Независимый бостонский альманах

ПРЕОДОЛЕНИЕ ПАРНИКОВОГО ПОТЕПЛЕНИЯ - ВОЗМОЖНОСТИ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

06-07-2006

Сергей ЩепиновБиография Сергея Щепинова - нелинейная, сфера деятельности - химическая (лаборатории, цеха, институты).В начале 80-х, служа в информационной конторе, начал попытки приложения химии к делу смягчения обнародованного тогда парникового эффекта. Отзвуки были локальными и тихими, хотя прочитавший дважды (редкость) говорил о сильном впечатлении. А воз, к нашей, боюсь, беде заехал чересчур далеко...

В рассекреченном в июне 1998г докладе элитной группы мировых экономических экспертов, заказанном организаторами Давосского форума (весна того же года), названы главные факторы, определявшие на тот момент развитие мировой экономики. На третьем месте, вслед за азиатским экономическим кризисом и подготовкой к введению евро, стояло влияние ранее относимого к региональным циклического климатического явления Эль-Ниньо (ЭН). Его острые негативные проявления к этому времени уже второй год регистрировались, более или менее выраженно, практически на всей планете.

Первые два фактора стали достоянием истории. ЭН 97/98, нанеся небывалый ущерб природе и мировому хозяйству ( 90 млрд долл., тысячи человеческих жертв), было признано абсолютно сильнейшим (в обратной перспективе, по меньшей мере, за последние столетия, ЭН наблюдаются каждые 3-7 лет). Его рекордный размах уверенно объяснён специалистами сочетанием с процессом ГП - глобального потепления, приписываемого в большой мере действию техногенных парниковых газов.

Несколько последующих лет ушло на политико-экономическую борьбу США (основного “поставщика” парниковых газов) с Киотским протоколом (креатура ООН, наметившая всеобщие меры по смягчению ГП). Безответственная беспечность этого периода вот-вот сменится запоздалой активностью в преддверии крайне серьёзного обострения ситуации.

Ряд грозных признаков этого:

-недавнее предупреждение Центра в Мауна Лоа о резком росте в последние два года концентрации диоксида углерода (ДУ, основной парниковый газ) в земной атмосфере; -продолжающееся потепление: 2005 год признан одним из теплейших в истории;

-факт аномальной задержки - не менее 10 лет! - очередного ЭН: оно предвидится не ранее 2007г , (так называемое ЭН 02/03 не было выраженным), а за это время действующее начало ЭН - тепло, аккумулирующееся в Тихоокеанском тепловом бассейне (ТТБ)- достигнет опаснейшей величины;

-сейсмическое потрясение конца 2004г. Длительное время я излагал свои взгляды (см., напр., “Земля и Вселенная”, №2, 1993, С.11) о неизбежной связи таяния или роста ледникового покрова (как следствия глобальных температурных перемен) через геодинамику с тектоническими катаклизмами; убеждён, что 26 декабря 2004г произошла,в частности, такого рода разрядка инерционных возмущений в коре и астеносфере,изначально вызванных несбалансированным перемещением водных масс по поверхности геоида.

По причине необычайной мощности материальных и тепловых потоков, сопряжённых с парниковыми процессами (таяние и исчезновение ледников, перестройка океанских течений, невиданной силы ЭН и пр.),они в большей или меньшей степени сказываются на геодинамических параметрах, вызывая, например, возмущения в движении полужидких масс астеносферы. Гигантская инерционность подобных явлений позволяет видеть их последствия через месяцы и даже годы.

В меру сил анализируя в течение около 20 лет связанные с проблемой ГП научные публикации, мне удалось, отчасти исходя из достижений современной химии, в том числе биологической и физической, сформулировать в черновом виде ряд концептуальных подходов к технологическому - с усилиями всего мирового сообщества - преодолению обостряющейся опасности.

I. КОНВЕРСИЯ ИЗБЫТОЧНОГО СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛА В ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЮ

ВОЗМОЖНО, ДОСТАТОЧНО БЫЛО БЫ СОСРЕДОТОЧИТЬ УСИЛИЯ НА РАЗРЯДКЕ ГЛОБАЛЬНОГО НАКОПИТЕЛЯ ЭТОГО ТЕПЛА - ТТБ: ИЗ ЭТОЙ ЗАПАДНОЙ ТРОПИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ТИХОГО ОКЕАНА МНОГИЕ СОТНИ ТЫСЯЧ КВАДРАТНЫХ КИЛОМЕТРОВ ПЕРЕГРЕТОЙ ВОДЫ ВНЕЗАПНО НАЧИНАЮТ ДРЕЙФ НА ВОСТОК, КЛАДЯ НАЧАЛО ЭН С ЕГО НЕИСЧИСЛИМЫМИ БЕДСТВИЯМИ.

Особую тревогу должен вызвать факт формирования в ходе ЭН 97/98 фронта избыточно тёплой воды толщиной свыше 300м. “Прогресс” в этом направлении чреват роковой для жизни на Земле ситуацией: касание ещё более углубившейся частью потока необозримых газогидратных метановых отложений на океанском дне запустит самоускоряющуюся лавинообразную (вертикальное перемешивание и нарастающий заброс тёплых поверхностных вод ко дну) реакцию разложения гидратов и неизбежные атмосферные вспышки миллионов кубических километров метановоздушных смесей. Подобный сценарий можно бы выдвинуть в объяснение недавнего открытия палеоклиматологами фактов внезапного кратковременного подскока земной температуры в отдалённые времена на 5 - 9 град.

ОТСЮДА - НЕОБХОДИМОСТЬ МОЩНОГО И НЕПРЕРЫВНОГО ТЕПЛООТВОДА ПОСРЕДСТВОМ ГИГАНТСКИХ ПЛАВУЧИХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ ПО ТИПУ РАЗРАБОТАННЫХ ЧЕТВЕРТЬ ВЕКА НАЗАД В ОТВЕТ НА НЕФТЯНОЙ КРИЗИС, ИНИЦИИРОВАННЫЙ СТРАНАМИ ОПЕК.

Первоначально энергия последнего ЭН была оценена в 1 миллион хиросимских бомб (позже скорректирована в сторону увеличения), то есть около 1020 джоулей. Легко подсчитать, что столько тепла поглотят и превратят в электроэнергию в течение 5-7 лет 200 работающих на перепаде поверхностной и глубинной температур в западной экваториальной Пацифике электростанций типа “Саншайн Проджект” (проект консорциума ведущих японских энергетических и машиностроительных корпораций). Несомненно, и первоначальная проектная мощность, 100Мвт, ныне будет значительно превышена, и передовые системы управления позволят надёжно функционировать комплексу из 50-100 погружённых приповерхностных систем, построенных в экстренном темпе усилиями самых продвинутых предприятий мира, включая оборонные.

Подобные агрегаты будут несравненно дешевле современных авианосцев, а их сооружение станет наилучшим применением для сотен миллиардов долларов, уже сейчас обращающихся в природоохранной экономике в форме углеродных налогов, штрафов, взаимозачётов и т.п.

Окупаемость новой энергетики проявится как в нормализации глобального климата, так и в налаживании мегапроизводств пресной воды, электролизного водорода и кислорода, в разработке донных ископаемых,синтезе аммиака,метанола и т.п.

Согласованно будет консервироваться традиционная тепловая и ядерная энергетика, модернизироваться транспорт,отпадёт острая нужда в высокозатратных энергосберегающих мероприятиях.

II. БИОХИМИЧЕСКОЕ СВЯЗЫВАНИЕ ИЗЛИШКОВ ТЕПЛА И ДУ

Открытие в 80-е годы решающей роли железа в биосинтезе фитопланктона - самого обильного морепродукта, т.е. в запуске всех “продовольственных производств” Океана, навело на очевидную мысль об искусственной активации в нём жизненных процессов с одновременным форсированием связывания ДУ и солнечной радиации (см., напр., “Земля и Вселенная”, там же). С этой целью США и Великобританией поставлены масштабные океанские эксперименты IronEx по удобрению поверхности каталитическими дозами (миллионные доли %) сульфата железа. Фиксировался резкий скачок роста микроводорослей (в десятки раз), соответственно падала концентрация ДУ.

Ещё ряд неотмечавшихся достоинств данного процесса: а) охлаждение воды,- фотосинтез сильно эндотермичен; б) ослабление парникового эффекта ввиду расходования ДУ и его ускоренного растворения в остывающей воде; в) охлаждение океана вследствие усиления его отражательной способности с появлением яркой биоокраски; г) поставка в воздушную среду адекватных количеств кислорода, угрозу дефицита которого считают реальной.

Отмеченные недостатки - слишком быстрое расходование катализатора и образование токсичного диметилсульфида - видимо, частично устранимы при переходе на нитрат железа или на его ультрадисперсную (наночастицы),особенно даровую оксидную (ржавчина), форму.

Критика подобных проектов ввиду якобы обратного технического эффекта - воздушных выбросов ДУ на стадиях производства энергии и для синтеза удобрения, и для его транспортировки - СТАНЕТ НЕПРИЕМЛЕМОЙ, ЕСЛИ ЕГО ДОЛГОСРОЧНЫЕ ЗАПАСЫ БУДУТ ХРАНИТЬСЯ И РАСХОДОВАТЬСЯ С БОРТОВ НАЗВАННЫХ ВЫШЕ ПЛАВУЧИХ ЭС, ЧТО ВДВОЙНЕ ВЫГОДНО: ДАРОВАЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ ПЛЮС дозирование КАТАЛИЗАТОРОВ В МОЩНЫЙ ПОТОК ПРОХЛАДНЫХ, Т.Е. УСИЛЕННО ПОГЛОЩАЮЩИХ ДУ ОТХОДЯЩИХ ВЫСОКОМИНЕРАЛИЗОВАННЫХ ГЛУБИННЫХ ВОД. БЕЗЖИЗНЕННАЯ В ПЕРИОД РАЗОГРЕВА ТТБ АКВАТОРИЯ ПРЕВРАТИТСЯ В КРУПНЕЙШИЙ В МИРЕ РЫБОПИТОМНИК, БУДЕТ ВО МНОГОМ СНЯТА ПРОБЛЕМА НЕХВАТКИ ПИЩЕВОГО БЕЛКА.

III.ИЗЪЯТИЕ УГЛЕРОДА ИЗ ПРИРОДНОГО КРУГООБОРОТА

Этот новый путь борьбы с ГП видится столь же действенным, как и изложенные в п.п. I и II; особо заманчиво их сочетание. Идеи же о переходе на растительное топливо или запасании жидкого ДУ не продуманы ни в экономическом, ни в экологическом плане.

Реальной представляется восходящая к древнейшей химической технологии углежжения глобальная задача создания беспримерных по масштабам плантаций сверхбыстрорастущих деревьев (селекционной и генно-инженерной наукой созданы древесные породы, созревающие через 3-5 лет) и их углефикации новейшими способами (в мире и сейчас производят многие миллионы тонн древесного угля для спецметаллургии, выработки сорбентов, поглотителей и пр.).

В виде антропогенного СО2 в воздушный бассейн поступает около 7 млрд тонн углерода в год. Допустив, что опасность дальнейшего перегрева будет устранена со снижением этого показателя на 1 млрд, можно говорить о задаче перевода в углерод 5 млрд т вновь выращенной растительной массы (выход углерода при её ретортной переработке ок.25%). Лесные запасы планеты оцениваются сейчас в 1 трлн т. Экстренное выращивание и обуглероживание всего ¼ % этого количества в год посильно в чрезвычайной ситуации для экономики ближайшего будущего, в сопряжении с решением актуальнейших проблем глобальной экологии: сохранения и возрождения почв, пресных вод, атмосферного кислорода, рефорестации и мн.др.; здесь можно говорить также и о возникновении десятков миллионов новых рабочих мест, и об успехах в борьбе с голодом и неравенством.

Углерод в своих аллотропных формах непревзойдён в тугоплавкости, твёрдости, прочности, устойчивости к агрессивным средам, радиационной стойкости, биологической совместимости; наблюдаемый прогресс в химических и материаловедческих исследованиях этого элемента непрерывно ускоряется.

Подавив таким приёмом угрозу глобальному климату, мировое сообщество обретёт (после простейшей обработки) громадный резерв уникального и универсального, перспективнейшего возобновляемого материала. Полная инертность в компактном чистом виде обеспечит ему место и в строительстве сооружений любого назначения, и в качестве конструкционного материала для всех видов техники,от тяжёлой до прецизионной.

В самое последнее время появились первые признаки грядущего научно-технического прорыва в почвоведении. С одной стороны, население Южной Америки, по данным археологов, владело секретом науглероживания почвы с приданием ей уникального плодородия(по недавним проверкам, в 3 раза выше, чем на контрольном участке). С другой, техническая химия выходит к процессам прямого синтеза водорода из горючих ископаемых или растительного сырья (клетчатки, например),причём второй продукт – полимерный кислородсодержащий углеродистый материал - явно схож и с главным природным органическим удобрением – гуминовыми кислотами, и с --южноамериканским их вариантом, “суперпочвами” (terra prieta),когда содержание углерода повышено до 9%.

В почвах Земли общее содержание углерода, включая гуминовый, в два раза выше, чем в растительном покрове или в атмосфере – около 0,5% по массе. Нет сомнения, что дополнительное внесение в них в любом количестве гуминовых кислот – продуцируемых античными приёмами или побочно синтезируемых в водородном производстве будущего – будет благотворным для урожайности и явится отличным стоком для выводимого из природной циркуляции СО2.

Наконец, углерод незаменим как индустриальный восстановитель, а фундаментальная реакция

С + 2Н2О = 2Н2 + СО2

поставит его вне всякой конкуренции в топливных и химических технологиях ко времени исчерпания невозобновляемых энергетических материалов.

Простые прикидки показывают, что электроэнергетическая утилизация избыточного тепла планеты уже сама по себе могла бы привести к нормализации климата в сочетании с глобальной экономической революцией.

То же можно сказать и о микробиологической концепции, реализация которой также имела бы колоссальный дополнительный эффект (решение продовольственной проблемы, охрана биосферы).

Самонапрашивающееся, естественное сочетание этих супертехнологий, упомянутое в тексте, создало бы гармоничную в высшей степени мировую систему “Природа – Человек”.

Концепция “углеродной экономики”, кратко охарактеризованная в п. III, обеспечит устойчивый и управляемый климат в условиях сырьевого изобилия; она также совершенно пригодна для благотворного сочетания с предшествующими.

Комментарии

Добавить изображение



Добавить статью
в гостевую книгу

Будем рады, если вы добавите запись в нашу гостевую книгу. Будьте добры, заполните эту форму. Необходимой является информация о вашем имени и комментарии, все остальное – по желанию… Спасибо!

Если у вас проблемы с кириллическими фонтами, вы можете воспользоваться автоматическим декодером AUTOMATIC CYRILLIC CONVERTER.

Для ввода специальных символов вы можете воспользоваться вот этой таблицей. (Латинские буквы с диакритическими знаками вводить нельзя!)

Ваше имя:

URL:

Штат:

E-mail:

Город:

Страна:

Комментарии:

Сколько бдет 5+25=?