Регионы планеты стали взаимосвязаны благодаря многолетнему процессу интеграции национальных экономик в общее геоэкономическое пространство, но оно оказалось уязвимо для кризисов и конфликтов. Очевидно, что для предотвращения будущей климатической катастрофы необходима координация действий всех без исключения стран.
Климатическая повестка
Глобальное изменение климата, рост числа экстремальных явлений из-за повышения средней годовой температуры и вызванные этим проблемы оказывают заметное влияние на мировую экономику и политику. По данным ООН ежегодный ущерб от стихийных бедствий оценивается в 520 млрд долларов, а само изменение климата представляет собой серьёзную угрозу международному миру и безопасности, потому что обостряется конкуренция за водные ресурсы и продовольствие, усиливается социально-экономическая напряжённость, фиксируется массовое перемещение населения, растёт глобальное неравенство. Такие риски невозможно игнорировать.
Регионы планеты стали взаимосвязаны благодаря многолетнему процессу интеграции национальных экономик в общее геоэкономическое пространство, но оно оказалось уязвимо для кризисов и конфликтов. Очевидно, что для предотвращения будущей климатической катастрофы необходима координация действий всех без исключения стран, комплексная разработка, реализация и внедрение новых экономических моделей, способных обеспечивать устойчивое и справедливое развитие всего мира.
12 декабря 2015 г. в Париже представители 196 стран подписали соглашение по климату, которое ставит трудную и сложно сформулированную задачу «удержать прирост глобальной средней температуры намного ниже 2 градусов Цельсия сверх доиндустриальных уровней при приложении усилий в целях ограничения роста температуры до 1,5 градусов Цельсия». Декларируется, что «осуществление Парижского соглашения требует экономической и социальной трансформации на базе наилучших имеющихся научных данных».
По всему миру в борьбу с негативными последствиями глобального потепления включаются политические партии, правительства, активисты, финансы и бизнес. Развитые страны заявили о декарбонизации своих экономик и об ускоренном развитии «зелёных» технологий. «Зелёная трансформация» становится важным фактором международной инвестиционной политики, влияющей на доступ компаний к капиталу, и одновременно политэкономическим проектом части мировых элит, потому что экологией и финансами климатическая политика не ограничивается. Необходимо, чтобы люди, сообщества и государства отказались от традиционной промышленности и энергоёмких отраслей индустрии, а также изменили систему ценностей от материальных к более экологически направленным и переориентировали национальные приоритеты на достижения целей устойчивого развития.
Императивный переход на возобновляемые источники энергии для развитых экономик, углеродные налоги и запрет на инвестиции в традиционные сектора для «отстающих» меняют взаимоотношения постиндустриального мира и развивающихся стран, где сосредоточены основные мощности промышленного производства.
Но ничто не возникает из ниоткуда. «Зелёный переход» потребует намного больше энергии, чем могут дать современные энергосистемы, которые должны одновременно обеспечивать и текущие потребности мировой экономики в энергии, и создание дублирующей энергосистемы, превосходящей по масштабам существующую. Если традиционные ТЭС и АЭС работают круглосуточно, то выработка энергии ветра обычно доступна в среднем 30 процентов времени; солнечной – 17 процентов времени, а масштабировать инфраструктуру, включая ЛЭП, трансформаторы и специальные аккумуляторные станции, придётся до максимальной, а не до средней мощности. Как следствие, значительно увеличатся выбросы углекислого газа, что лишь усугубит ситуацию и заставит многие государства и сообщества усомниться в правильности выбранной стратегии.
«Число стран, объявивших о своих обязательствах по достижению нулевого уровня выбросов в ближайшие десятилетия, продолжает расти. Но обещания правительств на сегодняшний день – даже если они будут полностью выполнены – далеко не соответствуют тому, что требуется, чтобы свести глобальные выбросы углекислого газа, связанные с энергетикой, к нулю к 2050 г. и дать миру равные шансы ограничить глобальное повышение температуры до 1,5 °С», – говорится в докладе о глобальных рисках, озвученном на Всемирном экономическом форуме в Давосе в январе 2022 года.
Стоимость «зелёной трансформации»
Детальный анализ, представленный в январе 2022 г. в докладе McKinsey Global Institute “NGFS Net Zero 2050” показывает, что сценарий сокращения выбросов углекислого газа до чистого нуля к 2050 г. потребует расходов на физические активы до 275 трлн долларов, что составит 7,5 процента мирового ВВП с 2022 по 2050 гг., при ежегодных средних затратах на материальные активы в 9,2 трлн долларов. Это почти в четыре раза выше предварительных оценок Международного энергетического агентства, сделанных три года назад, когда климатическая повестка набирала вес в мировой политике. Трансформация экономики, необходимая для достижения нулевого уровня выбросов к 2050 г., обойдётся в астрономическую сумму, у которой пока нет реальных финансовых источников.
Итак, на одной чаше весов годовой ущерб в 0,5 трлн долларов от неблагоприятных климатических явлений, а на другой – 9,2 трлн долларов ежегодных затрат, чтобы сгладить климатическую динамику. Баланс пока явно не в пользу «зелёной трансформации». Но и финансовые балансы государств, корпораций и домохозяйств сейчас не в лучшем состоянии.
По данным Института международных финансов (IIF), к концу 2021 г. совокупный мировой долг составил 300 трлн долларов, и это новый исторический рекорд, а мировая инфляция достигла максимума за последние четыре десятилетия. Гигантский долг и высокая инфляция исключают финансирование «зелёной трансформации» за счёт масштабной денежной эмиссии и ограничивают потенциальный размер государственных субсидий для ветряной и солнечной электрогенерации. Более того, накопленные долги, пузыри активов и дисбалансы мировых финансов являются, по мнению Всемирного банка, предпосылками грядущего мирового кризиса, который по масштабам падения глобального ВВП способен превзойти Великую депрессию 1930-х, но с учётом объёмов нынешней мировой экономики.
Но даже колоссальная сумма в 275 трлн долларов на декарбонизацию не окончательная и в ближайшие годы вероятно будет пересмотрена в сторону повышения на несколько десятков процентов, если учесть продолжающийся рост мировых цен на энергоносители и конечную энергию, на базовые материалы и ресурсы, сохраняющиеся проблемы в цепочках поставок и геополитическую напряжённость в отношениях США с Китаем и другими странами. Так, например, принятые в США ограничения на импорт продукции из Синьцзян-Уйгурского автономного района Китая, где производится 77 процентов мирового объёма поликристаллического кремния, уже привели к 25-процентоному росту стоимости солнечных панелей для американских потребителей.
Есть у «зелёной трансформации» и огромная нефинансовая цена. Добыча ресурсов и производство значительного количества солнечных панелей и их каркасов, ветряков и их мачт, опор дополнительных ЛЭП, кабелей, трансформаторов, феррорезонансных стабилизаторов, блоков аккумуляторов и прочее окажет колоссальную дополнительную нагрузку на экологию планеты, вызовет значительный рост выбросов в атмосферу углекислого и угарного газа, оксида азота и соединений серы. Почва и вода на обширных территориях будут загрязнены шлаками, кислотными отходами и солями тяжёлых металлов. Всё это лишь усилит неблагоприятные природные и социальные явления.
Литий, кремний, свинец, цинк, медь, палладий, олово, алюминий, углепластик, поливинилхлорид, конструкционная сталь, бетон, редкоземельные металлы и пр. не появляются из таблиц Excel и презентаций на климатических форумах.
Вывод очевиден, климатическую политику придётся корректировать. Изначальные планы по декарбонизации слишком многого не учитывали, и требуют серьёзной доработки и дополнительных научных исследований. Но поскольку изменение климата продолжается, человечеству необходимо одновременно продолжать заниматься экологическими программами и выиграть время, необходимое для разработки и запуска новых проектов.
Климат или энергия – ложная дихотомия
Аристотель ввёл термин «энергия» (греч. ἐνέργεια – действие, сила, осуществление) для обозначения деятельной силы и преобразующей мир человеческой активности. Уровень развития цивилизации определяется потребляемым количеством энергии и объёмом накопленных знаний.
От энергии и её доступности зависит качество жизни людей и любая экономическая деятельность. На протяжении всей истории количество используемой энергии и ресурсов определяло степень развития цивилизации. Сотни тысяч лет назад огонь, добытый и бережно хранимый человеком в эпоху палеолита, положил начало социальной эволюции вида homo sapiens. С момента зарождения цивилизации до настоящего времени происходил гиперболический рост населения Земли, а последние двести лет мировое энергопотребление увеличивается пропорционально квадрату численности населения. Сейчас число людей на Земле приближается к 8 млрд, поэтому энергии требуется всё больше и больше.
Но человечество использует лишь 0,17 процента потенциально доступной энергии планеты, причём не самым лучшим и эффективным образом. Ежегодные выбросы углекислого газа составляют 33–34 млрд тонн. Сейчас общее конечное потребление энергии в мире достигает 174 000 ТВт/ч в год, но почти треть этой энергии рассеивается в атмосфере или теряется при передаче в тепло- и электросетях. 70 процентов электрогенерации на планете производится тепловыми электростанциями, работающими на ископаемом топливе.
Ещё в 1980-е гг. было доказано, что все виды альтернативной энергетики – солнечные панели, ветряки и водородные элементы неэффективны. У солнечного света и ветра низкая плотность потока энергии, а на производство и хранение водорода затрачивается электроэнергии намного больше, чем смогут выдать водородные элементы. Исключение лишь одно – термоядерный синтез, но этот синтез по-прежнему – дело далёкого будущего.
Сейчас только строятся экспериментальные термоядерные установки. Россия, ЕС, Китай, США, Япония, Индия и ряд других стран участвуют в проекте ITER (Международный экспериментальный термоядерный реактор). Его постройка завершится к концу 2025 г., затем последует череда экспериментов с плазмой, а термоядерный синтез в планах только на 2035 г., если эксперименты окажутся удачными. Выработка электроэнергии на этом реакторе не предусмотрена. Появление термоядерных электростанций в мире можно ожидать не ранее 2070 г., если, конечно, будет доказана безопасность таких технологий.
Пока же придётся постепенно увеличивать выработку тепловой и электрической энергии на атомных и газовых электростанциях, постепенно сокращая долю угольных. Если же традиционные электростанции будут закрыты, а замена им не появится и мощности солнечной и ветрогенерации не хватит, то человечество столкнётся с колоссальным дефицитом энергии. Это вызовет коллапс мировой экономики, голод, социальные конфликты, локальные и глобальные войны.
Геоинженерия как альтернатива «зелёной трансформации»
Если тотальная декарбонизация в рамках текущей климатической повестки обречена на провал по экономическим причинам, то человечеству придётся обратиться к особым климатическим технологиям, которые смогут помочь избежать резкого повышения температуры на планете даже без отказа от традиционного углеводородного топлива и выиграть время, необходимое для освоения термоядерной энергии.
Климатические технологии или геоинженерия – преднамеренное крупномасштабное манипулирование экологическими процессами на Земле для противодействия последствиям изменения климата. Понятие геоинженерия объединяет целый ряд технологий от улавливания и удаления углекислого и парниковых газов из атмосферы до управления солнечной радиацией.
Геоинженерные решения проблемы глобального потепления обещают быть намного более эффективными, чем сверхзатратная «зелёная трансформация», хотя они также сопряжены с определёнными рисками. И судя по возобновившимся исследованиям и предметному обсуждению геоинженерных технологий как на международных экономических форумах, включая Давос, так и в ведущих аналитических центрах, к рекомендациям которых прислушиваются политики, перспектива использования геоинженерии для устранения негативных последствий изменения климата становится всё более и более вероятной.
Предварительные оценки затрат на применение геоинженерных технологий показывают, что их стоимость будет на порядок ниже стоимости перехода к углеродной нейтральности, они потребуют меньше времени для достижения климатических целей и не окажут катастрофического воздействия на традиционные отрасли промышленности.
Технологии улавливания и хранения углекислого газа предназначены для предотвращения попадания выбросов СО2 в атмосферу на тепловых электростанциях и энергоёмких производствах. Технологии удаления углекислого газа из атмосферы химическими, биохимическими (фотосинтез) или электрохимическими средствами создают, по сути, «отрицательные выбросы» и позволяют замедлить изменение климата. Уже есть предварительные расчёты стоимости и понимание, что технологии улавливания и удаления СО2 будут играть решающую роль в ключевых климатических решениях ближайшего будущего. Их успешное применение, особенно в энергоёмких отраслях, таких как металлургия, производство удобрений и цемента, позволит смягчить правила перехода к углеродной нейтральности, сделать декарбонизацию менее болезненной для традиционных отраслей промышленности и предотвратить негативные социальные процессы.
Планета Земля получает энергию от Солнца, солнечная радиация идёт на нагревание верхних слоёв почвы и воды, которые делятся теплом с атмосферой. Нагретая земная поверхность и атмосфера отдают тепло в космос посредством длинноволнового инфракрасного излучения. Гипотетически Земля должна находиться в лучистом и тепловом равновесии, поскольку солнечная энергия способна отражаться обратно полностью, но облака и парниковые газы захватывают часть тепловой энергии и излучают её не в космос, а к поверхности Земли. Возникает парниковый эффект, для компенсации которого необходимо увеличить отражающую способность (альбедо) Земли. Но в последние двадцать лет фиксируется снижение альбедо из-за сокращающегося ледяного покрова и уменьшения общей поверхности океанских облаков, что может усугубить негативное изменение климата.
Технологии управления солнечной радиацией как раз и создают возможности для частичного отражения солнечного излучения с помощью искусственно созданных облаков или отражающих стратосферных аэрозолей из различных химических веществ, а также развёрнутых на орбите Земли космических зеркал, что будет способствовать снижению темпов разогрева поверхности планеты и нижних слоёв атмосферы даже без перехода к углеродной нейтральности.
Плюсы и минусы геоинженерии
Среди технологий улавливания углекислого газа наиболее проблемными являются технологии, связанные фотосинтезом и биомассой. Крупномасштабное высаживание лесов в степных и полупустынных районах потребует десятилетий, гигантского количества удобрений и пресной воды, что может привести к истощению водных ресурсов, отрицательно повлиять на землепользование и разрушить местные экосистемы.
Самая дешёвая, но и самая опасная для экосистем технология удаления углекислого газа – стимулирование роста фитопланктона посредством удобрения железом и карбамидом значительных площадей мирового океана. Удаление 1 гигатонны углекислого газа, который пойдёт на фотосинтез водорослей, обойдётся менее, чем в 100 млн долларов, и теоретически можно «решить» проблему с избыточным углекислым газом в атмосфере всего за три года без затрат в 275 трлн долларов. Но удобрение океана железом может привести к повышению температуры поверхности, к образованию оксидов азота и других парниковых газов, к разрушению экосистем в результате подкисления океана и цветения водорослей, к истощению запасов кислорода в мировом океане и в итоге к гибели океанской жизни.
Прямое улавливание углекислого газа из воздуха химическими или электрохимическими средствами, а также установка систем удаления СО2 на традиционных энергоёмких производствах потребует нескольких триллионов долларов за 100 гигатонн углекислого газа, и это основной минус таких технологий. Но эти затраты будут на два порядка ниже, чем при «зелёной трансформации». Внедрить такие технологии на тепловых электростанциях и на промышленных объектах можно за десятилетие, но это позитивно для перспектив мировой экономики и эффективно для климатических целей. Политические решения о внедрении технологий улавливания СО2 на производстве и ТЭС, в том числе через программы стимулирования, не вызовут отторжения у бизнеса, в отличие от углеродных налогов, и это направление геоинженерии может получить значительное финансирование, как государственное, так и частное.
Технологии управления солнечной радиацией потребуют инвестиций от нескольких миллиардов до нескольких триллионов долларов, что также намного дешевле «зелёной трансформации». Эти технологии способны остановить рост среднегодовой температуры на планете, но, к сожалению, они плохо решают проблему увеличения концентрации парниковых газов в атмосфере. К тому же их применение может создать более серьёзные вторичные эффекты по сравнению с технологиями улавливания углекислого газа.
Распыление аэрозоля, состоящего из неорганических частиц, например диоксида серы, в стратосферу для отражения солнечного излучения потребует миллиардов долларов для сокращения 2–5 Вт энергии, приходящейся на 1 квадратный метр земной поверхности. Это также намного эффективнее по стоимости и по затратам времени, чем переход мировой энергетики на ветряки и солнечные панели. Но вероятные негативные климатические эффекты могут перечеркнуть всю пользу от применения такой технологии, так как это может вызвать потепление в высоких широтах, разрушение озонового слоя, изменение количества осадков и сильные засухи в Африке к югу от Сахары и в Индии, также в ряде регионов Северной и Южной Америки, увеличение числа ураганов в Атлантике. Более того, если применение аэрозолей внезапно прекратится, то произойдёт резкий скачок в количестве достигающей земной поверхности солнечной радиации.
Увеличение размера облаков с использованием иодида серебра и осветление морских облаков с помощью распыления особых частиц, делающих облака способными отражать больше солнечного света, по стоимости сопоставимо с технологиями распыления аэрозолей, но вторичными эффектами станут наводнения в одних регионах и уменьшение количества осадков и температуры в других местах, что негативно скажется на мировом сельском хозяйстве.
Огромные зеркала, размещённые в космосе способны блокировать и отражать солнечное излучение. Их можно установить на околоземных орбитах или, например, в точке Лагранжа L1 между Землей и Солнцем в 1,5 млн км от Земли, где сила земного притяжения уравновешивает влияние гравитации Солнца, а период обращения объекта вокруг Солнца становится равным периоду обращения Земли.
Затраты на сокращение 1 Вт/м2 солнечной энергии, достигающей поверхности Земли посредством развёртывания системы зеркал в космосе оцениваются в триллионы долларов. Процесс потребует создания дополнительных космических технологий. Зеркала способны быстро оказать влияние на климат, но поскольку они будут отбрасывать тень на поверхность планеты, то в разных регионах мира будет наблюдаться затенение, которое может привести к сокращению биомассы и проблемам с сельским хозяйством и местными экосистемами.
Но технологии космических зеркал будут идти параллельно с развитием космической энергетики. Получать электричество из солнечного излучения в космосе намного эффективнее, чем на Земле. И, возможно, это значительно улучшит ситуацию в мировой энергетике в целом, если появятся эффективные технологии передачи энергии с орбиты на Землю.
Геоинженерия и геополитика
Исследования и разработка геоинженерных технологий ведутся в развитых странах более полвека, но только сейчас началось детальное обсуждение возможности их использования, а также оценка вероятных последствий. Как и «зелёная трансформация», геоинженения требует вовлечения и координации действий всех стран. Главный минус большинства геоинженерных технологий в том, что разные страны будут испытывать влияние их применения по-разному. Нет качественных оценок последствий прекращения использования геоинженерии. Возможно, что при остановке техногенного вмешательства в климат глобальная температура покажет резкий рост, что приведёт к массовой гибели экосистем.
Пока нет ни одного способа управления солнечной радиацией с доказанными безопасностью и эффективностью. Улучшив климатические условия в одной части планеты, можно сильно ухудшить ситуацию в ряде других мест, например, изменить динамику муссонов или спровоцировать засухи в тропиках, в результате чего миллионы людей могут остаться без продовольствия и воды. Это создаст почву и повод для новых межгосударственных конфликтов.
Возможно, человечество столкнётся с новым типом войн – климатическими войнами. Операции с использованием климатических технологий применялись, например, США во время войны во Вьетнаме (Operation Popeye), когда американцы с помощью рассеивания в облаках йодидов серебра добивались обильных осадков, уничтожавших сельскохозяйственные посевы и повредивших тропу Хо Ши Мина. По мере развития технологий станет возможна контргеоинженерия, когда государства в ответ на геоинженерные меры соседних стран будут принимать противоположные меры, опасаясь последствий засух или наводнений.
Речь пока не идёт о создании климатического оружия.
Закон сохранения энергии – фундаментальный закон физики. Для климатического оружия требуется огромное количество энергии. Даже обычный ураган средней силы обладает мощностью сопоставимой с 250 мегатоннами тротилового эквивалента. Для перемещения миллиардов тонн воздушных и океанических масс необходимо энергии больше, чем может произвести весь ядерный боезапас сверхдержав.
Климатические риски и разнородная реакция государств на применение геоинженерных технологий способны оказать негативное влияние и на международную политику, и на внутриполитическую динамику различных стран, что может привести к международной напряжённости, экономическим войнам и вооружённым конфликтам. Также пока непонятно как мировое сообщество будет реагировать, если геоинженерные технологии повлекут непредвиденные последствия.
Поэтому необходимо создавать международное правовое регулирование, призванное контролировать климатические технологии до того, как произойдёт «геоинженерная катастрофа». Несколько существующих сводов международных законов, таких как морское право и космическое право, предоставляют образцы для определения ответственности в глобальном сообществе.
Наступает момент, когда государства должны достичь соглашений о сотрудничестве в геоинженерии и создать систему международного управления геоинженерными исследованиями, потому что без технологий удаления и хранения углекислого газа невозможно приблизиться к намеченным климатическим параметрам. Без влияния на климат и управления количеством осадков не удастся решить проблемы миллиардов людей, но без глобального консенсуса и международного контроля не получится сделать эти технологии безопасными для всех стран.
Геоинженерные технологии могут быть эффективными решениями проблем глобального потепления – только если человечество научится адекватно учитывать системные взаимозависимости и возможные последствия.
