флорида — вона повинна вся потонути.

Які ще зміни можуть очікуватись? Льодовики, гірські льодовики деградують повсюдно. Вони деградують вже зараз, робитимуть це і надалі. Істотно поповзе Гренландія, вона руйнуватиметься, а ось з Антарктидою проблема абсолютно неясна. Швидше за все, вона залишиться в стабільному стані. Як це зрозуміти? Ніби йде потепління клімату, а Антарктида залишається в стабільному стані? Тут дуже важливо розуміти, що танення відбувається, коли не просто підвищується температура, а коли температура переходить через нуль. А вона там у багатьох місцях і не перейде через нуль. Потепління зазвичай супроводжується приносом великих теплих повітряних мас, великих порцій опадів. Вони додатково висипатимуться, вивалюватимуться в Антарктиді, призводячи навіть до збільшення, за деякими сценаріями, її обсягу.

Зміна стану вічної мерзлоти. Вона відбувається вже зараз, відбуватиметься і далі. Цей процес, з одного боку, виглядає як дуже приємний: не буде вічної мерзлоти, і це чудово. Але якщо врахувати, що зараз вся інфраструктура — дороги, аеродроми, шляхопроводи — побудована на вічній мерзлоті, на палях, вбитих у мерзлий ґрунт, а тепер цей ґрунт поїхав і поїде ще більше, стає зрозуміло, які величезні капіталовкладення повинні бути зроблені, щоб врятувати все це від руйнування.

Екологія. У великих містах відбувається посилення глобального потепління за рахунок того, що в містах стає вдвічі тепліше — не лише з глобальних причин, а й через саме місто. Це призводить до того, що життя у містах стає більш важким. Деякі хвороби йдуть слідом за глобальним потеплінням. Не розшифровуючи ці зв'язки, можна впевнено говорити про малярію. Малярія буде захоплювати ті північні райони (Північна півкуля), де її ніколи раніше не було. Хоча ми розуміємо, що малярія — соціальна хвороба, цього не позбутись, але вона має найсильнішу кліматичну складову. Вона йде за глобальними температурами і просуватиметься на північ.

Оскільки проблема дуже важлива, потрібно намагатись боротися з цим злом, яке, безсумнівно, є злом, і один з напрямків боротьби — це міжнародні домовленості у вигляді протоколів, які спрямовані на обмеження викидів парникових газів в атмосферу. Відомий Кіотський протокол, але він був приречений на невдачу, якщо розглядати саме такий аспект, тому що закладені в ньому квоти і цифри були замалими, вони не могли зупинити процес, тим більше що в нього не були включені країни, що розвиваються, його не ратифікували Сполучені Штати. Увійшла в договір і потім одразу вийшла з нього Канада, тобто далеко не всі держави його підтримали. Якщо подивитись на роки дії Кіотського протоколу і на хід росту концентрації вуглекислого газу, те, як росла рік від року ця концентрація, так вона росла і в роки Кіотського протоколу. Незабаром буде спроба укладення нового протоколу, але невідомо, яким він буде і чи буде він укладений.

Що робити крім укладення протоколів? Це адаптація, пом'якшення, пристосування до нових умов. Існує еволюційний підхід, коли кажуть, що ми можемо застосувати якісь технології, які ліквідують ефект від глобального потепління. Цей напрямок називається геоінжинірингом. Тут є кілька напрямків роботи. Назвемо лише два з них. Один полягає в тому, що потрібно поставити умовне дзеркало, яке закриває шлях сонячних променів, щоб на Землі утворювалась тінь або півтінь. Такий шлях видається реальним, але незмірно дорогим. Напрямок другий — спробувати піти тим шляхом, який нам підказують природні процеси. Маються на увазі потужні вулканічні виверження, коли викидаються в атмосферу хмари, які містять величезну кількість сірчистого газу, він перетворюється на аерозоль, цей аерозоль покриває всю земну кулю, при цьому дещо знижується температура. Існує ідея, що можна самостійно формувати такі хмари, і, таким чином, розрахунки на математичних моделях дійсно показали, що температуру можна знизити.

В чому тут проблема? У тому, що зниження глобальної температури, як виявилось, не призведе до відновлення кліматичних умов у кожному регіоні, до яких ми звикли. Тобто вийде, що клімат все одно зміниться, незважаючи на те, що середнє значення прийде до колишньої цифри. Це по-перше. По-друге, екологічні речі абсолютно не оцінені — постійне викидання сірки в стратосферу призведе до того, що вона все одно буде осідати. І не дуже зрозуміло, до якого ефекту призведуть кислотні дощі — сірчані, обумовлені сірчаною кислотою. Тому наразі ідеї геоінжинірингу не знаходять свого реального втілення.

Поновлювані джерела енергії

На початку XXI століття відбулась зміна уявлень людства про шляхи його розвитку і, зокрема, про шляхи розвитку енергетики. Сучасна енергетика заснована на використанні органічних паливно-енергетичних ресурсів. Вона вже не відповідає сучасним уявленням людства про екологічно безпечний і енергетично незалежний розвиток.

Органічна енергетика в силу своєї природи утворення, природи транспортування пов'язана зі значною кількістю кризових явищ, які відбуваються в економіці при використанні такого роду паливно-енергетичних ресурсів, прикладом чого є сучасна енергетична криза, що спостерігається в усьому світі і пов'язана зі зміною вартості бареля нафти. Все це визначається ще й тим, що органічні джерела енергії є вичерпними. Вони вимагають все більшого подовження шляхів видобутку, подовження відстаней до місць видобутку, подовження транспортних шляхів і, як наслідок, відбувається подорожчання вартості видобутку цього палива.

Наступний аспект — це екологічні проблеми, пов'язані з використанням органічного палива. Всім відомі екологічні проблеми, пов'язані з викидами парникових газів. Слід зазначити, що близько 60% викидів парникових газів походить від паливно-енергетичного комплексу, що працює на органічному паливі. Не можна забувати і про екологічні проблеми, пов'язані з транспортуванням і видобутком цього палива, з аваріями гігантських транспортних суден, з аварією в тій же Мексиканській затоці, коли в навколишнє середовище вилилося понад 5 мільярдів барелів нафти, які привели до колосальних екологічних наслідків аж до зсування на 200 кілометрів течії Гольфстріму. Про це мало говорять, але це так.

Альтернативними джерелами енергії, які не мають таких недоліків, є поновлювані джерела енергії. Перш за все, це енергія Сонця і її похідні: енергія водних мас, енергія сонячного випромінювання, вітрова енергія, енергія біомаси. Ці джерела є невичерпними доти, поки існує наше світило, і тому вони доступні в тому місці, де вони формуються, і тим самим можуть використовуватися децентралізовано і не вимагати довгих ліній електропередач і довгих транспортних шляхів доставки цього енергетичного ресурсу. Ці аспекти змушують в сучасних умовах активно розглядати технології перетворення поновлюваних джерел енергії. Також не слід забувати про енергетичну безпеку кожної держави. Енергетична безпека визначається наявністю паливно-енергетичних ресурсів, інших енергетичних ресурсів на території даної держави або, якщо говорити про регіональну безпеку, на території конкретного регіону. Наприклад, Росія є країною з високою енергетичною безпекою, перш за все з точки зору наявності великої кількості органічних паливно-енергетичних ресурсів, які вона значною мірою експортує в інші країни. Ці країни залежні від постачання цих паливно-енергетичних ресурсів та всіляко прагнуть позбутися цієї проблеми, зокрема, шляхом розвитку власної енергетичної бази відновлюваних джерел енергії на своїй території.

Розглядаючи сучасні тренди розвитку відновлюваної енергетики в світі, можна відзначити, що розвиток поновлюваних джерел енергії з початку XXI століття йде семимильними кроками. Наприклад, приріст вітроенергетики, приріст будівництва вітроелектричних станцій становить щорічно близько 30-35%, і в даний час, на рівень 2015 року, потужність вітроелектричних станцій в світі складає понад 450 мільйонів кіловат. Потужність сонячних електростанцій приростає ще більшими темпами. Але оскільки тут все починалось з менших значень, то наразі потужність сонячних фотоелектричних станцій в світі складає близько 300 мільйонів кіловат. Якщо говорити про гідроенергетику, то потужність гідроелектричних станцій в світі складає понад 1000 гігават — це 1000 мільйонів кіловат встановленої потужності.

Якщо скласти ці три складові, можна говорити про те, що близько 30% всіх встановлених потужностей у світі становлять електричні станції на поновлюваних джерелах енергії. Це вже дуже серйозна частина, це вже ніякі не нетрадиційні джерела енергії, а справжнісінькі сучасні енергетичні технології, які розвиваються і значною мірою тягнуть за собою розвиток інноваційного комплексу даних держав. Чому? Тому що створення, наприклад, вітроенергетичної установки потужністю 3 мегавати має дуже велику інноваційну складову і несе в собі значний обсяг науково-дослідних, дослідно-конструкторських робіт, нових технологій, нових матеріалів. Уявіть собі, вітроенергетична установка потужністю 3 мегавати має вітроколесо діаметром понад 100 метрів. Довжина лопаті близько 50 метрів, і навіть доставка цієї лопаті до місця установки вимагає величезної транспортної логістики. Тому створення вітроенергетичних установок дає дуже серйозну можливість для розвитку науково-технічного прогресу, для розвитку інноваційних технологій.

В даний час вітроенергетика розвивається як шляхом будівництва великих мережевих вітропарків на території країни, так і шляхом так званої офшорної вітроенергетики, коли вітропарки виносяться в мілководну зону океану і тому не займають, з одного боку, територію суші, а з іншого боку, мають значно більші ресурсні можливості.

Слід відзначити екологічні аспекти, пов'язані зі створенням тих же вітроелектричних станцій. Часто доводиться чути про те, що це не зовсім екологічно чисті джерела енергії, що вони мають свої недоліки, мають так звані шуми, звуковий вплив, мають низькочастотний шумовий вплив і так далі. Безумовно, як і будь-яке енергетичне джерело, вітроенергетика має свої позитивні і негативні сторони. Якщо говорити про екологічні проблеми, то зараз розроблені норми, стандарти, які передбачають будівництво вітроелектростанцій в певних місцях, на певній відстані від житлових селищ, з тим щоб не завдавати екологічної шкоди населенню. Там, де вони можуть або завдають цієї шкоди, очевидно, не були виконані певні екологічні вимоги. А в цілому можна сказати, що під вітропарками ростуть всі рослини, пасеться худоба, всі жучки і черв'ячки нормально розвиваються, птахи не розбиваються об лопаті, як про це намагаються нам говорити. Статистика показує, що, наприклад, під лапами котів у світі гине щорічно близько одного мільярда птахів, а ось під вітротурбінами в світі — приблизно від 100 тисяч до півтора мільйонів тисяч особин. Об лінії електропередач розбивається понад 10 мільйонів птахів. Тому ми повинні розуміти ці проблеми в порівнянні.

Якщо говорити про сонячну енергетику, вона розвивається в двох аспектах: з одного боку, аспекти, пов'язані зі створенням технологій, що підвищують ККД сонячних елементів, а з іншого боку, створення технологій, що знижують вартість виробництва енергії від сонячної електростанції. Зараз можна говорити, наприклад, про те, що ККД сучасних сонячних електростанцій вже досяг близько 20%, тобто це дуже істотне зростання, і технології не стоять на місці, відбувається збільшення. Експериментальні каскадні елементи вже мають ККД понад 35%, ці технології розвиваються. З іншого боку, вартість цих систем енергопостачання в останні роки зазнала дуже істотного зниження. Наприклад, якщо два-три роки тому, в 2011-2012 роках, вартість одного пікового вата сонячного елемента становила 3,5-4 євро, то в даний час ця вартість 0,5 євро за піковий ват. Тобто питома вартість сонячної електростанції становить 500 євро за один кіловат. Порівняємо: теплова електростанція — 2000 євро за кіловат, атомна станція — 3500 євро за кіловат. Тобто можна говорити про те, що вона потрапляє в зону конкурентоздатних технологій використання енергії.

Таким чином, проаналізувавши сучасні тенденції розвитку відновлюваних джерел енергії, можна говорити про те, що не дарма встановлюються прогнози і Міжнародного енергетичного агентства, і інших поважних організацій, які говорять, що в середині XXI століття частка використання відновлюваних джерел енергії в енергопостачанні може скласти до 50% від загального енергоспоживання.