Энергия и цивилизация - читать онлайн книгу. Автор: Вацлав Смил cтр.№ 95

Территория орошаемых земель за XX век увеличилась в пять раз, с менее 50 Мга до более 250 Мга, а к 2015 году достигла 275 Мга (FAO 2015а). В относительных терминах это значит, что около 18 % сельскохозяйственных земель сейчас орошаются, около половины из них – водой, качаемой из колодцев, 70 % всей орошаемой земли находится в Азии. Там, где вода добывается из водоносных слоев, энергетические затраты на ее подкачку (используются обычно дизельные или электрические насосы) неизменно составляют самую большую часть от общих (прямых и косвенных) энергетических затрат на выращивание злаков. Оросительная система все еще подает большую часть выкачанной воды в бороздки, но гораздо более эффективные и дорогие разбрызгиватели (особенно вращающиеся) тоже используются во многих странах (Phocaides 2007).

Только приблизительные расчеты можно сделать, чтобы отследить подъем прямого и косвенного использования ископаемого топлива и электричества в современном сельском хозяйстве. На протяжении XX века, когда население мира выросло в 3,7 раза, а обрабатываемая площадь расширилась на 40 %, антропогенный энергетический вклад поднялся с 0,01 ЭДж до почти 13 ЭДж. В результате в 2000 году средний гектар земли получал в 90 раз больше энергии, чем в 1900-м (рис. 6.7). Или, отстранясь от цифр, мы можем просто сказать вместе с Говардом Одумом (Odum, 1971, 115–116):

«Целое поколение граждан думало, что текущий объем нашей планеты пропорционален площади обрабатываемой земли и что мы с большей эффективностью используем солнечную энергию. Но это печальное заблуждение, поскольку человек индустриальной эпохи не ест картофель, сделанный из солнечной энергии, сейчас он ест картофель, частично изготовленный из нефти».

Но эта трансформация изменила общую доступность пищи несколькими способами. В 1900 году валовое производство злаков (не считая потерь при хранении и перевозке) давало только крохотный выигрыш над человеческими потребностями в пище, что означает – большая часть человечества питалась скудно, и доля урожая, которую можно было использовать для прокорма животных, оставалась минимальной. Значительно выросшие вложения энергии позволили новым сортам растений (гибридная кукуруза, появившаяся в 1930-х годах, пшеница с коротким стеблем, новые разновидности риса в 1960-х) реализовать их потенциал полностью, результатом чего стали рост урожаев всех культур и увеличение энергии пищи в шесть раз (Smil 2000b, 2008; рис. 6.7).

В начале XXI века глобальные урожаи обеспечивают дневную норму в среднем (для популяции в 4 раза больше, чем в 1900 году) около 2800 ккал на человека, более чем достаточно, если бы она была доступна для всех (Smil 2008а). Примерно 12 % мирового населения до сих пор недоедают по той причине, что доступ к пище у них ограничен, но не потому что ее вообще нет, а потому что она распределяется неравномерно.

Рисунок 6.7. Общие (прямые и косвенные) вложения энергии в современное сельское хозяйство (слева), общие размеры жатвы и рост урожая пшеницы (справа). Основано на данных из Smil (2008b), Palgrave Macmillan (2013) и FAO (2015a)

В обеспеченных странах поставки пищи на 75 % выше реальной потребности, результатом чего становится ненормально большое количество пищевых отходов (30–40 % всей пищи в розничной продаже) и высокий уровень ожирения у населения (Smil 2013а). Более того, немало зерна (50–60 %) в богатых странах скармливают домашним животным. Курица – самый эффективный конвертер корма (около трех единиц концентрированного корма на единицу мяса); для свинины это соотношение девять к одному, производство говядины самое затратное, оно требует 25 единиц корма на единицу мяса.

Это не самое лучшее соотношение также является функцией пропорции мясо/живой вес: для курицы она равняется 0,65, для свиньи – 0,53, для крупного рогатого скота всего 0,38 (Smil 2013d). Но энергетические потери при получении мяса (и молока) имеют собственную питательную отдачу: рост потребления животной пищи обеспечивает высокобелковый рацион во всех богатых странах (проявляется в увеличении роста) и в среднем адекватное питание большинству даже самых бедных стран. Интересно, что среднее потребление энергии пищи на душу населения в Китае сейчас около 3000 ккал/сут., то есть на 10 % выше, чем в Японии (FAO 2015а).

Индустриализация подразумевает многочисленные связанные друг с другом изменения (Blumer 1990), и так дело обстоит, в каком бы масштабе не рассматривался процесс. До сегодняшнего времени самое важное изменение на уровне фабрики – введение электрических моторов, приводящих в движение отдельные машины, что обеспечило точный и независимый контроль, позволило ликвидировать ненадежную систему трансмиссий, кожаных приводов и валов, которые требовались паровой машине. Но даже эта фундаментальная трансформация имела бы ограниченное воздействие, если бы высокоскоростные станки и сталь лучшего качества не были доступны для производства более качественных машин и финальных компонентов. Как уже отмечалось, интенсификация международной торговли не произошла бы без новых, более мощных первичных движителей, но их развитие в свою очередь зависело не только от продвижения в конструктивной области, но также от огромных объемов нового жидкого топлива, получать которое стало возможно благодаря добыче сырой нефти и ее дальнейшей очистке.

Схожим образом, растущая доля механического производства, сконцентрированного на фабриках, потребовала размещения работников поблизости от мест производства (отсюда различные формы урбанизации) и развития новых навыков и целых профессий (отсюда беспрецедентный рост сферы профессионального обучения и технического образования). Использование монетарной экономики, мобильности труда и капитала установило новые контрактные отношения и привело к росту миграции и расширению банковского сектора. Погоня за массовым производством и низкими издержками на единицу продукции создали новые большие рынки, чье существование опиралось на надежный и недорогой транспорт.

В противоположность общему мнению, рост доступности полученных с помощью угля и паровых двигателей тепла и механической мощности вовсе не был нужен для того, чтобы инициировать этот комплекс перемен. Производство в загородных мастерских, основанное на дешевом сельском труде и обслуживавшее не только национальный, но и международные рынки, существовало за поколения до того, как началась угольная индустриализация (Mendels 1972; Clarkson 1985; Hudson 1990). Такая протоиндустриализация имела место не только в отдельных районах Европы (Ульстер, Костуолдс, Пикардия, Вестфалия, Саксония, Силезия и многие другие). Масштабное ремесленное производство товаров для внутреннего и внешнего рынков существовало также в Китае династий Мин и Цинь, в Японии сегуната Токугава, в отдельных районах Индии.

Отличным примером является карбонизация сыродутного железа для получения индийской стали wootz, качества которой лучше всего известны по дамасским клинкам (Mushet 1804; Egerton 1896; Feuerbach 2006). Ее производство в некоторых регионах Индии (Лахор, Амритсар, Агра, Джайпур, Мисор, Малабар, Голконда) имело почти индустриальные масштабы, экспорт шел в Персию и Турецкую империю. Частично механизированное и сравнительно крупное производство тканей, опирающееся на энергию воды, часто становилось следующим шагом европейского перехода от сельских мастерских к централизованным мануфактурам. Во многих регионах промышленные водяные мельницы и турбины успешно конкурировали с паровыми машинами на протяжении десятилетий после появления нового неодушевленного первичного движителя.