Несмотря на то что биоэтанол можно получать из древесины и любых органических отходов, сегодня основная его часть производится из продовольственного сырья – сахарного тростника в Бразилии, кукурузы в США, кукурузы и пшеницы в странах ЕС («тростниковый» биоэтанол вдвое дешевле «кукурузного»). В Бразилии на биоэтанол расходуется уже 50% сахарного тростника, в США – 20% кукурузы.
Впрочем, на производство биоэтанола требуются значительные затраты энергии из исчерпаемых источников – газа, угля, нефти. М. Уорлд [3] приводит данные о том, что на 1 мегаджоуль (МДж) биоэтанола затрачивается 0,77 МДж энергии из исчерпаемых источников (впрочем, на производство 1 мегаджоуля бензиновой энергии затрачивается «исчерпаемых» 1,19 МДж!).
Рост цен на нефть повышает и цену на продовольственное сырье для производства горючего, что стимулирует расширение пахотного клина. В Бразилии «под биоэтанол» массированно осваиваются ксерофитные тропические леса и саванны. Ежегодно площадь биоэтаноловых плантаций возрастает на 325 тыс. га. Сегодня эта площадь уже равна территории Нидерландов, Бельгии, Люксембурга и Великобритании вместе взятых. К 2025 г. площадь «биоэтаноловых плантаций» должна возрасти в 5 раз.
В Бразилии вклад биоэтанола в энергобаланс уже достиг 40%, им заправляют не только автомобили, но и самолеты. В амбициозных планах США достижение к 2025 г. замены каждого четвертого литра бензина биоэтанолом, что позволит резко снизить зависимость страны от импорта нефти и укрепить ее экономику. Сейчас доля биоэтанола в автомобильном горючем страны составляет менее 4%, но на его производство затрачивается 20% урожая кукурузы. Крупный американский агроэколог Д. Пиментал считает, что весь урожай кукурузы, который сегодня получают США, может обеспечить только 17% потребности для производства автомобильного топлива. Очевидно, что поскольку значительная часть кукурузы по-прежнему будет использоваться как продовольственный ресурс, то резко возрастет доля импорта биоэтанола, в первую очередь из Бразилии. Дж. Буш надеется на основе альянса с Бразилией создать «биотопливный ОПЕК».
Возрастет и производство этанола из непродовольственного сырья – древесины, отходов сельского хозяйства, ТБО. Однако для этого нужны новые технологические решения, в частности – поиск микроорганизмов, которые способны продуцировать энзимы для быстрого разрушения древесины. Повысится роль генетически модифицированных организмов, не исключено, что будут «одомашнены» бактерии, которые живут в пищеварительной системе термитов и являются самыми активными разрушителями целлюлозы.
Итогом биоэтанолового бума уже стал рост цен на продовольствие, который происходит во всем мире (что почувствовали и россияне). С учетом роста числа автомобилей и потребности в горючем эта опасная тенденция будет развиваться и дальше. Кроме того, «биоэтаноловые плантации» негативно влияют на состояние атмосферы и почв: внесение высоких доз минеральных удобрений увеличивает выбросы в атмосферу оксидов азота (тоже парниковый газ!), а разрушение гумуса, которое происходит при этом, – диоксида углерода. Эти негативные эффекты усиливаются сокращением площади лесов.
Биодизель. Этот вариант топлива производится из растительных и животных жиров. Биодизель можно получать из отходов мясоперерабатывающих предприятий, фритюрного жира и др. В настоящее время в Европе и Китае большая часть его производится из масла рапса. Биодизель сегодня в 2 раза дешевле, чем обычное дизельное топливо. Рапс – это высокоурожайная культура, дающая до 35 ц/га семян, ее возделывание не столь разрушительно для почвы, как выращивание кукурузы, так как рапс оставляет большую корневую массу. Шрот, остающийся после выдавливания из семян масла, является ценным кормом для животных (впрочем, после соответствующей обработки как корм для животных может использоваться и барда, образующаяся после производства биоэтанола из кукурузы, сои и др.). Достоинством биодизеля является возможность получения его на небольших установках, рассредоточенных по сельскохозяйственным районам. На этой основе планирует решать свои энергетические проблемы Украина.
Однако для получения высоких урожаев рапса также необходимо вносить азотные удобрения, что ведет к эмиссии в атмосферу оксидов азота и диоксида углерода. Кроме того, под «биодизельный рапс» занимается пашня, что снижает производство продовольствия. Пока производство биодизеля из рапса не наносит ущерба продовольственной безопасности Европы, но в будущем ситуация может измениться.
Значительно опаснее производство биодизеля из плодов масличной пальмы в странах тропического пояса, так как плантации расширяются за счет тропических лесов. В Индонезии к 2020 г. планируется утроить производство пальмового масла, что приведет к гибели 98% лесного покрова страны, а Малайзия уже лишилась 87% тропических лесов и продолжает вырубать их по 7% в год от оставшейся площади [4]. Это наносит удар по биологическому разнообразию и продовольственной безопасности, увеличивает загрязнение атмосферы и уменьшает сток диоксида углерода.
Выводы
Энергетика – самая агрессивная отрасль мирового хозяйства, которая благодаря рыночным механизмам, отражающим бурный рост потребления и в первую очередь увеличение автомобильного парка, сегодня активно вторгается в сферу продовольственной безопасности. Производство биотоплива становится составляющей «дьявольского насоса» (в понимании Н.Н. Моисеева), пользуясь которым богатые страны выкачивают ресурсы из бедных. Пока в странах, где развивается биотопливная энергетика, ей дан «зеленый свет», производство биотоплива поддерживается государственными инвестициями и налоговыми льготами.
Емкую характеристику этому процессу и его возможным последствиям дал ярый противник производства биотоплива кубинский руководитель Фидель Кастро: «Действительная альтернатива заключена в следующем: земля отводится под производство либо продуктов, либо биогорючего. Развитые страны, учитывая их уровень энергопотребления, не располагают нужным для предлагаемых перемен количеством сельскохозяйственных площадей. Отсюда мысль об использовании стран Юга для обеспечения Севера дешевой энергией. Но какой будет цена для развивающихся стран?» [4].
Переключение значительной части продовольственного сырья на производство энергии неизбежно приведет к дальнейшему росту цен на продукты питания. Последствия этого могут быть трагическими: «Для бедных стран, импортирующих зерно, опасность состоит в том, что цены на него могут резко возрасти, и это приведет к обнищанию большего числа людей и в более короткий промежуток времени, чем когда-либо в истории. Усиление продовольственной необеспеченности чревато политической нестабильностью в масштабах, которые могут подорвать глобальный экономический прогресс». (Цит. по: [1, с. 217].)
Добавим к сказанному, что обнищание бедных стран обернется усилением фундаментализма и терроризма.
Как можно изменить ситуацию? Необходимо резко ограничить, а в перспективе – прекратить производство биотоплива из продовольственного сырья, поскольку использование «кукурузного биоэтанола» и «пальмового биодизеля» подрывает самые основы устойчивого развития, которое имеет одной из главных задач борьбу с бедностью и голодом. Рынок антиэкологичен по своей природе, и потому должен контролироваться мировым сообществом. Один из ведущих специалистов института «Worldwatch» Х. Френч [5] резонно ставит вопрос о необходимости реформирования глобального управления и создании Всемирной экологической организации (ВЭО) с правом «вето» на антиэкологичные решения ВТО. Одним из первых должен стать запрет на производство горючего из продовольственного сырья.
Полтора миллиарда прожорливых автомобилей не должны оставить голодными полтора миллиарда людей планеты.
Литература
1. Благутина В.В. Биоресурсы// Химия и жизнь. 2007. № 1. С. 36-39.
2. Квинт В.Л. Станет ли этанол альтернативой бензину?// Экология и жизнь. 2007. № 6. С. 40-45.
3. Уорлд М. Этанол для автомобиля//В мире науки. 2007. № 5. С. 21-27.
4. Хольц-Хименес Э. Пять мифов о переходе на биотопливо// Le Monde diplomatique. 2007. № 6.
5. Френч Х. Реформирование глобального управления// Состояние мира 2002. Доклад института «Worldwatch» о развитии по пути к устойчивому обществу. – М.: Весь мир, 2003.
Поможет ли «биотопливный бум» устойчивому развитию
Б.М. Миркин
доктор биологических наук,
Л.Г. Наумова
кандидат биологических наук,
Р.М. Хазиахметов
доктор биологических наук
