Продуктивна здатність

Тим не менше, перед детальним розглядом цих чотирьох питань, в пріоритеті стоїть аналіз «продуктивної здатності» Землі. Продуктивна здатність визначається як «максимальна, врівноважена кількість організмів певного виду, яка може безкінечно підтримуватися даним середовищем (542)».

Припущення щодо продуктивної здатності Землі стосовно людського виду, під якими розуміється як багато людей може підтримувати Земля та її біосфера, є спірною темою протягом багатьох століть. Наприклад, в 2001 році, в рапорті ООН було сказано, що дві третини всіх оцінок, які були помічені на той час лежали в межах від 4 мільярдів до 16 мільярдів, із середнім показником близько 10 мільярдів (543).

Тим не менше, технологічні зміни та їх можливості посилювати ефективність стосовно того як використовуються наші ресурси (544), являють собою постійну перешкоду в таких спробах дійти відчутної, емпіричної цифри. Реальність же полягає в тому, що кількість людей, які може підтримувати Земля дуже сильно варіюється і основується, в певній мірі, на поточному стані технологій доступних на даний час і чим більше ми досягаємо прогресу в науковому та технічному розумінні, тим більше людей ми можемо підтримувати, з меншою кількістю енергії та ресурсів витрачених на одну особу.

542 Визначення «продуктивної здатності»:

http://dictionary.reference.com/browse/carrying+capacity

543 Джерело: World population monitoring 2001, United Nations

(http://www.un.org/esa/population/publications/wpm/wpm2001.pdf)

544 Дивіться есе «ВСТУП ДО СТІЙКОГО МИСЛЕННЯ», розділ «Ефемеризація».

Звісно, тут не мається на увазі, що в межах замкненої системи Землі ми маємо якусь необмежену можливість розмножуватися. Скоріше, тут висвітлюється доречність того, що означає бути стратегічними, розумними та ефективними у нашому використанні ресурсів та, як наслідок, у самому індустріальному та економічному процесі.

Сьогодні не має жодних доказів того, що ми досягли або наблизилися до продуктивної здатності Землі, якщо ми візьмемо до уваги тенденції, які розкривають наш широкий потенціал у тому, щоб «робити більше з меншого», в поєднанні з системою цінностей, яка чітко визнає, що ми, як вид, населяємо закриту систему Землі із загальними природними обмеженнями, а підтримка інтересу у збалансованості, ефективності та стійкості є нашою персональною відповідальністю перед самим собою, один одним та майбутніми поколіннями.

Під цим освітнім імперативом мається на увазі, що свідома, поінформована глобальна культура може стабілізувати рівень свого розмноження якщо буде потрібно, без зовнішнього примусу, якщо такий базовий взаємозв’язок буде розумітися належним чином. Звісно, багато можна сказати про вплив старих, традиційних вірувань, як наприклад релігійних доктрин, які вважають, що постійне та безперервне розмноження є чеснотою. Такі погляди, походження яких лежить у відсутності знань, які ми маємо насьогодні і які стосуються нашого спільного існування на обмеженій планеті, будуть ймовірно подолані природним чином через освіту (545).

Більше того, якщо проаналізувати поточні регіони посиленого зростання населення, то можна побачити, що ті хто живе у позбавленнях та бідності розмножуються швидше ніж ті, хто живе не в бідності. В той час як існують деякі суперечки стосовно того чому ця модель має місце, тут, тим не менше, простежується чіткий взаємозв’язок. Цей факт доводить, що підвищення стандарту життя людей може зменшувати рівень їхнього розмноження, а це посилює соціальний обов’язок створити більш справедливу систему розподілу ресурсів.

Виробництво їжі

Відповідно до даних «Продовольчої та сільськогосподарської організації ООН» (англ. «The United Nations Food and Agriculture Organization») один з восьми людей на Землі (близько 1 мільярда людей) страждають від хронічного недоїдання. Майже всі ці люди живуть в країнах, що розвиваються та представляють 15 відсотків населення цих країн (546). Немає необхідності пояснювати, що бідність очевидно пов’язана з цим феноменом.

Проте, осторонь від політики та бізнесу, світове сільське господарство на сьогодні виробляє на 17% більше калорій на одну людину ніж 30 років назад, не дивлячись на приріст населення на 70%. Існує достатньо їжі, щоб надавати кожному у світі принаймні 2,720 кілокалорій (Ккал) на день, що є більш ніж достатньо для підтримки хорошого стану здоров’я для більшості (547,548). Тому, існування такої великої кількості хронічно голодних людей в розвинутому світі сьогодні вказує як мінімум на те, що щось тут фундаментально не так із самим глобальним індустріальним та економічним процесом, а не з продуктивною здатністю землі або з людською здатністю достатньо обробляти ресурси.

545 На сьогоднішній день існує великий страх, що зменшення або спроби направити населення до більш стійких моделей розмноження неодмінно являє собою насильницьке обмеження само по собі. Майбутні покоління, в результаті доступу до більшої кількості інформації про продуктивну здатність планети, будуть розуміти, що невгамовна «свобода» розмноження є, в багатьох аспектах, сама по собі актом насильства проти ненароджених дітей, і самої людської раси, якщо запаси ресурсів та цілісність навколишнього середовища не береться до уваги в процесі.

546 Джерело: Globally almost 870 million chronically undernourished - new hunger report, FAO

(http://www.fao.org/news/story/en/item/161819/)

547 Джерело: Reducing poverty and hunger..., FAO

(http://www.fao.org/docrep/003/y6265e/y6265e03.htm)

548 Джерело: How Many Calories Should I Eat?, MNT

(http://www.medicalnewstoday.com/articles/245588.php

Відповідно до даних Інституту інженерів-механіків: «[Ми] виробляємо [глобально] близько чотирьох мільярдів метричних тонн їжі на рік. Проте через погані практики в збиранні, зберіганні та транспортуванні, так само як і нераціональне ринкове та споживче використання ресурсів, підраховано, що 30-50% (або 1,2-2 мільярди тонн) всієї їжі, що виробляється ніколи не досягає людського шлунку. Більше того, ця цифра не відображає той факт, що велика частина землі, енергії, добрив та води також втрачаються при виробництві продуктів харчування, які в кінцевому рахунку просто марнуються (549)»

За словами дослідника харчових відходів Валентина Турна «кількості калорій, які потрапляють на смітник у Північній Америці та Європі було б достатньо, щоб нагодувати голодних усього світу більше трьох разів (550)».

Економічно, моделі марнування країн Першого світу можуть породжувати посилення ціни на глобальну поставку їжі через посилений попит, що є результатом цих же моделей марнування. Іншими словами, країни Першого світу посилюють епідемію світового голоду своїми моделями марнування на етапі споживання, тому що попит, який посилюється в результаті збільшення марнування піднімає цінову вартість вище тієї, що є доступною для багатьох.

В той час як для світу споживання звичайно існує освітній імператив для того, щоб розглянути доцільність своїх моделей споживання в поточному кліматі, як відносно того, що стосується реального марнування їжі так і відносно його впливу на глобальний рівень цін через посилений попит, який виникає через це марнування, стає очевидним, що найбільш ефективними та практичними засобами для подолання цієї глобальної неефективності є «оновити» саму систему виробництва їжі за допомогою сучасних методів. Це, в поєднанні з обміркованою локалізацією самого процесу для зменшення широкого спектру марнування, який спричиняється неефективністю в сучасному глобальному ланцюгу постачання їжі (551), не лише зменшило би ці проблеми в загальному, а також значною мірою підвищило би продуктивність, якість продуктів та обсяг виробництва в загальному.

В той час як активне використання орної землі та основаного на землі сільського господарства буде все ще мати місце (в ідеалі, звісно, разом з більш стійкими практиками ніж ті, які ми використовуємо сьогодні) (552), значна доля тиску може бути з часом зменшена завдяки прогресивним безґрунтовим методам, які потребують менше води, менше добрив, менше пестицидів (або взагалі їх повне виключення), менше землі та менше праці. Такі виробничі потужності сьогодні можуть бути побудовані в урбаністичних умовах міста або навіть в морі, далеко від берегової лінії (553).

Мабуть, найбільш перспективним з усіх цих упорядкувань є те, що сьогодні відоме як вертикальне фермерство (554). Вертикальне фермерство пройшло випробовування у багатьох регіонах, де показало надзвичайно перспективні результати стосовно ефективності. Екстраполяція цих статистичних даних у поєднанні з паралельними тенденціями прогресу (посилення в ефективності) механізмів пов’язаних з цим процесом,

549 Джерело: Feeding the 9 Billion: The tragedy of waste, IME,

(http://www.imeche.org/knowledge/themes/environment/global-food)

550 Джерело: Author: European food waste adds to world hunger, dw.de

(http://www.dw.de/author-european-food-waste-adds-to-world-hunger/a-15837215)

551 Для довідок: Food waste within food supply chains: quantification and potential for change to 2050

(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2935112/)

552 Орний шар ґрунту це верхній шар землі, який містить найбільшу концентрацію органічної матерії та мікроорганізмів і з якого рослини отримують переважну більшість поживних речовин. Сьогодні, він зникає тривожними темпами в першу чергу через традиційні практики сільського господарства, як наприклад через монокультуру (практика посадки однієї і тієї ж сільськогосподарської культури знову і знову). Більше того, ерозія ґрунтів стрімко посилюється, що приводить до великої кількості проблемних наслідків через неефективні фермерські практики.

Для довідок: (http://www.ewg.org/losingground/)

553 Для довідок: http://newearthdaily.com/floating-vertical-farms-could-feed-the-world-with-cheap-plentiful-produce/

554 Діксон Деспом’єр, професор наук екологічного здоров’я та мікробіології Колумбійського університету, у 1999 році зробив відомою ідею вертикального фермерства.

вказує на те, що майбутнє виробництво їжі в достатку не тільки будуть використовувати менше ресурсів на одиницю випуску продукції (порівняно з поточними традиціями, які базуються на землі), призводити до меншого марнування, мати менший екологічний відбиток, підвищувати якість їжі і таке інше; вони будуть також використовувати менше поверхні планети та зроблять можливим виробництво тих видів їжі, які були колись обмежені певними кліматичними умовами або регіонами, і які тепер зможуть вирощуватися практично всюди в закритих, вертикальних системах.

В той час як підходи до цього варіюються, загальнопоширені методи включають системи сівозміни в прозорих обгороджених корпусах з використанням природного світла, в поєднанні з обслуговуючими водними та живильними системами гідропоніки (555), аеропоніки (556) та/або аквапоніки (557). Тут також використовуються системи штучного світла разом з іншими засобами поширення природного світла, такими як використання систем параболічних дзеркал, які можуть переміщувати світло без електрики (558). Для цих споруд все більше й більше загальнопоширеними є системні підходи «перетворення відходів на енергію» (559), які застосовуються разом з прогресивними енергосистемами основаними на регенеративних процесах або локалізованих джерелах. Продуктивність цих різноманітних підходів значною мірою посилюється, оскільки їжа може вирощуватися майже 24 години на добу, сім днів на тиждень.

Загальнопоширеним запереченням щодо такого виду фермерства в більшості є питання їхнього енергетичного відбитку, де критикується використання штучного світла в деяких його варіантах як занадто енергоємне. Тим не менше, використання систем відновлюваних джерел енергії, таких наприклад, як фотовольтаїка, в поєднанні з регіональним розміщенням, яке є найбільш сприятливим для відновлюваних методів, як наприклад біля хвиль, припливів або геотермальних джерел, являє собою реальне рішення для стійкої, безвуглеводної енергетики.

Однак краще міркувати про це в порівняльному контексті. В США до 20% споживання викопного палива країни припадає на харчовий ланцюг відповідно до даних «Продовольчої та сільськогосподарської організації ООН» (FAO), які вказують на те, що використання викопного палива системами виробництва їжі в розвинутому світі «часто перевищує його використання в автомобілях» (560).

В Сінгапурі, система вертикальних ферм, яку зазвичай споруджують у прозорих корпусах використовує автоматизовану гідравлічну систему замкненого циклу для того, щоб циклічно обертати урожай між сонячним світлом та подачею органічних поживних речовин, де витрати на електроенергію для одного корпусу складають лише близько $3 на місяць (561).

555 Визначення: “Вирощування рослин в розчині поживних речовин замість ґрунту”

(http://www.thefreedictionary.com/hydroponics)

556 Визначення: Техніка вирощування рослин без ґрунту або у гідропонній середі. Рослини тримаються над системою, яка постійно розпилює на коріння збагачену поживними речовинами воду. Також насить назву аерокультура.

(http://www.thefreedictionary.com/aeroponic)

557 Визначення: Аквакультура є симбіотичним вирощуванням рослин та водних тварин у рециркулюючій системі.

(http://www.growingpower.org/aquaponics.htm)

558 Джерело: What is Vertical Farming?, Jake Cox, 2009 р.

(http://www.onearth.org/blog/what-is-vertical-farming)

559 Для довідок: Waste to Energy, alternative-energy-news.info

(http://www.alternative-energy-news.info/technology/garbage-energy/)

560 Джерело: All About: Food and fossil fuels, cnn.com

(http://edition.cnn.com/2008/WORLD/asiapcf/03/16/eco.food.miles/)

561 Джерело: Feeding 9 Billion: Vertical Farming – Singapore

(http://www.offgridworld.com/feeding-9-billion-vertical-farming-singapore-video/)

Повідомляється, що ця система є в десять разів продуктивнішою в розрахунку на один квадратний фут ніж традиційне фермерство, і споживає набагато менше води, праці та добрив, як вже повідомлялося раніше. Тут також по суті немає транспортних витрат враховуючи, що вся продукція розподіляється локально, зберігаючи більше ресурсів та енергії.

В загальному, на даний момент існує цілий спектр таких програм, але в багатьох випадках сьогодні використовуються вже існуючі структури, які не призначені для такої роботи (562). В Чикаго (Іллінойс, США) діє найбільша в світі сертифікована органічна вертикальна ферма. В той час як вона в більшості виробляє зелень для місцевих ринків Чикаго, ці 90,000 квадратних футів виробничих потужностей використовують систему аквапоніки (563), де відходи риб тиляпії дають поживні речовини для рослин. Повідомляється, що ферма зберігає 90% своєї води в порівнянні з методами традиційного фермерства, і не має ніяких сільськогосподарських стоків. На додаток до цього, всі її відходи, такі як наприклад коріння рослин, стебла та навіть упаковка, яка піддається біологічному розпаду сумісно переробляється, що робить відходи цих виробничих потужностей нульовими (564).

Сучасні статистичні дані варіюються по відношенню до ефективності, часто через грошові обмеження та властиві їм проблеми рентабельності. Як і з більшістю в ринковій системі, перспективні технології знаходять свій розвиток лише якщо вони доводять свою конкурентоздатність. Враховуючи наскільки ці ідеї є новими, ми не можемо чекати, що ми побачимо багато прикладів їх втілення, так само як не можемо чекати, що побачимо оптимізацію таких методів до високої міри для їх оцінювання без «схвалення ринку».

Тим не менше, ми можемо екстраполювати усвідомлений потенціал існуючих систем, масштабуючи їх застосування так, якби вони були впроваджені в кожному великому місті, в своїй відносно найбільш ефективній формі. Наступний список підтверджує перевагу цього підходу над сучасними традиційними методами, які базуються на землі. Він показує не лише більш стійку, але й більш продуктивну практику, яка може, в сумісності з вже існуючими методами, багато разів задовольнити все світове населення їжею основаною на овочах (565).

Різноманіття:

На відміну від традиційного фермерства, вертикальні ферми можна споруджувати будь-де, навіть на воді, використовуючи збільшення кількості висхідних рівнів для примноження продуктивної здатності. (тобто десятиповерхова ферма буде виробляти 1/10 продуктивності 100-поверхової ферми). Таке використання простору в більшості обмежується архітектурними можливостями. Більше того, рослини можуть вирощуватися «на замовлення» в багатьох аспектах, тому що знімаються регіональні обмеження, оскільки ці ферми можуть вирощувати практично будь-що.

Зменшене використання ресурсів:

Вертикальні ферми використовують в значній мірі менше води та пестицидів, і є більш сприятливими для застосування невуглеводних методів живлення та удобрення. Їхнє використання енергії може варіюватися базуючись на прикладних застосовуваннях,

562 Джерело: 'Mega' Indoor Vertical Farm: Chicago Suburb New Home To Nation's Largest Such Facility

(http://www.huffingtonpost.com/2013/03/28/mega-indoor-vertical-farm_n_2971328.html)

563 Аквапоніка це система виробництва їжі, яка поєднує звичайну аквакультуру (вирощування в резервуарах водних тварин, таких як слимаки, риби, річкові раки або креветки) з гідропонікою (вирощуванням рослин у воді) у симбіотичному середовищі.

564 Джерело: World’s largest vertical farm is certified organic

(http://www.forumforthefuture.org/greenfutures/articles/world%E2%80%99s-largest-vertical-farm-certified-organic)

565 Варто зазначити, що всі важливі необхідні поживні речовини є технічно доступними у рослинному виді продукції. Всупереч поширеним віруванням, продукти тваринного походження є непотрібними для підтримки високої якості харчування людини. Шість основних класів поживних речовин (вуглеводи, жири, харчові волокна, мінерали, білки та вітаміни), не кажучи про воду, можуть бути всі знайдені у рослинному угрупуванні. (Це не лише аргумент для «вегетаріанства», це просто факт).

але при їхніх найбільш ефективних налаштуваннях вони використовують набагато менше енергії як для живлення самої ферми, так і стосовно відсутності у даному випадку потреби у надлишкових вуглеводних добривах та транспорті, який живиться продуктами нафтопереробки, що є тяжким тягарем у сучасних, фермерських процесах.

Більша стійкість та менша екологічна шкода:

Сучасні традиції фермерства визнаються як одні з найбільш екологічно руйнівних процесів сучасного суспільства. За словами журналіста-еколога Рені Чо:

«На 2008 рік 37.7% земель планети та 45 % землі США використовувалися для сільського господарства. Вторгнення людей в дикі землі призвело до поширення інфекційних захворювань, втрати біорізноманіття та руйнування екосистем. Інтенсивна обробка землі та погані методи обробітку ґрунтів привели до деградації сільськогосподарських земель планети. Кожного року використовуються мільйони тонн токсичних пестицидів, які забруднюють поверхневі та ґрунтові води, і ставлять під загрозу живу природу.

Сільське господарство є відповідальним за 15% світового викиду парникових газів, а його використання викопного палива налічує одну п’яту всього використання цього виду палива в США, яке в більшості застосовується для приведення в дію сільськогосподарського обладнання, транспорту їжі та виробництва добрив. Оскільки надлишки добрив змиваються в річки, струмки та океани, то це може призводити до евтрофікації: розмножується цвітіння водоростей; коли вони помирають, їх поїдають мікроби, які використовують майже весь кисень у воді; результатом є мертві зони, які вбивають усе водне життя. На 2008 рік, у світі налічувалося 405 мертвих зон… більш ніж дві-третини світової прісної води використовується для ведення сільського господарства (566)».

Постдефіцитна продуктивність:

Вчені колумбійського університету працюючи над системами вертикальних ферм визначили, що для того щоб прогодувати 50 000 людей, потрібна 30 поверхова будівля розміром з квартал Нью-Йорка (567). Грубо кажучи, квартал Нью-Йорка займає десь близько 6,4 акрів (568). Якщо ми екстраполюємо ці дані в контексті міста Лос-Анджелес, Каліфорнія, США, з населенням близько 3,9 мільйонів (569), та загальною площею біля 318,912 акрів (570), то для того, щоб нагодувати всіх місцевих жителів, потрібно було б близько 78 таких тридцятиповерхових споруд, кожна з яких би покривала 6,4 акрів землі. В сумі, для того, щоб прогодувати все населення потрібна площа, яка становить 0,1% загальної територіальної площі Лос-Анджелеса (571).

Суша, що займає близько 29% поверхні Землі, складає 36,794,240,000 акрів, а людське населення на кінець 2013 року складало 7.2 мільярди (572). Якщо ми екстраполюємо той же базис 30 поверхових вертикальних ферм, які займають 6,4 акрів для годування 50 000 чоловік, то ми прийдемо до того, що в теорії, для того, щоб прогодувати все світове населення нам потрібно 144 000 вертикальних ферм (573).

566 Джерело: Vertical Farms: From Vision to Reality

(http://blogs.ei.columbia.edu/2011/10/13/vertical-farms-from-vision-to-reality/)

567 Джерело: Country, the City Version: Farms in the Sky Gain New Interest

(http://www.nytimes.com/2008/07/15/science/15farm.html?_r=0

568 В загальному, в Нью-Йорку середня довжина північно-південного кварталу складає 1/20у милі або 264 футів. Довжина східно-західного кварталу складає близько 1/5у милі або 1056 футів. Отже, прямокутний квартал займав би 264 x 1056 = 278,784 квадратних футів, що дорівнює 6,4 акрів.

569 Джерело: United States Census Bureau, 2013 (http://www.census.gov/)

570 Площа міста Лос-Анджелес складає 498,3 квадратних миль, які можна перевести у 318 912 акрів.

571 Загальна площа 78 будівель, кожна з яких займає 6,4 акрів, в загальному дорівнює 499,2 акрів, а це становить 0.15% всієї площі Лос-Анджелеса (318 912 акрів).

572 Джерело: worldometers.info (http://www.worldometers.info/world-population/)

573 7,2 мільярда (загальна чисельність населення) поділених на 50 000 (виробнича потужність однієї 30 поверхової вертикальної ферми) дорівнює 144 000 необхідних споруд.

В сумі, площа, необхідна для розміщення цих ферм, складає 921 600 акрів (574). Враховуючи, що близько 38% (13 981 811 200 акрів) всіх земель планети Земля в даний момент використовуються для традиційного сільського господарства (575), ми бачимо, що нам потрібно лише 0.006% землі, яка сьогодні використовується для сільського господарства, щоб задовольнити ці виробничі потреби (576).

Зараз, ця екстраполяція є чисто теоретичною і цілком очевидним є те, що до уваги повинно братися багато інших факторів, що стосуються розміщення таких фермерських системи та їх критичних особливостей. Також, в межах статистичних даних використання земель на 38%, багато цієї землі використовується для вирощування худоби, а не лише для вирощування врожаю. Однак, вихідні статистичні дані здаються абсолютно неймовірними стосовно можливостей ефективності та продуктивності. По суті, якщо б ми теоретично взяли лише ті землі, які в даний момент використовуються тільки для вирощування врожаю, що складають близько 4 408 320 000 акрів (577), заміняючи такий процес вирощування оснований на землі лише на такі 30 поверхові системи вертикальних ферм (розміщенні поряд одна за одною), обсягу виробництва було б достатньо, щоб прогодувати 34 440 000 000 000 (34,4 трильйони) людей (578).

Враховуючи, що нам буде потрібно прогодувати лише 9 мільярдів людей до 2050 року, нам потрібно використовувати близько 0.02% цієї теоретичної продуктивності, що, можна стверджувати, ймовірно робить сумнівними будь-які здавалося б практичні заперечення, що є звичайними для екстраполяції згаданої вище. У якості останнього зауваження варто зазначити, що білки, які є легко доступними в рослинному світі все ще ставляться під питання в наші дні що стосується зацікавленості у виробництві м’яса. З точки зору стійкості, ігноруючи загальні моральні питання та вірогідно негуманні практики, які все ще є загальнопоширеними для індустріалізованого вирощування худоби, виробництво м’яса є екологічно шкідливим актом сьогодні.

Відповідно до даних Міжнародного науково-дослідницького інституту тваринництва (ILRI), системи тваринництва займають близько 45% поверхні Землі (579). Відповідно до даних Продовольчої та сільськогосподарської організації ООН (FAO), тваринницький сектор виробляє більше парникових газів ніж сучасний транспорт, що їздить на бензині (580). Враховуючи також, що 90% всієї великої риби, яка колись процвітала в океані зникла через надмірне виловлювання (581), нові рішення стають ще більш необхідними.

Одним з таких рішень є аквакультура, яка є фермерством безпосередньо по вирощуванню риби, ракоподібних та їм подібних. Цей прямий підхід, у випадку його стійкого застосування, може задовольнити людське споживання багатою на білок рибою вирощеною на фермах, заміщуючи попит на м’ясо, виробництво якого базується на землі. Іншим підходом є виробництво «м’яса у пробірці». М’ясо у пробірці може бути

574 6.4 (акра на одну ферму) помножено на 144 000 (вертикальних ферм) = 921 600 акрів.

575 Джерело: Farming Claims Almost Half Earth's Land, New Maps Show

(http://news.nationalgeographic.com/news/2005/12/1209_051209_crops_map.html)

576 921 600 (акрів землі необхідних для розміщення вертикальних ферм) становлять 0.006581% від 13 981 811 200 акрів (загальна площа земель планети, яка використовується сільським господарством як для рослинництва так і для тваринництва).

577 Джерело: Farming Claims Almost Half Earth's Land, New Maps Show

(http://news.nationalgeographic.com/news/2005/12/1209_051209_crops_map.html)

578 4,408,320,000 (загальна площа землі, яка в даний час використовується лише для вирощування врожаю на планеті) ділиться на 6,4 акрів (що є, як було визначено, достатньою площею, щоб прогодувати 50 000 людей) 688 800 000 разів. Цифру 688 800 000, яка відображає кількість можливих виробничих потужностей, кожна з яких може виготовляти достатньо їжі для того, щоб прогодувати 50 000 чоловік, можна перевести у обсяг виробничих потужностей, які можуть прогодувати 34 440 000 000 000 людей (688 800 000 x 50 000 = 34 440 000 000 000).

579 Джерело: Livestock and climate change

(http://cgspace.cgiar.org/bitstream/handle/10568/10601/IssueBrief3.pdf)

580 Джерело: Livestock a major threat to environment

(http://www.fao.org/newsroom/en/News/2006/1000448/index.html)

581 Джерело: Big-Fish Stocks Fall 90 Percent Since 1950, Study Says

(http://news.nationalgeographic.com/news/2003/05/0515_030515_fishdecline.html)

виготовлено у вигляді смужок м’язового волокна, яке вирощується шляхом злиття клітин-попередників, ембріональних стовбурових клітин або спеціалізованих сателітних клітин знайдених у м’язовій тканині. Цей вид м’яса зазвичай вирощується у біореакторах.

Хоча і на експериментальному рівні, в 2013 році у Лондоні був приготований та з’їдений перший у світі лабораторно вирощений гамбургер (582). Інші вигоди включають також зменшення хвороб, які беруть своє походження в тваринництві і які є дуже поширеними, разом з можливістю уникання певних негативних для здоров’я характеристик традиційного м’яса, як це наприклад відбувається у виробництві при видаленні жирних кислот.

Чиста вода

Враховуючи, що людський організм без прісної води може прожити лише кілька днів (583), доступний для всіх достаток цього найбільш базового ресурсу є критичним. Більше того, вода є основою багатьох промислових методів виробництва, включаючи також саме сільське господарство. Прісна вода це поширена в природі вода, яка міститься на земній поверхні у вигляді льодовикових щитів, льодовикових шапок, льодовиків, айсбергів, боліт, ставків, озер, річок та струмків, а також під землею у вигляді підземних вод у водоносних шарах та підземних течій. 97% усієї води на планеті Земля є солоною і не може споживатися напряму.

Відповідно до даних Всесвітньої організації охорони здоров'я: «Близько 2,6 мільярдів людей – половина всіх країн, що розвиваються – відчувають нестачу навіть у простих «налагоджених» вбиральнях, а 1,1 мільярд людей не мають доступу до будь-якого виду налагодженого джерела питної води. Прямим наслідком цього є:

● 1.6 мільйонів людей помирають щороку від шлунково-кишкових захворювань (включаючи холеру), що є властивим для відсутності доступу до безпечної питної води та базової санітарії, і 90% із цих смертей припадають на дітей віком до 5 років, головним чином у країнах, що розвиваються;

● 160 мільйонів людей інфіковані шистосомозом, що призводить до десятків тисяч смертей щороку; 500 мільйонів людей перебувають під ризиком трахоми з яких 146 мільйонів перебувають під загрозою сліпоти, і ще 6 мільйонів перед загрозою послаблення зору;

● Кишкові глисти (аскаридоз, трихоцефальоз та анкілостомоз) є поширеною проблемою у країнах, що розвиваються через невідповідну якість питної води, санітарії та гігієни, де 133 мільйонів людей страждають від великої кількості інфекцій пов’язаних з кишковими глистами; щороку відбувається близько 1,5 мільйонів випадків клінічного гепатиту (584)».

Відповідно до даних ООН, до 2025 року, приблизно 1,8 мільярдів людей будуть жити в областях уражених нестачею води, а 2/3 всього світового населення буде жити в областях з низькою якістю води (585). Так само як і з більшістю всіх сучасних світових проблем пов’язаних з ресурсами, ця проблема пов’язана з поганим управлінням та відсутністю індустріальних програм. З точки зору управління, сума води, яка марнується у

582 Джерело: World's first lab-grown burger is eaten in London

(http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-23576143)

583 Прісна вода визначається як вода, яка не містить солей і може використовуватися для споживання людиною або інших процесів, як наприклад для сільського господарства.

(http://www.merriam-webster.com/dictionary/freshwater)

584 Джерело: Health through safe drinking water and basic sanitation

(http://www.who.int/water_sanitation_health/mdg1/en/)

585 Джерело: Freshwater Crisis

(http://environment.nationalgeographic.com/environment/freshwater/freshwater-crisis/)

світі через забруднення, надмірне використання та неефективну інфраструктуру є велетенською. Близько 95% всієї води, яка поступає в більшість будинків людей зливається назад в каналізацію після одноразового використання (586).

Системним рішенням для оптимізації такого використання є проектування кухонь та ванних кімнат таким чином, щоб вони перехоплювали воду для різних цілей. Наприклад, вода, яка протікає через раковину або душ може використовуватися для туалету. Різні компанії недавно почали повільно впроваджувати такі ідеї на практиці, але в загальному більшість інфраструктур не роблять нічого подібного щоб нагадувало схеми повторного використання. Те ж саме можна сказати про великі комерційні будівлі, які можуть створювати мережі повторного використання скрізь по всій будівлі, в поєднанні зі збором дощової води задля інших цілей, і таке інше.

Забруднення води є іншою проблемою, яка впливає як на розвинуті країни так і на країни, що розвиваються на багатьох рівнях. За оцінками Управління з охорони навколишнього середовища США (EPA) 850 мільярдів галонів необроблених викидів (відходів) зливаються у водойми щороку, призводячи до більші ніж 7 мільйонів захворювань щорічно (587). По оцінках Центру з управління водою «третього світу» лише приблизно від 10% до 12% стічних вод в Латинській Америці обробляється належним чином. Місто Мехіко, наприклад, «експортує» свої необроблені стічні води місцевим фермерам.

В той час як фермери це цінують, тому що вода підвищує врожайність, стічні води дуже сильно забруднені патогенними мікроорганізмами та токсичними хімічними речовинами, що являють собою серйозний ризик для здоров’я як самих фермерів так і споживачів сільськогосподарської продукції, яка вирощується на цій території. В Індії, великі міста виливають необроблені стічні води у водойми, які служать для поставки питної води. Місто Делі, наприклад, виливає стічні води безпосередньо в річку Ямуна – джерело питної води для близько 57 мільйонів людей (588).

При пошуку рішень цієї проблеми потрібно в тому числі звернути увагу на широку неефективність, причиною якої є грошові обмеження більшості держав для того, щоб установити належні системи відходів, в поєднанні з імперативом промислового дизайну включити технічні прийоми систем повторного використання для того, щоб краще зберігати та користуватися нашими існуючими ресурсами.

Крім цього, найбільш значним, широким рішенням для вирішення цих проблем, яке б не лише полегшило зменшення поточних проблем із водою, які вражають більш ніж 2 мільярди людей, але й також дозволило б перейти до умов відносного достатку прісної води для всіх людей, є використання сучасних (а) очисних систем та (б) систем опріснення як у макроіндустріальних так і у мікроіндустріальних масштабах.

(a) Очищення:

Прогрес у очищенні води дуже стрімко пришвидшився разом з появою нових технологічних варіацій у цьому підході. Мабуть одним з найбільш ефективних на сьогоднішній день є те, що називається «ультрафіолетова (UV) дезінфекція». Цей процес застосовується у широких масштабах, потребує мало енергії та спрацьовує дуже швидко.

За словами інженера Ашока Гаджила, винахідника портативних ультрафіолетових систем: «З точки зору використання енергії, 60 ват електричної енергії – що можна прирівняти до потужності однієї звичайної настільної лампи – достатньо, щоб дезінфікувати воду зі швидкістю одна тонна на годину, або п'ятнадцять літрів на хвилину… Такої кількості води достатньо, щоб задовольнити потреби у питній воді

586 Джерело: Water: Use Less-Save More, Jon Clift & Amanda Cuthbert, 2007 р.

587 Джерело: Compliance and Enforcement National Priority: Clean Water Act, Wet Weather, Combined Sewer Overflows

(http://www.epa.gov/compliance/resources/publications/data/planning/priorities/fy2008prioritycwacso.pdf)

588 Джерело: Water Quality: An Ignored Global Crisis

(http://www.businessweek.com/articles/2013-03-21/water-quality-an-ignored-global-crisis)

місцевого населення кількістю 2000 чоловік (589)». Цей прилад, розроблений Гаджилом для бідних сільських зон може працювати від сонячних панелей та важить лише 15 фунтів і не має ніяких токсичних викидів.

Звісно, це не панацея. В той час як дезінфекція ультрафіолетом дуже добре працює проти бактерій та вірусів, вона є менш ефективною для інших типів забруднення, таких, наприклад, як суспендовані тверді частинки, каламутність, колір або розчинна органічна матерія (590). При застосуванні у великих масштабах, ультрафіолет часто поєднується з більш стандартною обробкою, з такою наприклад як хлорування, як це відбувається з найбільшим у світі заводом по дезінфекції питної води ультрафіолетом у Нью-Йорку, що може обробляти 2,2 мільярда американських галонів (8 300 000 кубічних метрів) на день (591). Це складає 3 029 500 000 кубічних метрів на рік.

Одна середньостатистична людина у Сполучених Штатах споживає 2842 кубічних метрів на рік (592). Сюди також входить прісна вода, яка використовується для промислових потреб, а не лише для прямого споживання (пиття). Середній показник у світі складає 1385 кубічних метрів на рік (593). Китай, Індія та Сполучені Штати на сьогодні є найбільшими споживачами прісної води у світі і більшість цієї води використовується у виробництві, головним чином у сільському господарстві (594). По суті, близько 70% всієї прісної води у світі використовується в сільському господарстві (595).

Заради чисто статистичного аргументу, ігноруючи дуже важливий розгляд стратегічного використання води, систем повторного її використання та можливостей її зберігання шляхом прогресивних та ефективних індустріальних застосувань, давайте розглянемо просте питання: що потрібно для того, щоб дезінфікувати (припускаючи, що це є необхідним) всю прісну воду, яка в даний момент використовується світовим населенням по середньому показнику, в усіх контекстах? Враховуючи середній показник у світі, який складає 1385 кубічних метрів та кількість населення в 7,2 мільярди, ми прийдемо до загального щорічного споживання в 9,972 трильйони кубічних метрів.

Використовуючи дані продуктивної здатності заводу по дезінфекції питної води ультрафіолетом у Нью-Йорку, яка складає грубо кажучи 3 мільярди кубічних метрів на рік, як базу установки таких заводів, ми побачимо, що нам потрібно 3 327 таких заводів у всьому світі (596). Нью-йоркський завод займає близько 3,7 акри (160 000 квадратних футів) (597). Це означає, що в теорії потрібно близько 12 309 акрів землі для того, щоб забезпечити очистку всієї прісної води, яка в даний момент споживається усім світовим населенням. Звісно, немає необхідності казати, що існують багато інших «послідуючих» факторів, які вступають в дію, як наприклад, потреба в електроенергії в поєднанні з критичною важливістю розміщення.

Тим не менше, давайте розглянемо це в ширшому, більш продуманому порівнянні. Одні лише військові сили США, які мають 845 441 військових будівель та баз, займають близько 30 мільйонів акрів землі у світі (598). Потрібно лише 0,04% цієї землі для того,

589 Джерело: Ashok Gadgil on safe drinking water

(http://www.renegademedia.info/books/ashok-gadgil.html)

590 Джерело: Ultraviolet Disinfection

(http://www.nesc.wvu.edu/pdf/dw/publications/ontap/2009_tb/ultraviolet_dwfsom53.pdf)

591 Джерело: Multi-barrier Disinfection Strategy - New York City (Case Study)

(http://www.trojanuv.com/uvresources?resource=403)

592 Джерело: waterfootprint.org

(http://www.waterfootprint.org/?page=cal/waterfootprintcalculator_national)

593 Джерело: Там же.

594 Джерело: Which Nations Consume the Most Water?

(http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=water-in-water-out)

595 Джерело: worldometers.info (http://www.worldometers.info/water/)

596 9 трильйонів 972 мільярди поділено на 3 мільярди.

597 Джерело: Catskill-Delaware Water Ultraviolet Disinfection Facility

(http://en.wikipedia.org/wiki/Catskill-Delaware_Water_Ultraviolet_Disinfection_Facility#cite_note-nyc_pr-1)

598 Джерело: The Worldwide Network of US Military Bases

(http://www.globalresearch.ca/the-worldwide-network-of-us-military-bases/5564)

щоб продезінфікувати всю прісні воду, яка споживається у світі, якби це було потрібним в таких масштабах, що таким не є.

B) Опріснення

Крім реалістичних можливостей масового глобального очищення забрудненої прісної води, імовірно, найбільш потужними засобом для того, щоб забезпечити поставку придатної до вживання, питної води є її перетворення прямо із солоного джерела, тобто з океану. Враховуючи, що більшість води, яку містить планета є солоною, лише один цей метод, при його правильному використанні, забезпечить глобальний достаток води.

Найбільш поширеним методом опріснення, який існує на сьогоднішній день є «зворотній осмос», процес, який виймає водні молекули із солоної води, залишаючи іони солі у залишковій ропі, яка є побічним продуктом відходів. Відповідно до даних Міжнародної асоціації опріснення: «в даний момент, на зворотній осмос (ЗО)… припадає близько 60% всіх встановлених виробничих потужностей, за яким йде термальний процес багатоступеневого миттєвого випарювання (англ. «MSF» або «multi-stage flash»), який складає 26% та метод багатоколонної дистиляції (англ. «MED» або «multi-effect distillation), що складає 8,2% (599)». На 2011 рік, у світі існувало близько 16 000 дистиляційних заводів, а загальна світова продуктивність всіх оперативних (тобто діючих) заводів складала 66,5 мільйони кубічних метрів в день, або приблизно 17,6 мільярдів американських галонів на день (600).

Як і з будь-якою технологією, багато прогресивних методів, які сьогодні розглядаються у якості «експериментальних», пропонують потужне посилення ефективності при розвитку цих тенденцій. Один з таких методів називається ємнісним опрісненням (ЄО), відомим також як ємнісна деіонізація (ЄД). Він показав свою високу ефективність в плані використання енергії, нижчого тиску, відсутність мембранних компонентів та відсутність шкідливих викидів на відміну від традиційних практик. Його також можна дуже легко нарощувати, оскільки для цього потрібно просто збільшити кількість електронів потоку в системі (601).

В цілому, якщо ми розглянемо існуючі в загальному методи в поєднанні з новими методами, ми побачимо загальну тенденцію посилення ефективності як у збереженні енергії так і у продуктивності (602). Після цієї коротенької примітки, подальший фокус цієї екстраполяції в напрямі «постдефіцитного» застосування опріснення води буде включати лише поточні, перевірені методи, які вже застосовуються, а саме - систему зворотного осмосу.

Вікторіанський опріснюючий завод є прогресивним заводом з опріснення морської води методом зворотного осмосу, який розміщується поблизу міста Вогтаггі, Бас-кост, в південній Вікторії, Австралія. Він був збудований в грудні 2012 року. Він може виробляти, по скромним розрахункам, близько 410 000 кубічних метрів опрісненої води на день (150 мільйонів кубічних метрів на рік) (603), в той час як площа, яку він займає становить близько 20 гектар (приблизно 50 акрів землі) (604). Оскільки, як вже зазначалося раніше, загальне, щорічне споживання води у світі на сьогодні складає

598 Джерело: The Worldwide Network of US Military Bases

(http://www.globalresearch.ca/the-worldwide-network-of-us-military-bases/5564)

599 Джерело: Desalination Overview (http://www.idadesal.org/desalination-101/desalination-overview/)

600 Джерело: Там же.

601 Джерело: Flow electrodes may enable large-scale sea water desalination

(http://www.rsc.org/chemistryworld/2013/03/sea-water-desalination-capacitive-deionisation)

602 Джерело: Advancements in Desalination

(http://www.weat.org/sanantonio/files/06%20-%20Summer%20Seminar%202013%20-%20Jim%20Lozier%20-%20Adv%20in%20Desal.pdf)

603 Джерело: Victorian Desalination Plant

(http://en.wikipedia.org/wiki/Wonthaggi_desalination_plant)

604 Джерело: Wonthaggi Desalination Plant

(http://www.onlymelbourne.com.au/melbourne_details.php?id=31996#.UljSCWRDp94)

близько 9 трильйонів 972 мільярдів кубічних метрів, то це означає, що потрібно було би 60 000 заводів (605) для того, щоб обробити всю питну воду, що використовується. Знову ж таки, ця екстремальна екстраполяція призначена для того, щоб мати якусь порівняльну точку, оскільки в дійсності нам не потрібно опріснювати так багато води.

Тим не менше, припускаючи, що нам дійсно потрібно постійно опріснювати морську воду для того, щоб відповідати потребам глобального споживання, в загальному нам би знадобилося 3 мільйони акрів землі. Земля має близько 217 490 миль берегової лінії (606), що означає, що при широкому використанні моделі, яка застосовується у місті Вогтаггі, яка займає, грубо кажучи, 20 гектарів (близько 50 акрів), при тому, що в гектарі 100 метрів (або 328 футів), припускаючи, що споруда буде мати чотири гектари по глибині та п’ять гектарів по довжині, та розміщуватися паралельно до берегової лінії, завод буде займати до 1 640 футів вздовж берега. Припускаючи, що ці 60 000 зводів будуть однакові за розмірами, це означає, що вони б зайняли 98 400 000 футів або 18 636 миль берегової лінії (8.5% від всієї світової берегової лінії).

Звісно, що це велика частка берегової лінії і при виборі відповідного місця розташування такого заводу зазвичай відіграють роль багато інших факторів. Знову ж таки, наміром даної екстраполяції не є запропонувати використання цих статистичних даних якось інакше окрім як для того, щоб дати загальне уявлення про те, що означає така продуктивність у світлі дефіциту води та стресових проблем, які виникають сьогодні. Проте, факт залишається фактом, це очевидно, що в меж такої програми через одне лише опріснення, в поєднанні із інфраструктурою та системою розподілу води для її переміщення по суші, можна задовольнити потреби людей, які страждають від нестачі води.

У якості завершального прикладу, давайте ще більше зменшимо цю абстрактну екстраполяцію і застосуємо її в умовах реального життя. Наприклад, на африканському континенті, населення якого на 2013 рік складало приблизно 1 мільярд населення (607), близько 345 мільйонів людей не мали доступу до питної води у достатній кількості (608). Якщо ми застосуємо вищезгаданий середній рівень споживання, що складає 1385 кубічних метрів на рік, намагаючись забезпечити таким об’ємом води кожного з тих 345 мільйонів людей, нам би потрібно було б виробляти 477 825 000 000 кубічних метрів щорічно.

Якщо використовувати річну продуктивність виробничих потужностей у Вогтаггі, яка складає 150 мільйонів кубічних метрів, як базову цифру, то для Африки знадобилося б 3185 50 акрів заводу вздовж берегової лінії для того, щоб задовольнити такий попит, що забрало б близько 5,223,400 футів або 989 миль (довжина берегової лінії Африки - 25,158 миль). Це складає лише 3.9% берегової лінії Африки (609).

Тим не менше, якщо б ми поділили цю цифру навпіл та використовували систему ультрафіолетового очищення води для одного сегменту та систему опріснення для іншого, то процес опріснення потребував би близько 1.9% або 494 миль берегової лінії для розміщення опріснювальних виробничих потужностей і лише 296 акрів землі для потужностей з очищення води, що є мізерною часткою відносно загальної площі суші Африки (яка складає близько 7 мільярдів акрів). Це є цілком здійсненним і очевидно що в цьому випадку, як і в усіх інших випадках, ми б стратегічно максимізували процеси з очищення, оскільки вони є більш ефективнимими, в той час як опріснення може застосовуватися для решти попиту.

605 9 трильйонів, 972 мільйони поділено на 150 мільйонів.

606 Джерело: The Coastline Paradox

(http://grokearth.blogspot.com/2012/04/coastline-paradox.html)

607 Джерело: World population (http://en.wikipedia.org/wiki/World_population)

608 Джерело: water.org (http://water.org/water-crisis/water-facts/water/)

609 Також варто зазначити, що технічно можливими є також плаваючі далеко від берега заводи (http://www.bmtdesigntechnology.com.au/design-solutions/floating-desalination-plant/)

Такі сирі статистичні дані показують, що при ультрафіолетовому та традиційному знезаражуванні, в поєднанні з традиційними процесами опріснення, які існують на даний момент, навіть ігноруючи швидкий прогрес, що відбувається у обох областях (610), який ймовірно дасть експоненціально прогресивний рівень ефективності в наступних десятиліттях, ідея про те, що ми повинні терпіти нестачу води є абсурдом. При обох цих ізольованих екстраполяціях, припускається, що буде застосовуватися лише один з методів у глобальних масштабах, припускаючи що немає іншого джерела питної води.

В реальності, враховуючи існуючий рівень все ще доступної свіжої води, в поєднанні з простим, розумним перевлаштуванням мережі схем повторного використання води задля подальшого збереження існуючої продуктивності, в поєднанні як з великомасштабними так і з маломасштабними процесами опріснення та знезараження відповідно до вимог у різних регіонах (багато з яких може живитися швидко прогресуючими процесами відновлювальної енергії), ми маємо технічну здатність довести доступність питної води до рівня абсолютного глобального достатку.

Енергія

Відновлювальні джерела енергії це джерела, які постійно поповнюються. Такі джерела включають енергію з води, вітру, сонця та геотермальних джерел. В протилежність їм, таке паливо як наприклад вугілля, нафта або природний газ є не відновлювальним оскільки воно базуються на покладах Землі, які не проявляють короткотермінової регенерації.

На початку 21го століття, можливості отримання чистої енергії з відновлювальних джерел набули суттєвого схвалення (611). Спектр застосування, масштабність та рівень ефективності, в поєднанні з прогресивними методами зберігання та передачі енергії, вірогідно зробили наші поточні методи, які головним чином основані на вуглеводневій енергії застарілими, особливо якщо брати до уваги постійні негативні наслідки їхнього використання. В той час як ядерна енергія є ефективною і деким розглядається у якості «відновлювальної» форми, її робота створює високі ризики враховуючи нестійкі матеріали, які при цьому залучаються, а великомасштабні аварії, які є на її рахунку, ставлять безпеку цього виду виробництва енергії під питання (612).

В сучасному світі, п’ятьма найбільш загальнопоширеними відновлювальними джерелами є гідроелектростанції (з дамбами), сонце, вітер, геотермальні джерела та біопаливо. На відновлювальні джерела енергії в даний час припадає близько 15% від глобального використання енергії, де гідроелектростанції налічують 97% від цієї цифри (613).

Враховуючи, що понад 1,2 мільярди людей у світі не мають доступу до електроенергії (614) в поєднанні з постійним забрудненням та періодичними кризами, які пов’язані з традиційними, невідновлювальними методами, метою цього підрозділу є показати, що небезпечні реалії пов’язані з викопним паливом та ядерною енергією є більше непотрібними. Сьогодні ми можемо забезпечити енергією весь світ багато разів чистими, відновлюваними методами з відносно малим екологічним впливом, в більшій

610 Прогресивна технологія під назвою «рогатка» (англ. “Slingshot”), яка була винайдена Діном Кейменом являє собою невелику за масштабами систему очищення води, яка може виробляти чисту воду з майже будь-якого джерела, включаючи морську воду, за допомогою парокомпресійної дистиляції. Вона не потребує фільтрів, а у якості палива може використовувати навіть коров’ячий гній.

611 Джерело: Types of Renewable Energy

(http://www.renewableenergyworld.com/rea/tech/home)

612 Джерело: Fukushima nuke pollution in sea 'was world's worst'

(http://phys.org/news/2011-10-fukushima-nuke-pollution-sea-world.html)

613 Джерело: Renewable Energy

(http://www.energyzone.net/aboutenergy/renewable_energy.asp)

614 Джерело: Energy – The Facts

(http://web.worldbank.org/WBSITE/EXTERNAL/TOPICS/EXTENERGY2/0,,contentMDK:22855502~pagePK:210058~piPK:210062~theSitePK:4114200,00.html)

мірі локалізовано, відповідно до потреб єдиної структури, міста або індустріального застосування.

Тим не менше, важливо відзначити на самому початку, що в даний момент не існує єдиного рішення. Враховуючи, що різні регіони землі мають різні схильності до отримання та використання відновлювальної енергії, їх застосування повинно розглядатися як проектування системи або мережі комбінацій різних способів. Приймаючи це до уваги, відзначаючи найбільш доцільні з цих можливостей, які створюють достаток, мабуть краще за все було б думати про отримання, видобуток та використання відновлювальної енергії у двох категоріях: (a) Великомасштабні або базового навантаження та (b) Маломасштабні або загальні системи змішаного використання.

(a) Великомасштабні або базового навантаження:

Великомасштабний виробіток, який потрібен для задоволення потреб «базового навантаження» для того, щоб живити місто або промисловий центр з високим споживанням енергії, включає чотири основні способи: (a1) геотермальні електростанції, (a2) вітряні ферми, (a3) сонячні поля та (a4) вода (океани та гідроенергетика).

(a1) Геотермальні джерела:

Геотермальні електростанції (615) це енергія, яка по суті отримується з природного тепла плавленого ядра Землі, де заводи зазвичай розміщуються в зонах, в яких відстань до великих теплових центрів є досить невеликою (616, 617). Звіт Массачусетського технологічного інституту за 2006 рік про геотермальну енергію, при просуваанні прогресивої системи вилучення енергії під назвою «EGS» (посилена геотермальна система) показав, що в Землі на даний момент є в наявності 13 000 зетаджоуль електроенергії разом з можливістю зібрати ще 2000 зетаджоуль завдяки удосконаленій технології (618).

Загальне споживання енергії в усіх країнах на планеті складає близько половини зетаджоуль (0,55) на рік (619), а це означає, що лише з одного цього середовища ми можемо отримати достатньо енергії, щоб живити всю планету тисячі років. У звіті Массачусетського технологічного інституту також було підраховано, що достатньо енергії є також і в скельних породах на глибині 10 км, яких у одних лише США достатньо, щоб забезпечити всі поточні світові потреби в електроенергії на наступні 30 000 років.

Навіть при очікуваному посиленні споживання на 56% до 2040 року, обсяг геотермальних джерел є величезним при відповідному видобуванні (620,621). Більше того, вилучення тепла з надр Землі видається абсолютно незначним в порівнянні з його запасами, що робить це джерело практично необмеженим по відношенню до фактичного людського споживання (622). Також, оскільки енергія виробляється постійно, то немає ніяких проблем з перебоями і цей тип енергії може вироблятися постійно без потреби в зберіганні.

615 Геотермальну електростанцію в цьому контексті не можна плутати з маломасштабними, геотермальними процесами нагрівання та охолодження, які використовують тепло з глибини пару футів від поверхні землі (тобто геотермальними тепловими насосами).

616 Джерело: Geothermal Energy Facts

(http://geothermal.marin.org/pwrheat.html#Q1)

617 Джерело: Back to Basics Video: What Is Geothermal Energy Anyway?

(http://www.renewableenergyworld.com/rea/video/view/back-to-basics-video-what-is-geothermal-energy-anyway)

618 Джерело: Future of Geothermal Energy

(http://geothermal.inel.gov/publications/future_of_geothermal_energy.pdf)

619 Джерело: EIA projects world energy consumption will increase 56% by 2040

(http://www.eia.gov/todayinenergy/detail.cfm?id=12251)

620 Джерело: Там же.

621 Джерело: Geothermal Energy Could Provide All the Energy the World Will Ever Need

(http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/2010/09/geothermal-energy-is-the-solution-for-the-future)

622 Джерело: Geothermal FAQs

(http://www1.eere.energy.gov/geothermal/faqs.html)

Екологічний вплив геотермального методу отримання енергії є відносно дуже низьким. Ісландія майже ексклюзивно використовує його протягом певного часу і її заводи дають надзвичайно малі викиди (не вуглецеві) в порівнянні з вуглеводними методами (623). Крім виробітку сірки, в результаті застосування техніки буріння можуть також відбуватися невеликі землетруси. Ця проблема була визнана як така, що викликана людським фактором (624) і її рішенням є вдосконалення в інженерних процесах в поєднанні з ясним розумінням характеру місця для буріння.

Що стосується розміщення, то теоретично геотермальні електростанції з видобутку енергії можливо розміщувати будь-де, якщо там вистачить потужності буріння на глибину, що поєднується з іншими покращеннями в технології (625). Тим не менше, сьогодні більшість електростанції потребують розміщення в місцях де тектонічні плити зустрічаються з Землею (626). Геотермальна карна поверхні Землі отримана з супутника може показати такі ідеальні місця дуже чітко, основуючись на виділенні тепла (627). Ці карти показують такі можливості поблизу більшості берегових ліній по всьому світу (628) і в той час коли більшість досліджень є двозначними, що стосується точного числа локацій, які можуть бути доступними, визначений потенціал в загальному є велетенським.

Міністерство енергетики США відмітило, що геотермальна енергія також займає менше території ніж інші енергетичні джерела, включаючи викопне паливо та переважаючі на даний момент відновлювані джерела енергії. Протягом більш ніж 30 років, періоду часу який зазвичай застосовується для оцінки впливу життєвого циклу різних джерел електроенергії, геотермальні виробничі потужності використовують 404 квадратних метрів землі на гігават-годину, в той час як вугільні виробничі потужності використовують 3,632 квадратні метри на гігават-годину (629). Якби ми зробили базове порівняння геотермальних електростанцій до вугільних враховуючи цю пропорцію квадратних метрів до гігават-години, то ми б побачили, що ми можемо розмістити близько дев’яти геотермальних електростанцій на території однієї вугільної електростанції (630, 631).

Більше того, важливо відзначити що нові, більш ефективні методи отримання енергії з геотермальних джерел знаходяться лише на початковому етапі відносно свого можливого потенціалу щодо обсягу виробництва. В 2013 році було оголошено про початок будівництва електростанції потужністю 1000 МВт у Ефіопії (632). Мегават це одиниця потужності, а величина потужності виражається інакше від величини енергії, яка в свою чергу, в контексті мегават, виражається як мегават-година (МВт-год). Іншими словами, енергія це сума виконаної роботи, в той час як потужність це швидкість виконання роботи. Отже, наприклад, генератор потужністю 1 МВт, який постійно працює з такою потужністю, за одну годину виробляє 1 мегават-годину (МВт-год) електроенергії.

623 Джерело: Geothermal energy emissions of little concern

(http://thinkgeoenergy.com/archives/1733)

624 Джерело: How Does Geothermal Drilling Trigger Earthquakes?

(http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=geothermal-drilling-earthquakes&page=2)

625 Джерело: First Google.Org-funded geothermal mapping reportconfirms vast coast-to-coast clean energy source

(http://www.smu.edu/News/2011/geothermal-24oct2011)

626 Джерело: Plate Tectonics

(http://science.nationalgeographic.com/science/earth/the-dynamic-earth/plate-tectonics-article/)

627 Джерело: First Google.Org-funded geothermal mapping reportconfirms vast coast-to-coast clean energy source

(http://www.smu.edu/News/2011/geothermal-24oct2011)

628 Джерело: geni.org (http://www.geni.org/globalenergy/library/renewable-energy-resources/geothermal.shtml)

629 Джерело: geo-energy.org (http://geo-energy.org/geo_basics_environment.aspx)

630 3626 м2 / 404 м2 = 8.975 квадратних метрів.

631 Варто відзначити, що геотермальні джерела, і, по суті, всі інші відновлювальні джерела, які розглядаються в цьому тексті, за своєю суттю поєднують місце видобутку або отримання енергії з місцем обробки та розподілу електроенергії. З іншої сторони, всі вуглеводі джерела потребують виробничі потужності для видобутку (тобто видобутку вугілля), а також виробничі потужності для обробки (очисні заводи) та виробництва електроенергії (електростанції), майже завжди в окремо відведених місцях. У даному прикладі, площа копалень потрібних для видобутку вугілля не береться до уваги в такому рівнянні. Простіше кажучи, відновлювальні джерела займають значною мірою менше місця і мають надзвичайно менший екологічний вплив у цьому відношенні.

632 Джерело: The Carbon Capture Report

(http://www.dailyethiopia.com/index.php?aid=1498)

Це означає, що геотермальна електростанція потужністю 1000 МВт, відпрацювавши на повній потужності протягом 24 годин на добу, сім днів на тиждень, за рік (365 днів) буде виробляти 8 760 000 МВт/рік (633). Поточне річне світове споживання складає 153 мільярдів МВт (634), що означає, що потрібно було б в абстракції 17,465 геотермальних електростанцій для того, щоб задовольнити глобальне споживання (635).

Відповідно до даних Світової асоціації вугілля, існує більше 2 300 діючих вугільних електростанцій розміщених по всьому світі (636). Використовуючи вищезгадане порівняння розмірів та продуктивності електростанцій, при якому дев’ять геотермальних електростанцій поміщаються на території однієї вугільної станції, для розміщення 17,465 геотермальних електростанцій в теорії потрібна площа 1,940637 вугільних електростанцій (84% від загальної кількості існуючих). Також, враховуючи що вугільні електростанції складають лише 41% від загального поточного світового виробництва електроенергії (638), ця теоретична екстраполяція також показує як геотермальні електростанції, при тому, що вони б на даний момент займали 84% території самих лише вугільних електростанцій (які виробляють лише 41% енергії), задовольнили б 100% світового об’єму споживання електроенергії.

При цьому всьому не буде відбуватися такого забруднення від вугільної енергетики, яка розглядається як одна з найбільш забруднюючих практик у світі разом з тим, що це спричиняє ймовірно найбільший вплив на посилення СО2 в атмосфері, що відбувається внаслідок людської діяльності.

A2) Вітрові ферми

Результати досліджень Міністерства енергетики США показали, що збір енергії з повітря на Великих рівнинах в штаті Техас, Канзас та Північна Дакота може забезпечити достатньо електроенергії для того, щоб живити всі США (639). Більш вражаючим фактом є те, що дослідження Стенфордського університету у 2005 році, які були опубліковані в журналі «Journal of Geophysical Research» показали, що якщо б використовувалося лише 20% всього потенціалу вітру, то цього було б достатньо, щоб задовольнити потребу всього світу в енергії (640).

В підтвердження цього, ще два нещодавніх дослідження непов’язаних між собою організацій, які були опубліковані в 2012, показали розрахунки, що при існуючій технології вітрових турбін Земля могла би виробити сотні трильйонів ват потужності. Це, по суті, на багато разів більше за поточне світове споживання (641). Вітрова енергія це можливо одна з найбільш простих та екологічно безпечних форм відновлювальної енергії, а масштабність її застосування обмежена лише місцем.

Використовуючи у якості базису Центр вітряної енергії Альта з площею 9000 акрів, яка має діючу потужність 1,320 МВт енергії, теоретично стає можливим щорічний обсяг виробництва в 11,563,200 МВт*год (642). Це означає, що потрібно було б 13,231 9000 акрів вітрових ферм для того, щоб досягнути поточної цифри з виробництва, що складає 153 МВт*год. Це означає, що потрібно було б 119,079,000 акрів землі (з достатнім вітром) (643). Це становить 0.3% поверхні Землі, яка була б потрібна для того, щоб забезпечувати

633 8760 (годин у році) x 1000 (МВт) = 8,760,000 МВт/рік.

634 0.55 зетаджоуль конвертується приблизно у 153 мільярдів МВт

635 153 мільярди МВт (загальне світове споживання) / 8,760,000 МВт (продуктивність геотермальної електростанції) = 17,465 геотермальних електростанцій.

636 Джерело: worldcoal.org (http://www.worldcoal.org/resources/frequently-asked-questions/)

637 17,465 / 9 = 1940.5

638 Джерело: worldcoal.org (http://www.worldcoal.org/coal/uses-of-coal/coal-electricity/)

639 Джерел