Международная валюта и энергетика будущего (СИ) - Коломиец Павел Юрьевич
В некоторых странах могут хвастаться изобилием возобновляемых источников энергии: сильным ветром, высоким солнечным излучением, доступностью гидроэнергии, низким энергопотреблением — и оценивают другие государства по себе, поэтому те или иные источники возобновляемой энергии идеализируются в том или ином виде. Где-то видят смысл в развитии только ГЭС (как, например, в Норвегии), где-то только ветряных электростанций (например, в Дании). Другие страны, например, Россия, не имеет большого количества возобновляемых источников энергии, пригодных для экономически рационального освоения, и в то же время имеет большую потребность в энергии в силу природных факторов. Все это проявляется в значительных перегибах: где-то возобновляемая энергетика вообще не используется, а где-то она используется нерационально. И вообще, нужно ли сокращать выбросы углекислого газа на нашей планете?
Баланс углерода на Земле выглядит примерно так:
‒ Ежегодно наземное микробное дыхание выделяет +60 млрд тонн углерода в атмосферу, растительное дыхание выделяет +60 млрд тонн углерода в атмосферу, антропогенные выбросы добавляют почти +9 млрд тонн углерода (в том числе из-за сжигания нефтепродуктов 3,5; угля 2,9; природного газа 1,5; производства цемента 0,5 млрд тонн в год), итого +129 млрд тонн в год;
‒ Ежегодное наземное поглощение наземной биосферой за счет поглощения и фотосинтеза в доиндустриальный период составляло -120 млрд тонн в год, в настоящее время из-за повышения концентрации углекислого газа в воздухе и увеличения роста растительности - 123 млрд тонн углерода в год.
Следовательно, ранее выделение и поглощение наземной биосферой углерода находилось в равновесии (+60+60, - 120), в настоящее же время поступление увеличилось на +9, поглощение увеличилось на -3, остаток составляет +6 млрд тонн, он насыщает атмосферу и мировой океан.
Баланс углерода в мировом океане выглядит примерно так:
‒ Ежегодное дыхание и разложение в мировом океане составляет выделяет около +90 млрд тонн углерода.
‒ Ежегодное поглощение мирового океана за счет фотопланктона и фотосинтеза ранее составлявшее -90, увеличилось до -92 млрд тонн из-за увеличения концентрации углекислого газа в воздухе из-за антропогенных выбросов.
Следовательно, ранее выделение и поглощение океаном углерода находилось в равновесии (+90, - 90), в настоящее же время поглощение из атмосферы увеличилось на -2 млрд тонн в год. (Источник №3)
То есть при +9 млрд тонн углерода, выделяемого в атмосферу за счет антропогенных факторов, только -5 млрд тонн, то есть половина, усваивается биосферой и океанами (-3,-2), остальной углерод остается в воздухе и приводит к парниковому эффекту. Но это не главное.
Главное в другом. Замечено, что обширные лесные пожары могут высвобождать ежегодно до 1, 2, 3, 4 млрд тонн углерода! Это вполне сравнимо с третью и даже половиной всех антропогенных выбросов... Почему так происходит? Это происходит потому, что на земле и в океане накоплены колоссальные запасы углерода. Например, в растительной биомассе содержится 550 млрд тонн углерода, и, конечно, если происходят обширные пожары на площади в миллионы гектаров, то в атмосферу может быть высвобождено колоссальное количество углерода, сравнимое со всем сжигаемым топливом человеком за год. В атмосфере содержится примерно 720 млрд тонн углерода, а в океане, крупнейшем хранилище углерода — аж 38400 млрд тонн!
А исправное ли у нас это хранилище? Мы думаем, что дело только о выбросах углекислого газа, в то время как щедро загрязняем атмосферу многочисленными другими парниковыми газами, в том числе обыкновенным водяным паром, совершенно не считаясь с тепловым загрязнением окружающей среды. А ведь поглощение всех газов, в том числе углекислого, водой мирового океана напрямую зависит от температуры. Создавая парниковый эффект за счет выброса фреона, напрямую нагревая воздух нашими двигателями внутреннего сгорания, нагревая воду прудами-охладителями ТЭС и АЭС, мы вместе с тем повышаем температуру воды в мировом океане. Таким образом мы создаем эффект тепловой деаэрации, когда вода перестает поглощать газы и начинает высвобождать уже растворенные в ней газы, в том числе парниковые. Существует даже гипотеза «о метангидратном ружье» — гипотеза о возможности внезапного, самоусиливающегося процесса высвобождения метана из отложений гидратов метана под морским дном, которое сократит содержание кислорода в атмосфере и приведет к резкому повышению температуры на Земле (Источник №4).
В это самое время ситуация зацикливается: повышение температуры воздуха обнажает залежи метана в Арктике, отчего этот парниковый газ начинает усиленно попадать в атмосферу, повышение температуры в океане приводит к исчезновению гигантских природных зеркал, отражающих солнечное излучение обратно в космос — ледяных шапок, расположенных, в первую очередь, в Северо-Ледовитом океане. Сильное воздействие могут оказывать и «безобидные» ГЭС, преимущественно расположенные на сибирских реках, если они задерживают пресную, более легкую воду в зимнее время (существует гипотеза, что именно из пресной воды сибирских рек, главным образом, образуется лед в Северо-Ледовитом океане, поэтому если слив пресной воды сдерживается в холодное время, то льда образуется значительно меньше). Дополнительный разогрев океана усиливает происходящие процессы.
Основные мероприятия по сохранению нашей атмосферы должны быть направлены не столько на уменьшение выбросов углерода в атмосферу, сколько на предупреждение лесных и степных пожаров и, самое-самое-самое главное — на сохранение крупнейшего хранилища углерода — океана в исправном состоянии. Архиважная проблема даже не в том, чтобы снизить содержание углекислого газа в атмосфере, а в том, чтобы океан не стал выдавать нам в атмосферу обратно накопленные 38 400 млрд тонн углерода!
А тревожные звонки из океана уже приходят. Повышение температуры океана бьет по самому больному месту: в океане исчезают кораллы. Это те самые кораллы, которые занимают всего 0,1% от площади Мирового Океана, но являются местом обитания 25% видов морских организмов.
Такой подход значительно меняет концепцию бережного отношения к нашей планете, где основная задача — меньше выделять тепла на поверхности Земли, а не просто меньше выделять углекислого газа.
Оппоненты могут заявить, что на Землю попадает от Солнца в 7-10 тысяч раз энергии больше антропогенных выбросов и что они ничтожны по сравнению с Солнечным теплом. Это так, но только при очень грубом расчете. Важен характер излучающего тела, его агрегатное состояние, его температура и характер излучения. Если в естественных условиях источником инфракрасного излучения является сильно нагретая твердая пустынная земля, теплые стебли растений в умеренной полосе, белоснежная поверхность твердого льда на горных хребтах или жерло вулкана с горячей лавой, можно сказать, что значительная часть их инфракрасного излучения уйдет в космос, поскольку данные тела твердые, а от твердых тел исходит несколько другой спектр излучения, чем от жидкостей и газов. Кроме лучистой энергии, отраженной от льда, эти поверхности сильно нагреты относительно окружающей среды и потому сильнее испускают инфракрасное излучение. А каким образом человек избавляется от излишнего тепла? Во-первых, чаще всего при помощи газов с присущими им особенным спектром излучения. Во-вторых, это тепло всегда низкотемпературное, то есть температура выбросов чаще всего выше окружающей среды всего на несколько градусов, что негативно сказывается на выход тепла за пределы планеты. В-третьих, тепловое загрязнение чаще всего заключается в выбросах углекислого газа (дым) или водяного пара (от водооборотных циклов), то есть как раз тех парниковых газов, которые, находясь в том же агрегатном состоянии на десяток километров выше, прекрасно это излучение (от более нижних слоев) поглощают и отражают обратно. Кроме того, это тепло мы выбрасываем в биосферу, прямо себе под нос. Мы повышаем температуру рек, окружающего воздуха, океана, в которых и находится все те организмы и растения, что работают на поглощение и удержание углерода для всего земного шара. Мы сами себя обманываем, сравнивая Ватты на метр квадратный одного вида излучения с Ваттами на метр квадратный совсем другого излучения. Все-таки было ошибкой все виды энергии выражать в Ваттах, мы из-за этого потеряли связь с реальностью. Думаю, Джеймс Уатт был бы очень разочарован в этом.
