Эволюция энергетики: историко-системный подход к энерго-экологическим проблемам

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ Экологическая история техники - сравнительно новое историко-научное направление, исследующее эволюцию техносферы в контексте взаимодействия социума и окружающей природной среды [Калимуллин, 2006, 84]. Вследствие глобализации экологических проблем мировое сообщество постепенно начинает осознавать границы устойчивости природных экосистем и вынуждено переходить к трансформации своей производственно-промышленной деятельности, к экологизации техники и технологии, а, по сути, к новой эпохе своей истории - к эколого-индустриальной модернизации. Поэтому весьма актуальным становится исследование техноэволюции цивилизации в контексте взаимодействия общества и Природы, что предполагает анализ основных проблем истории техники и технологии именно в экологическом, природоохранном, аспекте. Убежденность ученых в неизбежности «всеобщей экологизации техносферы», свидетельствует о процессе проникновения во все технико-технологические направления идей и принципов экологии. Экология как наука и парадигма общественного сознания привлекает все более пристальное внимание философов, социологов, инженеров, бизнес-сообщества, что обусловлено ростом значимости ее проблем в тотально-технологизованном обществе (ТТО) [Дорошенко, 2019: 33]. Этому способствует и всеобщая историзация научного-технического познания, формирующая образ научно-технической экоистории мировой цивилизации. Этот процесс развивается по трем основным направлениям: анализ темпов глобализации экономики в связи с научно-техническим прогрессом, изучение процессов межкультурного взаимообмена наций и государств, обеспечение глобального экологического контроля и мониторинга (на базе научно-исторической методологии - в рамках экологической истории и исторической экологии) [Кричевский, 2007: 15]. При этом, экологическая история техники и технологии может занять ведущие позиции в изучении техноэволюции человечества в контексте его взаимодействия с природой как в ретроспективном плане, так и в будущем - в масштабе всей планеты и в околоземном, космическом пространстве. ОБСУЖДЕНИЕ Смирнов Н.Г. отмечает: «В последние десятилетия появилось так много разных направлений экологии, что даже специалисты в классической экологии не успевают следить за бурным ростом разных побегов на древе своей науки...Такие «пасынки» и вправду не имеют отношения к области знания, которая, по определению, «…изучает организацию и функционирование надорганизменных систем различных уровней: популяций, биоценозов (сообществ), биогеоценозов (экосистем) и биосферы» [Смирнов, 2002, 84]. Активно дискутируются и методологические вопросы, прежде всего, связанные с понятийной историко-экологической терминологией. Разграничивая сущностные категории «историческая экология» и «экологическая история», констатируется следующее. Историческая экология, как направление биологической науки, изучает хронодинамику биолого-эволюционных процессов в природных системах, происходящих в исторически значимом масштабе. Экологическая история, исследуя историю взаимоотношений человека и природы, решает задачи, присущие историческим дисциплинам. Поэтому на ХХ Международном конгрессе исторических наук (Сидней, 2005) одним из трех наиболее актуальных научно-исследовательских направлений, представленных мировому историческому сообществу, было - «Взаимодействие Человека и Природы в Истории». Нуждаются в правильной интерпретации и терминологические отличия, особенно при использовании иностранных источников. «Рассматривая отечественную историографию экологической истории,- пишет А.М. Калиммулин, - следует, прежде всего, уточнить значение понятия «экологическая история». Используемый в зарубежной историографии термин «еnvironment» в переводе с английского языка означает «окружающая среда», поэтому «environmental history» в буквальном переводе - «история окружающей среды». Однако, в контексте происходящей «экологизации» всех наук и формирования особого экологического мышления правомернее называть новое направление «экологической историей», как более полно отвечающей тенденциям развития современной науки» [Калимуллин,2006, с.15]. Безусловно, что в ближайшем будущем определяющими для мирового сообщества станут экологические проблемы энергетики, поскольку именно она максимально загрязняет окружающую природную среду по сравнению с другими отраслями промышленно-хозяйственной сферы [Иголкин, 2001, 10]. Тем более, что энергетика является фундаментом всей техносферы и именно ее состояние определяет технический, культурно-цивилизационный уровень общества [Конфедератов, 1960: 5]. Структура и динамика развития энергетической отрасли - предмет пристального внимания и изучения экономистов, инженеров, историков и философов техники и др. Однако проблемы ее изучаются, в основном, не в экологическом плане, а с точки зрения предотвращения угрозы надвигающегося энергетического кризиса, обусловленного стремительным ростом энергопотребления при нарастающем дефиците энергоресурсов. Основными в их составе сейчас являются невозобновляемые источники топлива: уголь, нефть, газ; доля возобновляемых энергоресурсов (солнечной и ветровой энергии, водной, геотермальной и др.) пока не имеет заметно потенциала. Энергетическое производство следует рассматривать как стержневое направление современного этапа эволюции социотехносферы. Постоянно растущие потребности в энергии, приводят к тому, что электроэнергетика развивается неудержимыми темпами: удвоение производства и потребления энергии происходит каждые 12-15 лет. И эта тенденция в ближайшие десятилетия вряд ли изменится. В настоящее время энергетические потребности общества обеспечиваются в основном за счет трех видов энергоресурсов: органического топлива, воды и атомного ядра. При этом, конечной (потребляемой) энергией является электрическая, в которую преобразуются первичные виды энергии, главным образом тепловая (получаемая от сжигания органического топлива или ядерного горючего) или гидравлическая (на гидроэлектростанциях). В мировом масштабе основная часть электроэнергии (≈ 90%) создается на ТЭС и АЭС; ГЭС обеспечивают получение около 5-6% электроэнергии, атомная энергетика, дает 17-18% электроэнергии, хотя в ряде стран она является преобладающей в энергетическом балансе (Франция - 74%, Бельгия -61%, Швеция - 45%). В то же время, энергетические объекты (топливно-энергетический комплекс в целом и электростанции в частности) принадлежат к числу наиболее негативно воздействующих на биосферу. Они, как и все потенциально опасные предприятия, представляют источники вероятного и трудно просчитываемого техногенного риска для населения и окружающей природной среды. Использование традиционных видов топлива (уголь, нефть, газ), строительство АЭС и иных предприятий ядерного топливного цикла, увеличение напоров и объемов водохранилищ ГЭС создают проблемы как регионального, так и глобального характера. Это необходимо учитывать при проектировании и эксплуатации энергопредприятий. Если раньше выбор основных параметров энергообъектов (тип и мощность станции, объем водохранилища и др.) проводился на основе оптимизации экономических затрат, то в настоящее время на первый план выдвигаются вопросы оценки возможных экологических последствий возведения и эксплуатации объектов энергетики. Основное условие при проектировании хозяйственно-промышленного объекта в регионе - обеспечение экологической безопасности. Под экологической безопасностью понимается сохранение в регламентируемых пределах возможных отрицательных последствий воздействия объектов энергетики на природную среду. Регламентация (юридическая, административная и др.) обусловлена тем, что добиться полного исключения экологического ущерба невозможно, но его следует предусматривать, прогнозировать и минимизировать. Одно из возможных решений проблемы - проведение комплекса технических и организационных мероприятий на основе экологических, природоохранных нормативов, теории техногенного риска, культуры безопасности [Кловач, 2014, 34] и др. При этом все перечисленные административно-правовые, научно-промышленные и социально-гуманитарные мероприятия необходимо применять комплексно. Историко-научные подходы позволяют не только проследить генезис проблемы (ретроспективно), но и указать возможные направления поиска решений в будущем. Одним из инструментов здесь может стать историко-системный метод (ИСМ), примененный к анализу эволюции технико-технологического базиса индустриального общества - энергетики. Традиционно научно-технический прогресс увязывают с созданием и совершенствованием орудий труда и средств производства. К. Маркс указывал, что «вообще, когда процесс труда достиг хотя бы некоторого развития, он нуждается уже в подвергшихся обработке средствах труда... Употребление и создание средств труда, хотя и свойственны в зародышевой форме некоторым видам животных, составляют специфически характерную черту человеческого процесса труда…» [Маркс, Энгельс, 2-е изд, т.23: 190]. Однако подлинно качественный рывок индустрия получает при переходе на новый энергетический уровень. Цивилизационно-промышленная эволюция - это прежде всего эволюция энергетики, т.е. способов получения и применения тех или иных видов энергии. Поэтому технико-технологическое развитие индустриального общества следует рассматривать в контексте историко-энергетических этапов, т. е. периодов, в течение которых в промышленном производстве преобладает определенный вид энергии, используемой как для обеспечения работы машин, так и транспортных, коммуникационных, продовольственных и иных потребностей общества. Такой подход представляется наиболее универсальным. В рамках ИСМ развитие энергетики рассматривается как усовершенствование основных системно-структурных элементов энергетических объектов: источников энергии, преобразователей (конвертеров), потребителей энергии, трансферторов (передаточных систем и устройств) и др. В современном обществе сюда следует добавить экономические и экологические требования, включая, дефицитность и потребность в энергии, вредные выбросы и отходы энергообъектов, воздействие на окружающую среду, вероятность техногенных аварий и т.д. [Бентли Дж.,1996: 749]. Историко-системный метод исследования эволюции энергетики базируется на комплексном, системно структурированном анализе возникновения и развития основных направлений (траекторий) оборудования и технологий, применяемых в отрасли. При этом позитивные преобразования выделяются в качестве эффективного направления эволюционного процесса: если эволюция идёт по прогрессивной линии, то система жизнеспособна и развивается, если нет - система деградирует и самоуничтожается. В самом процессе формирования энергетики, как сложно организованной системы, возможны как этапы поступательного, плавного роста, так и революционные скачки, переходы на более высокий уровень. Тогда сами изменения в энерготехнологиях можно в данном контексте условно разделить на улучшающие (не меняющие природы процессов, но оптимизирующие их) и преобразующие (кардинально изменяющие вид и способ получения и/или применения энергии). Существует выражение, что человечество вступило в эпоху трех «Э»: экономика, энергетика, экология. В связи с этим энерго-экологическую ситуацию в социуме можно рассматривать в зависимости от исторического типа социально-экологической системы(СЭС); примеры такого подхода даны в работах [Новожилова,2015: 48], [Toffler A., Toffler H, 1980] и др. Смена СЭС происходит в результате социоэкологической трансформации, вызываемой кризисом. Проанализируем в данном контексте базовые энерготехнологические и энерго-экологические параметры двух последних СЭС (см. Таблицу). Таблица Типы и энергохарактеристики СЭС Параметры Структурно-аналитические категории Тип социально-экологической системы(СЭС) общества Индустриально-промышленная СЭС техносферного общества Биосферно-ноосферная СЭС тотально-технологизованного общества Энерго -технологические Базовые энерготехнологии Преобразовательные тепло- и гидро-электроэнергетические Гелио- и термоядерные, водородные, биотехнологии, нанотехнологии Энергоресурсы Уголь, нефть, газ, уран, полоний, гидроресурсы рек Трансурановые, водород, гелио-энергия, возобновляемые источники Преобразовательная схема Централизованная (станции), генераторно-трансформаторная Прямое преобразование энергии, безотходное использование энергии Эффективность Низкая (КПД ≈ 18%) Высокая Энерго-экологические Энергетический базис общества Невозобновляемые энергоресурсы, высокозатратная схема получения и использования энергии Возобновляемые энергоресурсы, глобальность и гибкость энергосистем, доступность энергии Базовые технологии Комплексно-индустриальные, научно-инженерные Информационно-технологические, биогенные, природозамещающие Экологические проблемы Истощение энергоресурсов и глобальное загрязнение ОПС Вытеснение и замещение биосферы глобальной био-техно-ноосферой Зависимость социума от ОПС Существенная - аграрная, климатическая, урбанистическая; несущественная - производственно-промышленная Низкая: техно- ноосфера самодостаточна, ОПС - естественно-рукотворная, доступно управляемая система Экологическая ситуация (социум vs ОПС) Ускоряющаяся деградация естественных экосистем в региональном и глобальном масштабах, необратимые изменения ОПС Техно-ноосфера - глобальная сила, программируемое управление ОПС, создание искусственной биосферы, генно-модифицированная биота Социоэкологическая трансформация, начавшаяся несколько десятилетий назад, в значительной мере обусловлена глобальным энерго-экологическим кризисом, возникшим в результате применения преобразовательной теплоэнергетической технологии и использования ископаемых видов топлива. Предпосылками этого кризиса стали истощение ресурсов и загрязнение сред обитания. Нынешнее состояние биосферы свидетельствует о невозможности дальнейшего продвижения по индустриальному пути развития, о необходимости перехода на качественно новые методы производства и источники энергии. Приоритетами происходящей социоэкологической трансформации является замена линейных, энерго-затратных промышленных процессов малоотходными технологиями, поиск альтернативных источников энергии и создание «умных производств и сред обитания». Представленная выше таблица дает развернутую картину изменений в отрасли энергетики при переходе от нынешней СЭС - индустриально-промышленной к будущей - биосферно-ноосферной. Социально-историческая трансформация такого глобального масштаба, как изменение СЭС, не может происходить упорядоченно и бесконфликтно. Процесс создания биосферно-ноосферного будущего может оказаться успешным далеко не для всех социумов. Современные государства существенно неоднородны по уровню как политического, так и цивилизационно-технологического развития. «…Мир переходит от двухуровневой системы к трехуровневой, где внизу - страны с аграрной экономикой, посередине - «экономика дымовой трубы» и наверху - по крайней мере покамест - экономика третьей волны, основанная на знании» [Тоффлер, Тофлер,2005: 131]. Очевидно, что «технологические гегемоны» современного мира - США, Китай, Япония и др. отнюдь не будут заинтересованы в подтягивании государств «второй волны» до своего уровня. Колонизация и финансово-технологическое порабощение, как методы управления уровнем социально-экономического развития стран и регионов, приобретают новые, «псевдолиберальные», формы. Серьезно вырисовывается проблема: а все ли нации и народы получат равный доступ к создаваемому будущему? Современные технологии быстро становятся массовыми и доступными, в силу чего обладают универсальным демократизмом, но в условиях транснационального олигархического империализма, при монополии на информационные, биогенетические и другие ресурсы, а, главное, на военные технологии, будущее мироустройство вряд ли обеспечит экологическое равновесие между социумом и Природой [Камынин, 2019: 96]. Основными ценностными ресурсами тотально-технологи-зованного общества становятся информация (знания) и инновации во всех сферах деятельности. Эти ресурсы обладают рядом особенностей: 1) будучи нематериальными, они создают реальные материальные блага; 2) влияют на широкий спектр социально-экономических факторов; 3) важным оказывается не только ценность информации, но и доступ к ней. В индустриальную эпоху целью развития общества являлись материальные блага: вещи, здания, машины, земля и т.д. На их создание, накопление, захват заточены интересы индивидуумов и властной элиты. В обществе «третьей волны», где «постоянно только изменение», накопление материального имущества малоэффективно, а владение уступает место доступу - режиму краткосрочного использования, более всего отвечающего главному ресурсу эпохи: информации и знаниям. Благодаря информации и знаниям создается новая, нематериальная (не-вещная) форма богатства - дематериализация общественного производства. Новые технологические процессы потребуют меньше сырья и энергии. Граммы нанопродуктов смогут заменить тонны веществ, которые сегодня приходится добывать, перерабатывать, перевозить. Кроме того, развитие знаний в перспективе позволит превращать в сырье то, что является отходами, то есть по безотходности (круговороту веществ) техносфера сближается с биосферой. Дематериализация проявляется в разнообразных формах: миниатюризация и многофункциональность вещей, малоотходность технологий и использование отходов в качестве вторичного сырья, создание серийного продукта под индивидуального потребителя, вытеснение физической реальности виртуальной, замены людей роботами в технологических процессах и т.д. ВЫВОДЫ Последствием дематериализации экономики становится дематериализация энергетики, связанная с заменой углеродного топлива (декарбонизацией), а значит, снижение выбросов парниковых газов в атмосферу. Топливо с большим содержанием водорода становится не только легче, но и чище. Водородное топливо - практически неиссякаемый энергоноситель обеспечит декарбонизацию всей мировой энергетической системы. Использование альтернативных источников энергии - Солнца, ветра, геотермальных вод и биомассы отходов - для получения водородного топлива открывает путь к распределенной выработке электроэнергии. Повсеместная доступность водорода и возможность распределенной выработки электроэнергии служат предпосылками для децентрализации и демократизации энергетической системы будущего. Электроэнергетика может стать интерактивной сетью, в которой люди из пассивных потребителей превратятся в активных производителей энергии для себя и на торговый обмен. Вместе с тем, социоэкология будущей энергетической системы остается архаичной, неурегулированной - ни технологически, ни юридически. В ТТО информация, генная инженерия, водородное топливо могут стать всеобщим достоянием, а могут быть приватизированы и обращены в способы порабощения и подчинения, Названная технологическая триада дает социумам возможность как идти по пути демократизации, так и скатиться в общество, построенное на регулируемом доступе к энергоресурсам, генотипической кастовой системе и социальной сегрегации.

Об авторах

Виктор Александрович Дорошенко

Уральский федеральный университет

Email: viktor.dorosh2013@yandex.ru
кандидат технических наук, доцент Екатеринбург, Российская Федерация

Список литературы

Дополнительные файлы