нием древесины [6, 7], особенно в США, где эти процессы в значительной мере усилились и где, в противоположность Великобритании, такое сжигание проводится почти бесконтрольно. Как мы увидим позднее, мелкомасштабные процессы сжигания древесины связаны с серьезным загрязнением окружающей среды и угрозой для здоровья человека.

Баланс диоксида углерода. Глобальный риск, связанный со сжиганием всех ископаемых видов топлива (это не касается ядерного топлива), является результатом выброса в атмосферу диоксида углерода. Вопрос, насколько это обстоятельство представляет собой риск, — явился предметом широких дискуссий, так как "парниковый" эффект может даже оказаться положительным как для климата земного шара, так и для выхода продукции сельского и лесного хозяйства. Но с другой стороны, бьши также прогнозы таких грозных явлений, как расширение мировых пустынь и катастрофический подъем уровня моря. С точки зрения общепринятого анализа степени риска, число фактов недостаточно, и можно только рассуждать по поводу эффектов непрерывного сжигания ископаемых видов топлива. Только половина углерода, выброшенного в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива в течение этого столетия, может быть фактически обнаружена в атмосфере [8].

Ежегодное поглощение углерода в процессе фотосштеза наземной биосферой и океанами составляет около 100 млрд. т., что значительно больше существующего выброса углерода в атмосферу (5 млрд. т в год).

Сведение лесов без возобновления растительного покрова ликвидирует возможность поглощения диоксида углерода, что приведет к обострению проблемы. Однако высокопродуктивное сельское хозяйство имеет потенциальные возможности поглощать, по крайней мере, столько же диоксида углерода, сколько леса (см. главу 2).

В определенных условиях рост растений может быть ограничен недостатком диоксида углерода. Таким образом, в мировом масштабе растительность может увеличить фиксацию углерода в результате по вышения его концентрации в атмосфере. Однако измерить это неболь шое увеличение выхода продуктов фотосинтеза будет затруднительным И наоборот, по простым причинам кинетического характера концентра ция СОг в окружающем воздухе может увеличиться в результате интен сификадаи сельскохозяйственного производства, предполагающего бо лее быструю смену растительного покрова. Некоторые авторы утверждают, что даже в районах, покрытых растительностью, идет чистое образование диоксида углерода [9], однако такого рода утверждения трудно подтвердить или отвергнуть до тех пор, пока нам не будет известна точная емкость поглощения СОг океанами и наземной растительностью, которая дала бы возможность рассчитать полный углеродный баланс.

6.2. СОЦИАЛЬНЫЙ АСПЕКТ

Потребность в площадях. В этом разделе рассматриваются вопросы, связанные с безопасностью использования биоэнергии для людей и окружающей среды. Уровень безопасности является значительным, и этот фактор может перевесить все остальные возражения против использования этого вида топлива. В главе 2 было показано, что теплотворная способность материалов, получаемых человеком в сельском и лесном хозяйстве, равна примерно четверти общей энергии топлива, используемого человеком. Увеличение использования энергии биомассы потребует переворота в развитии сельского и лесного хозяйства. Для производства энергии потребуется больше земли, при этом возрастет конкуренция между производством энергии и производством продовольствия, волокна и т. д. Конечно, можно предположить условия, при которых потребление энергии на душу населения составит только незначительную долю того, что существует в настоящее время. Такие предметы роскоши, как путешествия, машины, экономящие труд, материалы и продукты, произведенные с использованием энергоемких методов, будут в сильной степени ограничены. Последствия такой революции здесь не рассматриваются. Маловероятно, что такой переворот будет принят добровольно.

Проблемы наличия земельных угодий рассматриваются в главе 2. Хотя приобретение необходимых площадей плодородных земель для оптимального производства биомассы на топливо может оказаться невозможным, правительство, вероятно, сможет выделить крупные площади для производства топлива. Каких можно ожидать последствий? Последствий много, и среди них такие, как изменения в обеспечении продовольствием, занятости, благоустройства, отдыха, истощение почвы, эрозия, состояние жилищного строительства и транспорта. Если предусмотреть использование для производства биотоплива только остатков сельского и лесного хозяйства, влияние указанных изменений на состояние общества значительно снизится, но при этом доля энергии биотоплива будет также значительно меньше.

Занятость. Кроме экономии иностранной валюты, биотопливо должно иметь преимущество в обеспечении занятости. Это подтверждается самой природой сельского хозяйства, являющегося часто трудоемким; в таблице 63 показан низкий выход энергии при производстве зерновых по сравнению с производством нефти и угля (последняя отрасль также является трудоемкой) [10, 11, 12].

Эффект значительно выше в развивающихся странах, где производительность труда обычно очень низкая. Однако даже в этих странах использование биотоплива не обязательно сопровождается увеличением занятости. Например, в Бразилии на плантациях сахарного тростника потребности в рабочей силе носят чисто сезонный характер, и рабочие, которые раньше при производстве продовольственных культур имели круглогодичную занятость, в настоящее время являются сезонными ра-

Таблица 63. Производительность труда в энергетике

бочими [13]. Местные рабочие могут не найти подходящую работу на плантациях по производству биомассы (как это было с уборкой сахарного тростника в Доминиканской республике); для этой цели могут быть наняты иностранные рабочие. Использование городских отходов и сельскохозяйственных остатков для производства биотоплива, особенно в странах третьего мира, может лишить многих людей (собирающих эти отходы) средств к существованию. В развитых странах для повышения национального благосостояния изыскиваются пути повышения производительности труда во всех отраслях, включая энергетику. Поощрение и внедрение технологий, характеризующихся низкой производительностью труда в развивающихся странах, вызовут снижение показателя национального продукта на душу населения.

Продовольствие или топливо? Использование потенциальных источников продовольствия в качестве сырья для производства топлива явилось предметом широкого обсуждения. Аргументы бьши как экономического, так и морального порядка, так как ценность биомассы как продовольствия обычно значительно выше, чем ее ценность как топлива. Однако субсидии, стимулирующие использование биомассы в качестве топлива, могут радикальным образом изменить положение. Использование излишков биомассы (сахар в Бразилии или кукуруза в США) для производства топлива явилось сначала, скорее, результатом нехватки достаточно выгодных рынков сбыта, чем стремлением создать новую отрасль. Поэтому бьшо предложено увеличить получение биомассы (особенно в Бразилии) для производства спирта независимо от пищевой про-мьппленности. Это, в свою очередь, вызвало обеспокоенность неблагоприятными социальными последствиями в Бразилии и привело к замене необходимых продовольственных культур топливными [14].

Конкуренция за использование мировых запасов биомассы между "богатыми", желающими использовать ее в качестве топлива, и "бедными", нуждающимися в ней как в средствах к существованию, создала в мире угрожающее положение [15]. В таблице 64 приводятся данные о площадях, необходимых для выращивания зерна на продовольственные нужды и для производства топлива (спирта) [13]. Если топливо, необходимое для производства зерна, также обеспечивается путем выращивания зерна, то для этого потребуются больише размеры площадей.

Таблица 64. Площади, необходимые для производства продовольствия и топлива

Если все же цены на энергию увеличатся в ближайише десятилетия, как это следует из прогнозов, ценность биомассы как топливного сырья также увеличится и покупательная способность развитых стран послужит гарантией того, что биомасса будет использоваться- не как продовольствие, а как топливо. Несмотря на неправдоподобие этих аргументов, следует все-таки учитьшать, что уже значительная доля продовольствия в форме сахара в Бразилии и кукурузы в США бьша использована в качестве топлива. По имеющимся данным, только треть всех бразильцев имеет нормальный рацион, а одному из потребителей американской кукурузы, СССР, бьшо на время отказано в необходимых ему продовольствии и кормах. Другими странами, собирающимися проводить политику, ведущую к подобным результатам, являются Австрия (экспортирующая в Восточную Европу излишки пшеницы). Новая Зеландия, Австралия, Южная Африка, Таиланд и Филиппины. Затруднения, связанные с крупными излишками сельскохозяйственной продукции и региональными различиями в доходах и потреблении продуктов питания, будут, вероятно, в дальнейшем углубляться вследствие широкого использования потенциальных запасов продовольствия "богатыми" в качестве топлива. В Бразилии средний доход наиболее богатой части населения (Vs общей численности) в 36 раз превышает средний доход беднейшей части, составляющей также /s часть общего населения. Владельцы автомобилей могут использовать наиболее низко оплачиваемые слои населения для производства топлива. Бразилия — крупнейший импортер зерна в Западном полушарии, и ее площади могут с успехом использоваться для выращивания культур в целях прекращения утечки иностранной валюты.

Почвенный статус. Для "энергетических плантаций", при организации их в достаточно больших масштабах, будут использоваться бедные почвы, непригодные для сельского хозяйства. В дальнейшем в результате выращивания и уборки биомассы может произойти дальнейшее снижение плодородия и ухудшение структуры почвы. При существующей

технологии уборки значительная часть питательных веществ остается в почве в неубранных частях растения. При уборке всего растения, как этого требуют некоторые технологии производства биотоплива, почва будет терять органическое вещество, и для поддержания достаточно высоких урожаев потребуется внесение большего количества неорганических питательных веществ. С точки зрения отрицательных последствий, вызванных потерей питательных веществ, больше всего страдают тропические леса и меньше всего - хвойные леса умеренной зоны [14].

Другая проблема, связанная с выращиванием лесов для целей производства топлива, - уплотнение почвы колесами тяжелых машин, используемых для вьшозки лесной биомассы. Уплотнение ведет к повышению стока, эрозии и ухудшению условий роста корней.

Отдых и окружаюшдя среда. Последнее из социальных последствий, которое мы рассмотрим, — это проведение досуга и отдых. Особенно в Великобритании леса рассматриваются как место отдыха, а также как промышленный источник древесины. Лесное хозяйство Англии характеризуется монокультурой и преобладанием пород с мягкой древесиной. Забота о красоте лесных насаждений заставляет человека менять их истинный облик путем посадки полос из пород с твердой древесиной вдоль дорог. Однако эти породы скоро заглушаются более быстро растущими хвойными породами.

Изменение характера пользования при организации энергетических плантаций не может не изменить характера фауны. Одни считают такие изменения положительными, другие - отрицательными [16], но многие специалисты по вопросам окружающей среды предпочитают отсутствие изменений той революции, которую вызывает возделывание топливных культур.

Вследствие огромных потребностей в площадях для производства значительных количеств энергии проблема изменения внешнего вида ландшафта в равной мере коснется лесоводства, сельского хозяйства, а также предложеш;й по организации морских хозяйств. Морское побережье — это традиционное место отдыха населения Великобритании, и появление структур для закрепления водорослей, а также закрытие крупных водных пространств не может не вызвать отрицательной реакции. Деятельность, связанная с добьией ископаемых видов топлива, в значительной мере локализована с точки зрения ее влияния на население; производство же биоэнергии будет иметь .значительные социальные последствия.

6.3. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Стоки, выбросы и отходы. Производство биотоплива предполагает обработку больших количеств органического вещества, что неизбежно вызовет образование больших количеств твердых, жидких и газообразных отходов. Вследствие сложности химического состава сырья и отно-116

сительной простоты состава получаемого топлива не удивительно, что количество загрязняющих веществ на единицу произведенной энергии здесь больше, чем при производстве ископаемых видов топлива. Процессы должны сравниваться на основе эквивалентных количеств произведенной энергии, т. е. количества загрязняющих веществ на 1 ГДж. Значение этой проблемы оценивается недостаточно полно, так как биотопливо производится в масштабах, не сравнимых с производством ископаемых видов. Поэтому в литературе имеются противоречия. В одном источнике [3] утверждается, что биоэнергия вызывает очень мало проблем, связанных с охраной окружаю^щей среды. Далее, в том же источнике говорится, что резкое расширение использования биоэнергии может иметь серьезные отрицательные последствия для окружающей среды вследствие плохого управления и недостаточного контроля. В настоящее время, естественно, производство биотоплива слишком незначительно для того, чтобы вызвать серьезные проблемы загрязнения.

Несмотря на то что некоторые биоэнергетические процессы представляют собой также методы удаления отходов, они неизбежно ведут к появлению других остатков, которые также должны быть удалены. Стоимость таких процессов часто представляет собой компромисс между стоимостью обработки и удалением отходов с использованием ряда методов — химических, физических и биологических. Стоки, получаемые в результате очистных процессов, также следует принимать во внимание для проведения обоснованного сравнения. Например, удаление осадка, получающегося в результате анаэробного брожения, очень дорогостоящее мероприятие. Поэтому при рассмотрении любого крупномасштабного предложения по производству биотоплива резонно будет задать вопрос, какое количество стоков и выбросов можно ожидать, какие меры потребуются для их удаления и каковы будут затраты.

Стоимость обработки сточных вод при производстве биотоплива, а также методы, используемые для этой цели, в значительной мере зависят от местоположения. Во внутренних районах, в местах скопления населения этот вид стоимости может представлять значительную долю общих расходов. В удаленных районах сбросы отходов (например, в море или в определенные места на суше) не вызьтают такой отрицательной реакции. Каждый процесс производства биотоплива вызывает различные проблемы загрязнения; ниже приводятся некоторые комментарии по основным процессам.

Сбраживание сточных вод. Проблемы загрязнения, связанные с производством спирта, известны. Каждая тонна произведенного спирта может сопровождаться образованием до 15 т жидкости (в результате сбраживания и перегонки), имеющей высокую биологическую потребность в кислороде. Сброс этой жидкости в реки в Бразилии в ходе вы-■ полнения программы производства спирта имел серьезные последствия для окружающей среды [14]. Сброс отходов в реки вызвал гибель рыб и водорослей; такой сброс эквивалентен необрабатьшаемым отходам,