ных Сахаров в спиртные напитки, по сути, аналогичен процессу промышленного получения растворителей или топлива для двигателей внутреннего сгорания. Стоимость полученного этанола варьирует в зависимости от характера использования. В таблице 65 показана стоимость сахара как продукта питания, питьевого спирта, спирта как растворителя и заменителя автомобильного бензина. Что произойдет, если в результате исследований удастся снизить цену спирта? Ответ, по сути, тот же, что и в случае снижения цен на продукт в результате местных субсидий. Продукт является дорогостоящим, пока не будут введены в действие соответствующие законодательные положения. В Бразилии пили проалкоголь до тех пор, пока спирт не стали денатурировать. В США налоговые льготы даются только тогда, когда спирт денатурируется нефтью в газохоле.

Таблица 65. Стоимость сахара при различном использовании продуктов его перегонки

Продукты перегонки

Долл/т

Питьевой спирт

Промышленный спирт

Моторный спирт

Сахар как продукт питания

(контрактная цена)

2 т = 1 т спирта

550-1000 500-770 240-330

Около 1400

Аналогичные варианты представлены продуктами: растительными маслами, употребляемыми в пищу; зерновыми и зернобобовыми, используемыми на корм животным; древесиной, используемой для производства бумаги и как строительный материал.

Субсидии на производство спирта могут означать, что альтернативные, более дешевые варианты производства спирта будут поставлены в невыгодное положение. Такой эффект уже имел место в Европе, когда действовавшие субсидии на производство этанола поставили под угрозу производство синтетического спирта и лишили его рьшков сбыта [5}. Другим, нарушающим равновесие эффектом га;зохола является имеющее место субсидирование побочного продукта, такого, как сухая барда, используемого в качестве белковой кормовой добавки. Резкое увеличение переработки зерна на спирт в США привело к опасениям относительно избыточного поступления на рынок сухой барды, а также относительно того, что ЕЭС может закрыть двери продукту, составляющему конкуренцию их собственному небелковому зерну [6]. В настоящее время зерновые, а не белковые корма подвергаются тарифным ограничениям в Европе. Пример производства спирта — это только один из

многих вопросов, которые могут возникнуть, если биомасса и биотопливо резко подешевеют. Проблема избыточного предложения сахара, молочных продуктов и вина в Европе является сигналом трудностей, которые могут возникнуть. Результатами возможных научных открытий может воспользоваться "третий мир", однако в его распоряженци уже находится дешевое продовольствие с возможностями использования известной технологии и традиционных видов топлива. Высокие урожаи, интенсивное сельское хозяйство и современная технология во многих случаях приводили к производству более дешевых продуктов в условиях менее благоприятного климата (для культур) в развитых странах, чем те, которые можно получить в ^агоприятных устювиях в странах третьего мира. Примером может служить свекольный сахар, производство которого дешевле в условиях механизированного сельского хозяйства, чем производство тростникового сахара в условиях экстенсивного сельского хозяйства.

7.2. КОНКУРЕНЦИЯ С НЕФТЬЮ, УГЛЕМ И ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИЕЙ

Рост или сокращение? В главе 1 уже говорилось о том, что в настоящее время в мире преобладают виды энергии, получаемой за счет нефти, угля и газа. Возобновляемые виды энергии всех типов должны конкурировать с крупными промышленными отраслями, представленными этими видами топлива. Ош1 должны также конкурировать с относительно новым видом энергии — ядерной энергией. Потребление ядерной энергии зшеличилось за десять лет (с 1971 по 1981 г.) почти в 8 раз (рис. 16) и к концу столетия, по прогнозам, должно увеличиться еще в 4 раза до 28 млрд. ГДж в год [7}. Возобновляемые виды энергии в большинстве случаев не новые, многие из них бьши ранее вытеснены видами топлива, используемыми в настоящее время. Могут ли они теперь конкурировать с остаюидимися резервами ископаемых видов топлива и с резервами расщепляющихся материалов, которые могут быть использованы в будущем для выработки ядерной энергии? Каковы в дерспективе потенциальные возможности возобновляемых видов топлива по отношению к ядерным и термоядерным реакциям? Если термоядерная реакция будет осуществлена технически, мы получим возможность почти неограниченной выработки энергии. Ответы зависят частично от состояния мировой экономики, населения и т. д. в будущем.

Уменьшение мирового населения, уменьшение его благосостояния вызовут уменьшение потребностей в энергии, а также возможность или восполнения запасов ископаемых видов топлива, lum приспособления к более низким нормам потребления, определяемым возобновляемыми видами топлива. Рост населения, повышение благосостояния, усложнение человеческих отношений вызовут необходимость развития основных новых источников энергии, которые должны быть дешевыми, не вызы-

Годы

Рис. 16. Мировое потребление ядерной энергии.

вать загрязнение окружающей среды и быть приспособленными для использования в различных географических условиях, но не должны зависеть от армий плохо оплачиваемых, неквалифицированных дэабочих. Ниже мы рассмотрим второй вариант, так как он больше согласуется с историей развития энергии, а также потому,, что первый вариант вызывает больше проблем, чем решает. Динамическое равновесие, связанное со стихийным, быстрым ростом, является, возможно, более стабильным, чем искусственно созданный застой, который .будет рассматриваться как несправедливость теми, кто не успел насладиться плодами индустриализации.

Размеры запасов энергетических ресурсов. Конкуренция между возобновляемыми и другими видами энергии определяется прежде всего разведанными запасами ресурсов. Глобальные энергетические ресурсы показаны в таблице 66 [8]. Цифры по" исвГопаемым видам топлива даются для дешевого, легко добываемого сырья. При включении более дорогих ресурсов, т. е. 50 долл/т угля и 25 долл/т нефти и газа запасы примерно утраиваются с 32 до 93 тыс. млрд. ГДж только для ископаемых видов топлива. Топливо для обычного ядерного реактора добавляет к обшей сумме еще 9450 млрд. ГДж. Реакторы-размножители, нахо-дяшиеся в стадии разработки, добавляют к общей сумме в тысячу раз больше топлива. Термоядерный синтез, если он когда-нибудь станет технически возможным, снова в громадных размерах увеличит общий объем ресурсов. В главе 2 указывалось, что общий объем биомассы, про-мышленно собираемый человеком, составляет около 70 млрд. ГДж в год. Если предположить, что десятая часть этого объема, т. е. 7 млрд. ГДж в год, могли бы быть использованы в качестве топлива в

Таблица 66. Мировые запасы энергии и текущее потребление в 1981 г.

*Точных данных ие имеется.

течение нескольких десятилетий, то такое предположение бьшо бы в высшей степени оптимистичным. Хотя энергия биомассы, накопленная с течением времени, в принципе, выше, чем все другие виды энергии (так как она может возобновляться каждый год, даже при низких урожаях и отсутствии ископаемых видов топлива), нормы ее использования являются очень низкими и не могут составить серьезную конкуренцию другим видам энергии, по крайней мере, в ближайшие годы.

Цены на нефть. Резкий рост цен на сырую нефть в 70-е годы явился частично причиной внимания к развитию биоэнергетической промышленности и надежд, что биотопливо сможет конкурировать с ископаемыми видами топлива. Последующие события явились менее благоприятными для будущего биоэнергии, так как цены на нефть упали, а конкуренция между биомассой и углем складывается обычно неблагоприятно для биомассы. Однако энергетические кризисы имели место не столько вследствие обеспокоенности по поводу топлива вообще, а вследствие временного дефицита жидких видов топлива, необходимого развитым странам для использования на транспорте. Жидкие виды топлива могут быть получены из биомассы с использованием ограниченного числа процессов, включая ферментацию и термическое обогащение. Последний тип процесса может также применяться для экстрагирования жидкого топлива из угля, нефтяных сланцев и битуминозного песчаника. В этом случае сырье является очень дешевым. В результате получение синтетического топлива из этих источников в будущем более вероятно, чем получение биоэнергии. Синтетический автомобильный бензин получают из угля в специальных условиях, существующих в Южной Африке. Однако, к сожалению, производство синтетического топлива из угля и сланцев в Европе и США за последнее время ослабло вследствие падения цен на сырую нефть и из-за большие; издержек по переработке сырья. Можно также ожидать соответствующее ослабление интереса и к возобновляемым видам топлива.

Размеры и число установок по производству синтетического топлива. Одно из преимуществ нефти, газа, угля, низкосортных горючих сланцев и битуминозного песчаника то, что эти источники энергии сконцентрированы в одном месте. В результате возможна постройка крупных перерабатывающих заводов. Нефть часто перерабатывают на заводах мощностью 10 млн. т в год и более. Аналогично этому заводы по производству синтетического топлива, использующие горючие сланцы и битуминозный песчаник, будут тоже очень крупными. Проекты биотопливных заводов предусматривают размеры на 2—3 порядка меньше, так как в этом случае ограничивающим фактором служит необходимость сбора биомассы с очень большой площади. Любое преимущество в размерах биотопливного завода аннулируется увеличением стоимости перевозок. Таким образом, для производства объема топлива, сравнимого с объемом ископаемого топлива, производимого обычным заводом, потребуется большое число мелких биотопливных заводов. Поэтому при наличии более концентрированных источников энергии биомасса будет всегда в невыгодном положении. Как мы уже отмечали, урановая руда по плотности энергии превышает все остальные источники. Уголь и нефть менее энергоемки, но более ценны в этом отношении, чем биомасса и другие истопгаки возобновляемой энергии (см. главу 1, раздел 1.2).

Биомасса и уголь. Наиболее реальным конкурентом биомассы и ископаемых видов топлива является уголь. Как уголь, так и биомасса — твердые вещества, содержащие углерод, но здесь их сходство кончается. Биомасса более влажная, более окислена, имеет более низкую теплотворную способность и плотность, чем уголь, исдользуемый в настоящее время. Уголь обычно дешевле и легче транспортируется к месту его использования, за исключением только очень отдаленных районов. В ближайшие несколько десятилетий прогнозируется увеличение потребления угля вследствие уменьшения потребления нефти. Многие процессы, предложенные для обогащения биомассы, такие, как сжигание, пиролиз, газификация и т. д., в равной мере применимы к углю. Запасы угля все еще больише (по отношению к годовому потреблению энергии), поэтому в течение, по крайней мере, ближайших ста лет (при отсутствии других разработок в области топлива) уголь останется очень сильным конкурентом биомассы.

Загрязнение. Загрязнение окружающей среды - это другая область, где традиционные и ядерное виды топлива часто предпочтительнее биотоплива. В случае традиционных видов топлива, поскольку добыча его сконцентрирована в одном месте, удаление стока на единицу произведенного топлива является значительно более практичным. Электрофильтры, установки для обработки стоков и другое оборудование несовместимы с мелкомасштабным производством, даже несмотря на то что мелкомас-штабность считается достоинством биоэнергии. Загрязнение можно рассматривать, исходя из единицы произведенного топлива и из возможно-CTVI регулирования выбросов и стоков. Ядерная энергия в этом отноше-

НИИ котируется высоко и уже может считаться наиболее экологически "чистой" из всех видов энергий, которыми пользуется человечество. Дымный огонь от сжигания дров можно считать как временное самодеятельное отклонение от тенденции к очищению воздуха. В перспективе использование электричества для индивидуального транспорта у>1ень-шает остроту проблемы выхлопных газов, от которой не свободно даже спиртовое топливо. Правда, одна технология, а именно анаэробное брожение, способствует уменьшению выброса загрязняющих среду углеродистых материалов, и ценность этой технологии выше, чем просто как метопа производства топлива.

Исследования. Много надежд возлагается на исследования, направленные на снижение затрат и решение проблем, связанных с биоэнергией, и, конечно, никто не может предсказать результаты исследований и изменения, которые они могут вызвать. Много исследований проводится также и в других областях энергии. Были предложены новые формы энергии и новые методы производства традиционных видов топлива. Какие направления окажутся наиболее полезными — сказать трудно. Мы не имеем в своем распоряжении разработанных методов проведения таких оценок, но можно утверждать, что потенциальное преимущество (эффект) биоэнергии является более ограниченным, чем потенциальный эффект ядерного деления или синтеза. Жидкие виды топлива представляют собой только углерод в восстановленной форме, и при достаточном количестве дешевой энергии диоксид углерода может быть восстановлен до углеводородов. Наличие в мире окисленного углерода в форме известняка обеспечивает почти неистощимый резерв в добавление к потенциальным запасам топлива. Как мы увидим в следующей главе, значительная часть современных исследований по биоэнергии направлена на изучение второстепенных компонентов стоимости производства топлива. Требование исследований поставить использование биоэнергии на промышленную основу является революционным и в значительной мере теоретическим по сравнению с требованиями использовать более трудные источники углеводородов, а также низкосортные виды ископаемого топлива, которые уже имеются "в наличии", но ожидают разработки экономичных процессов получения.

7.3. РАЗВИВАЮЩИЕСЯ СТРАНЫ

Неравенство в обеспечении ресурсами. Относительная нищета, в которой находится значительная часть человечества, и его неспособность обеспечить свои самые основные потребности являются причиной законного беспокойства. Одной из таких потребностей является потребность в топливе для приготовления пищи и обогрева. В Индии существуют громадные трудности, связанные со сбором дров для обеспечения ежедневных потребностей; так, в некоторых местах сбор достаточного количества биомассы занимает до семи часов в день [9]. Однако проблема