Текст книги "Энергетика и экология: пути преодоления кризиса"

Автор книги: (ВП СССР) Внутренний Предиктор СССР

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 2 страниц)

Пока в общественном производстве доминировала биогенная энергия, то химическое загрязнение сводилось главным образом к концентрации в одном месте продуктов жизнедеятельности организмов и мусора (по современным понятиям, безобидного). Проблем регионального, а тем более глобального, технохимического загрязнения не могло возникнуть.

Хотя уже тогда человек уничтожал биоценозы и обращал в пустыни целые регионы безудержной вырубкой лесов для нужд строительства и отопления и выпасом безмерных стад на лугах и в степях.

Использование техногенной энергии является источником энергетического загрязнения среды: техногенные энергонесущие поля изменяют естественно-природный фон тех же физических полей. Энергетическое загрязнение имеет место по всем физическим полям и излучениям, известным науке: поле распределения температуры в среде, механические колебания (акустическое поле), электромагнитное поле и т.п. Кроме того, все техногенные энергопотоки модулируются технологическими процессами: 50 Гц в сети переменного тока, ритмика функционирования производств, транспорта, сезонные ритмы, не говоря уж о вещании вздора по радио и телевидению. Это означает, что реально имеет место энергоинформационное загрязнение среды обитания: то есть это искажение энергоинформационного балансировочного режима планеты и ее биосферы под воздействием потока техногенной энергии цивилизации. Благодаря явлениям преобразования одних видов энергии в другие (например, обратимый пьезоэлектрический эффект, преобразование механической энергии в электрическую) одни техногенные поля могут порождать качественно другие поля на иных иерархических уровнях организации Вселенной, распространяя на них энергоинформационное загрязнение. Разные уровни имеют разную энергоемкость и пропускную способность; то есть “допустимый” уровень загрязнения по одному полю может вызывать убийственное загрязнение по другому полю. Кроме того, наука не имеет представления о реальном характере процессов энергопреобразований во Вселенной, что было показано на примере второго начала термодинамики, и не знает всех видов общеприродных полей. Так уже в ХХ “веке науки” столкнулись с рядом явлений, которые пытались объяснить на основе введения понятия о продольной составляющей электромагнитных полей причинности времени; возникло понятие «торсионных» полей первочастиц физического вакуума, не являющегося пустотой; не нашло своего объяснения явление экстрасенсорной передачи информации и энергии; печать сообщала, что в результате попытки реконструкции по ветхозаветным описаниям Ковчега Завета, он оказался приемником-накопителем некой энергии и т.п.

Но и того, что известно и понятно науке, достаточно, чтобы сделать вывод о существовании некоего предела мощности техногенных потоков всех видов энергии, производимых в техносфере, превышение каждого из которых вызывает необратимый ущерб в биосфере: устойчивости биоценозов при смене поколений организмов в них.

* * *

Критерий экологической допустимости деятельности один: сохранение видового состава биосферы в регионе, где проводится деятельность Все стандарты на “допустимые уровни” выбросов, потерь веществ и энергии в технологиях носят внутри-техносферный характер. Они позволяют сравнивать различные технологии на экологическую предпочтительность, сравнивать регионы по загрязненности, но ничего не говорят даже в своей совокупности об экологической допустимости деятельности. Проценты, концентрации и т.п. реально ничего не значат; объективный интегральный критерий один – видовой состав биоценозов и его динамика при смене поколений. Все остальное – ложномудрствование.

* * *

В общем же экологический кризис – это не только химическое, но и энерго-информационное загрязнение среды вследствие того, что поток техногенных загрязнений превышает возможности природы (прежде всего биосферы) по их разложению, рассеиванию, поглощению. Биогенные загрязнения в наши дни теряются на фоне техногенных в большинстве случаев, хотя они также имеют место: сине-зеленые водоросли, крупные животноводческие комплексы и птицефабрики, канализационные сливы городов и т.п.

Общее загрязнение среды – химическое и энерго-информационное – результат незамкнутости технологических процессов переработки сырья в конечную продукцию в сочетании с незамкнутостью жизненных циклов продукции. Незамкнутость технологий – выброс в природу промышленных отходов сырья, технологических сред, неиспользуемых побочных продуктов. Незамкнутость жизненных циклов продукции – выброс в природу вышедших из употребления изделий по причине отсутствия отраслей реконструкционного ремонта и переработки продукции во вторичное сырье. С появлением химической промышленности и технологий, порождающих радиоактивные отходы и загрязненные ими технические объекты, человечество обрело загрязнители среды обитания, для разложения, рассеивания и поглощения которых в естественно-природных условиях необходимы тысячи и десятки тысяч лет, многие из этих в историческом измерении времени неуничтожимых загрязнителей, входя в трофические цепи биосферы, и присутствуя в среде обитания, нарушают физиологию клеток и работу генетического аппарата. В случае превышения некоторого неизвестного предела спектр этих неуничтожимых загрязнителей может уничтожить современную биосферу и прежде всего высокоорганизованные виды в ней.

Построение техносферы, включающей в себя только замкнутые технологии и замкнутые жизненные циклы изделий, – необходимость, если человечество желает пользоваться техникой. Но замкнутые технологии, утилизационные и реконструкционные отрасли, в свою очередь, требуют для своей деятельности техногенной энергии. Само же производство техногенной энергии на принципах двухтемпературной энергетики Карно является источником химического и энергоинформационного загрязнения среды.

Двухтемпературная энергетика невозможна без нагрева рабочего тела энергоустановки. И чем выше перепад температур, тем выше цикла энергоустановки: отсюда заинтересованность энергетиков в повышении температуры рабочих тел. Тепловая энергия извлекается из реакций окислительно-восстановительного цикла необработанных геологических топлив, продуктов их переработки, из реакций деления ядер урана и плутония, а в перспективе из реакций термоядерного синтеза. Это все – дополнительная энергия по отношению к балансировочному энергоинформационному режиму биосферы до начала развития двухтемпературной энергетики.

Это прежде всего разогрев атмосферы над материками. “Кухня погоды” очень чувствительна, и изменение средних температур над материками на 1-2° может изменить характер циркуляции воздушных масс и иметь очень тяжелые последствия: засухи, наводнения и т.п., в чем «просвещенный» обыватель видит ведение «геофизической войны», против него какой-нибудь «империей зла», хотя это – его геофизическое самоубийство прежде всего остального. устройства типа «паровоз» с выбросом отработанного пара в атмосферу не более 8%. Паросиловая установка с замкнутым контуром циркуляции рабочего пара имеет повышенный КПД не более 35-40% в лучших образцах. Хороший ядерный реактор дает пар с параметрами на уровне лучших паровых котлов конца ХIХ в. То есть ядерных энергоустановок ниже обычных современных паросиловых установок. Их преимущество перед обычными – в большой энергоемкости ядерного топлива и больших агрегатных мощностях. Двигатели внутреннего сгорания разных схем имеют не выше 40%. Линии электропередач имеют порядка 70-80%. Это означает, что первичное тепловое загрязнение среды двухтемпературной энергетикой уже изначально превосходит ее полезную энергоотдачу отраслям-потребителям ее энергии.

Кроме того, это только теоретически геологические топлива при сгорании дают СО₂ и Н₂О. Реально идет выброс в атмосферу множества химических соединений в газообразной, аэрозольной форме в виде твердых частиц. По этой причине АЭС в безаварийном режиме работы чище энергостанции на геологическом топливе даже по текущему радиоактивному загрязнению, так как термохимические станции выбрасывают в атмосферу радиоактивные изотопы, ранее находившиеся в связанном виде в недрах. Но АЭС порождают проблему радиоактивных отходов, а спустя какое-то время сами становятся «неприкасаемыми» объектами вследствие наведенной радиации. Кроме того, вероятностная предопределенность аварий и катастроф технических систем больше нуля: то есть их не избежать. Поэтому, какова бы ни была теоретическая оценка вероятностной предопределенности катастрофы той или иной технической системы, но, если она может сделать безжизненным целый регион на десятилетия-столетия, то такое техническое устройство не должно создаваться; не должны проводиться и такого рода угрожающие транспортные операции, и если XX век назвали веком атома и химии, то XXI будет веком расхлебывания последствий применения химических и ядерных технологий.

Полезная энергия, переданная потребителю, также рассеивается в среде преимущественно как тепловое загрязнение, хотя другие техногенные поля-загрязнители, главным образом электромагнитные излучения, вносят тоже свой вклад. Что касается самого теплового загрязнения, то проблема может быть решена относительно просто: покрытие зеркальной пленкой неиспользуемых территорий пустынь, степей. Это позволит восстановить общий тепловой баланс атмосферы за счет отражения части солнечной энергии в космос, но это неизбежно вызовет нарушение существующего режима теплообмена регионов и изменение статистики господствующих ветров, что повлечет за собой изменения климата и биосферы (во многих районах) и статистики осадков. То есть это мероприятие требует глобальной согласованной координации действий, что невозможно при монопольно высоких и монопольно бросовых ценах в глобальном разделении труда.

Тем не менее, даже в случае решения так или иначе проблемы теплового загрязнения среды, тепловая энергетика на геологических топливах порождает проблему нарушения продуктами распада энергоносителей общего процесса круговорота веществ в природе и, прежде всего, изменение химического состава атмосферы, что, в свою очередь, ведет к изменению спектрального состава и мощности энергопотока космических излучений, достигающих земной поверхности. Кроме того, незамкнутость технологии энергетики и сферы материального производства порождает глобальную проблему загрязнения вод. Энергетика деления ядерного топлива порождает проблему накопления радиации. Это означает, что современная энергетика не может быть основой экологически приемлемых технологий в индустрии, сельском хозяйстве, быту, требующих дополнительных энергозатрат, не может быть основой замкнутых жизненных циклов продукции, поскольку сама она является НЕОБРАТИМЫМ источником введения в кругооборот веществ в природе компонентов, убийственных для современной биосферы.

К чему ведет нарушение обычного химического и энергетического режима атмосферы, читатель более подробно может узнать из ст. С. Рыбникова "Кувалдой по хрустальному своду" ("Знание-сила", № 5, 1991). После запуска тяжелой ракеты-носителя во Флориде (США), в Атлантике увеличивается циклоническая активность. Спустя несколько суток вызванные запуском циклоны обрушиваются на США. В Европе они также вызывают изменение погоды: летние засухи в южных районах, зимние оттепели в северных. Это – снижение урожаев. Причем с прекращением запусков "Шатлов" засухи и оттепели в Европе прекращаются. Для прогнозирования погоды в Северной Атлантике и прилегающих к ней районах необходим план-график предстоящих крупнейших запусков во Флориде, иначе прогнозы не оправдываются. Байконур находится в зоне более стабильных атмосферных условий, но и его деятельность вызывает ливни и грады, в районе запуска по периферии сильные ветры. Плесецк подобен Канавералу.

Там же приведены хронологические графики сильных и сильнейших землетрясений для Мексики, Калифорнии, Аляски, отсчитываемые от начала суток запуска тяжелых ракет-носителей на мысе Канаверал во Флориде. Если в течение 30 суток до запуска – сейсмическое спокойствие, то в течение последующих 30 суток сильные и сильнейшие землетрясения в 6 случаях из 7 в зонах растяжений земной коры и в 11 случаях из 11 в зонах сжатий. Сильнейшие землетрясения следуют в среднем за каждым вторым из запусков. Спитакское землетрясение 1989г. произошло на 23 сутки после запуска "Бурана" на Байконуре.

Запуск ракет – химическая и тепловая шпага, пронзающая атмосферу, поэтому последствия легко соотнести с причинами. Но не следует думать, что "умеренный" (по сравнению с запуском ракеты), но обширный разогрев и загрязнение атмосферы двухтемпературной энергетикой над материками остается без метеорологических, сейсмических последствий для биосферы и общества, как ее части. И не следует думать, что совокупное воздействие двухтемпературной энергетики на исторически длительных интервалах времени оставляет за собой меньше голодных и лишенных крова, чем один старт "Шатла", вызывающий где-то в Африке засуху, ураган и наводнение в США и какое-то землетрясение. То есть современная космонавтика далеко не безопасна и должна быть ограничена по мощности и составу выброса веществ, графикам стартов, географической локализации стартов и т.п. Во многом это касается и высотной авиации, чьи полеты нарушают озоновый слой точно так же, как и выбросы фреона.

Вынос макроэнергетики в космос и передача энергопотока на Землю по лазерному или микроволновому лучу – также энергетическая шпага, пронзающая атмосферу, создающая в ней плазменный столб. По этой причине этот путь развития макроэнергетики экологически бесперспективен.

Из числа современных энергоустановок не нарушают общего теплового балансировочного режима планеты только преобразователи природных потоков энергии: ветровые, гидроэлектростанции, солнечные. геотермальные и использующие топливо на основе переработки растительного сырья (дрова, спирты и т.п.). Ветровые энергостанции при этом могут порождать опасное инфразвуковое загрязнение среды, распространяющееся на большие расстояния от их места расположения. ГЭС с высотными плотинами способны изменить водный и, как следствие, температурный и режим освещенности (тучи) в регионах их расположения, что влечет за собой климатические изменения и изменения биоценозов в регионах. В горных районах ГЭС может вызвать сейсмическую активность за счет изменения механики пород при изменении их водного режима. То есть отбор энергии от природных энергопотоков так или иначе тоже порождает проблемы. Сжигание топлив растительного происхождения не нарушает интегральных характеристик круговорота веществ в биосфере в целом, но может нарушать его локально. Поэтому производство топливных чистых спиртов в замкнутых биотехнологиях, утилизующих как вторичное сырье отходы спиртового производства, экологически целесообразно, поскольку чистые спирты обладают высокой теплотой сгорания и сгорают до Н₂О и СО₂, а их происхождение от растений нынешней биосферы не нарушает энергобалансировочного и химического режима планеты.

В случае создания термоядерных реакторов синтеза, не дающих радиоактивных продуктов, возможно производство техногенной энергии без химического загрязнения среды обитания. Но тепловое загрязнение планеты такая энергетика будет порождать точно так же, как и вся современная теплоэнергетика. Проблему теплового загрязнения в этом случае придется решать отдельно. Недопустимо использование в энергетике ядерных реакций распада и синтеза, после которых остаются радиоактивные отходы и зараженные объекты.

Ядерный реактор был пущен в США в 1942г. Первые ядерные взрывы осуществили США в 1945г. Первая радиационно грязная АЭС была создана в СССР в 1954г. В 1957г. в "Туманности Андромеды" И.А.Ефремов уже предупреждал о гибельности для цивилизации накопления радиоактивных отходов энергетики, и хотя "Туманность Андромеды" была общеевропейским бестселлером, научная "элита" и политики не вняли предупреждению, и ядерная энергетика стала отраслью индустрии, а испытания ядерного оружия не остановлены до сих пор.

В случае успешного технического разрешения проблем монотемпературной энергетики планета будет иметь энергетику, свободную от теплового и химического загрязнения среды.

Экологически чистая энергетика: ветровые, гидроэнергостанции при удачном выборе мест их расположения и хорошей технической реализации; солнечные и геотермальные станции; монотемпературные станции – в случае технической возможности их создания.

Только в случае создания экологически чистой МАКРОЭНЕРГЕТИКИ могут быть решены экологические проблемы в других отраслях. При этом экологически чистая МАКРОЭНЕРГЕТИКА, кроме питания энергосистем (линий электропередачи и других) может производить экологически чистое топливо для транспортных энергоустановок и прочей микроэнергетики. Электролиз воды на Н₂ и О₂ и последующее сжигание Н₂ не нарушает ни теплового, ни химического баланса в природе. Водород Н₂ – одно из наиболее калорийных топлив и может быть использован как в двигателях внутреннего сгорания, так и в топках паросиловых установок, а также в топливных элементах прямого преобразования в электроэнергию химической реакции окислительно-восстановительного цикла 2 Н₂ + О₂.

В случае неспособности человечества построить принципиально новую, экологически чистую в указанном смысле энергетику, произойдет глобальная экологическая катастрофа, либо же придется вернуться к лошадям, "дровяному" отоплению в сочетании с лесовосстановлением, строительству ГЭС, ветровым, где можно, солнечным и геотермальным станциям. И это определит максимум энергопотребления в индустрии и быту. В пределах этого энергомаксимума рост переработки сырья и технических услуг (транспорт, связь, телевидение и т.п.) будет возможен только за счет энергосберегающей техники, технологий, изделий и культуры бережливого пользования ими.

Подчеркнем еще раз: нефть, природный и попутный газ, уголь, сланцы, торф, уран, другие ископаемые и продукты их переработки не являются экологически чистыми энергоносителями. Их использование ведет к нарушению существующего круговорота веществ в природе, изменению химического состава атмосферы и ее энергетического режима, что в перспективе убийственно для современной биосферы, поскольку изменяет температурный режим планеты, спектральный состав и мощность энерго-потока космических излучений, достигающих ее поверхности. Поэтому главная проблема техносфер – максимально высокими темпами достигнуть энергетики на всех видах геологических топлив и подчинение производства экологически допустимому глобальному и региональным максимумам энергопотребления. Планета – тоже живой организм. В масштабах же одного живого организма человека медикаменты играют роль экологического загрязнителя, поэтому медицинские проблемы во многом создаются фармакологией, но не решаются ею. А здоровье планетарного организма или человеческое – устойчивый приемлемый балансировочный режим круговорота веществ, энергии, информации в нем и обмена с внешней средой: нельзя добавлять в него свойственное не ему, а качественно иному режиму.

Главная задача естествознания в мировоззрении современности – создание экологически чистой глобальной энергетики БЕЗ ИСКОПАЕМЫХ ТОПЛИВ. Если она не будет решена, то технологическая цивилизация, живущая в гармонии с биосферой, невозможна.

Поэтому наряду с проблемой – экологически чистой МАКРОЭНЕРГЕТИКИ, людям следует обратиться к себе, т.е. начать изучать и осваивать потенциальные возможности биологии индивидуального человеческого организма и соборного организма всей человечности, чтобы можно было радостно жить в биологической цивилизации, свободной от экологически грязной техники и технологий. Таким образом, приоритет в науке на длительную глобальную перспективу – устойчивость биоценозов и биология организмов + экологически чистая МАКРОЭНЕРГЕТИКА. Все остальное должно быть подчинено этому.