Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
The_Zeitgeist_Movement_Defined_edit IP-А5.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
4.64 Mб
Скачать

Продуктивна здатність

Разом з тим, перед детальним розглядом цих чотирьох питань, в пріоритеті перебуває аналіз «продуктивної здатності» Землі. Продуктивна здатність визначається як «максимальна, врівноважена кількість організмів певного виду, яка може безкінечно підтримуватися даним середовищем»542.

Припущення щодо продуктивної здатності Землі стосовно людського виду, в основі якого – розуміння, як багато людей може підтримувати Земля та її біосфера, є спірною темою протягом багатьох століть. Наприклад, в 2001 році, в рапорті ООН було сказано, що дві третини всіх оцінок, які були помічені на той час, лежали в межах від 4 мільярдів до 16 мільярдів, із середнім показником близько 10 мільярдів543.

Втім, технологічні зміни та їх можливості посилювати ефективність стосовно того, як використовуються наші ресурси544, становлять постійну перешкоду в таких спробах дійти відчутної, емпіричної цифри. Реальність же полягає в тому, що кількість людей, які може підтримувати Земля дуже сильно варіюється і основується, певною мірою, на поточному стані доступних технологій. Що більше ми досягаємо прогресу в науковому та технічному розумінні, то більше людей ми можемо підтримувати, з меншою кількістю енергії та ресурсів, витрачених на одну особу.

Звісно, тут не йдеться про те, що в межах замкненої системи Землі ми маємо якусь необмежену можливість розмножуватися. Тут радше висвітлюється доречність того, що означає бути стратегічними, розумними та ефективними у нашому використанні ресурсів та, як наслідок, у самому індустріальному та економічному процесі.

Сьогодні немає жодних доказів наближення до продуктивної здатності Землі, якщо ми візьмемо до уваги тенденції, які розкривають наш широкий потенціал у тому, щоби «робити більше з меншого», в поєднанні з системою цінностей, яка чітко визнає, що ми, як вид, населяємо закриту систему Землі із загальними природними обмеженнями, а підтримка інтересу у збалансованості, ефективності та стійкості є нашою персональною відповідальністю перед самим собою, один одним та майбутніми поколіннями.

Цей освітній імператив підкреслює, що свідома, поінформована глобальна культура може за потреби стабілізувати рівень свого розмноження і без зовнішнього примусу, якщо такий базовий взаємозв’язок буде розумітися належним чином. Звісно, багато можна сказати про вплив старих, традиційних вірувань. Наприклад, релігійних доктрин, які вважають, що постійне та безперервне розмноження є чеснотою. Такі погляди, походження яких лежить у відсутності знань, що ми маємо на сьогодні й котрі стосуються нашого спільного існування на обмеженій планеті, будуть ймовірно подолані природним чином через освіту545.

Крім того, якщо проаналізувати поточні регіони посиленого зростання населення, то можна побачити, що ті, хто живе у позбавленнях та бідності розмножуються швидше, ніж ті, хто живе не в бідності. Також точаться деякі суперечки стосовно того, чому ця модель існує, проте, тут все ж простежується чіткий взаємозв’язок. Цей факт доводить, що підвищення стандарту життя людей може зменшувати рівень їхнього розмноження, а це посилює соціальний обов’язок створити більш справедливу систему розподілу ресурсів.

(1) Виробництво їжі

Відповідно до даних «Продовольчої та сільськогосподарської організації ООН» (англ. «The United Nations Food and Agriculture Organization»), одна із восьми осіб на Землі (близько 1 мільярда людей) страждають від хронічного недоїдання. Майже всі ці люди живуть в країнах, що розвиваються, і становлять 15% населення цих країн546. Немає необхідності пояснювати, що бідність прямо пов’язана з цим феноменом.

Проте, осторонь від політики та бізнесу, світове сільське господарство на сьогодні виробляє на 17% більше калорій на одну людину, ніж 30 років тому, незважаючи на приріст населення на 70%. Існує достатньо їжі, щоби надавати кожному у світі принаймні 2,720 кілокалорій (Ккал) на день, що є більш, ніж достатньо для підтримки хорошого стану здоров’я для більшості547 548. Тому, існування такої великої кількості хронічно голодних людей в розвинутому світі сьогодні вказує, як мінімум, на те, що тут щось фундаментально не так із самим глобальним індустріальним та економічним процесом, а не з продуктивною здатністю Землі чи з людською здатністю належно обробляти ресурси.

Відповідно до даних Інституту інженерів-механіків: «[Ми] виробляємо [глобально] близько чотирьох мільярдів метричних тонн їжі на рік. Проте, через погані практики в збиранні, зберіганні та транспортуванні, так само як і нераціональне ринкове та споживче використання ресурсів, підраховано, що 30-50% (або 1,2-2 мільярди тонн) всієї їжі, що виробляється, ніколи не досягає людського шлунку. Крім того, ця цифра не відображає той факт, що велика частина землі, енергії, добрив та води також втрачаються при виробництві продуктів харчування, які в кінцевому рахунку просто марнуються»549.

За словами дослідника харчових відходів Валентина Турна, «кількості калорій, які потрапляють на смітник у Північній Америці та Європі було би достатньо, щоби тричі нагодувати голодних усього світу»550.

Економічно моделі марнування країн Першого світу можуть породжувати посилення ціни на глобальну поставку їжі через посилений попит, що є результатом цих же моделей марнування. Наприклад, країни Першого світу посилюють епідемію світового голоду своїми моделями марнування на етапі споживання, тому що попит, який посилюється в результаті збільшення марнування, піднімає цінову вартість вище тієї, що є доступною для багатьох.

Коли для світу споживання звичайно існує освітній імператив для того, щоби розглянути доцільність своїх моделей споживання в поточному кліматі, як відповідно до того, що стосується реального марнування їжі, так і відповідно до його впливу на глобальний рівень цін через посилений попит, який виникає через це марнування, стає очевидним, що найбільш ефективними та практичними засобами для подолання цієї глобальної неефективності є «оновити» саму систему виробництва їжі за допомогою сучасних методів. Це, в поєднанні з обміркованою локалізацією самого процесу для зменшення широкого спектру марнування, який спричиняється неефективністю в сучасному глобальному ланцюгу постачання їжі551, не лише зменшило би проблеми в загальному, а також значною мірою підвищило би продуктивність, якість продуктів та обсяг виробництва загалом.

Коли активне використання орної землі та основаного на землі сільського господарства буде все актуальне (в ідеалі, звісно, разом з більш стійкими практиками ніж ті, які ми використовуємо сьогодні)552, значна доля тиску може бути з часом зменшена завдяки прогресивним безґрунтовим методам, які потребують менше води, менше добрив, менше пестицидів (або взагалі їх повне виключення), менше землі та менше праці. Такі виробничі потужності сьогодні можуть бути побудовані в урбаністичних умовах міста або навіть в морі, далеко від берегової лінії553.

Мабуть, найбільш перспективним з усіх цих упорядкувань є вертикальне фермерство554. Воно пройшло випробовування у багатьох регіонах, де показало надзвичайно перспективні результати ефективності. Екстраполяція цих статистичних даних, у поєднанні з паралельними тенденціями прогресу (посилення в ефективності) механізмів пов’язаних з цим процесом, вказує на те, що майбутнє виробництво їжі в достатку не тільки буде використовувати менше ресурсів на одиницю випуску продукції (порівняно з поточними традиціями, які базуються на землі), призводити до меншого марнування, мати менший екологічний відбиток, підвищувати якість їжі і таке інше. Також використовуватиметься менше поверхні планети, можливим стане виробництво тих видів їжі, які були колись обмежені певними кліматичними умовами або регіонами, і які тепер зможуть вирощуватися практично всюди в закритих, вертикальних системах.

Тоді, як підходи до цього варіюються, загальнопоширені методи включають системи сівозміни в прозорих обгороджених корпусах з використанням природного світла, в поєднанні з обслуговуючими водними та живильними системами гідропоніки555, аеропоніки556 та/або аквапоніки557. Тут також використовуються системи штучного світла, разом з іншими засобами поширення природного світла, такими, як використання систем параболічних дзеркал, що можуть переміщувати світло без електрики558. Для цих споруд загальнопоширеними є системні підходи «перетворення відходів на енергію»559, які застосовуються разом з прогресивними енергосистемами, основаними на регенеративних процесах або локалізованих джерелах. Продуктивність цих різноманітних підходів значною мірою посилюється, оскільки їжа може вирощуватися майже 24 години на добу, сім днів на тиждень.

Загальнопоширеним запереченням щодо такого виду фермерства в більшості є питання їхнього енергетичного відбитку, де критикується використання штучного світла в деяких його варіантах як занадто енергоємного. Проте, використання систем відновлюваних джерел енергії, таких, наприклад, як фотовольтаїка, в поєднанні з регіональним розміщенням, яке є найбільш сприятливим для відновлюваних методів (наприклад, біля хвиль, припливів або геотермальних джерел) і становить реальне рішення для стійкої, безвуглеводної енергетики.

Однак, краще міркувати про це в порівняльному контексті. В США до 20% споживання викопного палива країни припадає на харчовий ланцюг, відповідно до даних «Продовольчої та сільськогосподарської організації ООН» (FAO), які вказують на те, що використання викопного палива системами виробництва їжі в розвинутому світі «часто перевищує його використання в автомобілях»560.

У Сінгапурі система вертикальних ферм, яку зазвичай споруджують у прозорих корпусах, використовує автоматизовану гідравлічну систему замкненого циклу для того, щоб циклічно обертати урожай між сонячним світлом та подачею органічних поживних речовин, де витрати на електроенергію для одного корпусу складають лише близько $3 на місяць561.

Ця система в десять разів продуктивніша в розрахунку на один квадратний фут, ніж традиційне фермерство, і споживає набагато менше води, праці та добрив, як уже зазначалося раніше. Тут також, по суті, немає транспортних витрат враховуючи, що вся продукція розподіляється локально, зберігаючи більше ресурсів та енергії.

Назагал сьогодні існує цілий спектр таких програм, але в багатьох випадках використовують уже наявні структури, які не призначені для такої роботи562. В Чикаго (Іллінойс, США) діє найбільша в світі сертифікована органічна вертикальна ферма. Вона, здебільшого, виробляє зелень для місцевих ринків Чикаго, проте ці 90 000 квадратних футів виробничих потужностей використовують систему аквапоніки563, де відходи риб тиляпії дають поживні речовини для рослин. Ферма зберігає 90% своєї води, порівняно з методами традиційного фермерства, і не має ніяких сільськогосподарських стоків. На додаток до цього, всі її відходи (коріння рослин, стебла та навіть упаковка, яка здатна до біологічного розкладу) спільно переробляються, що зводить кількість відходів до нуля564.

Сучасні статистичні дані варіюються у відношенні до ефективності, часто через грошові обмеження та властиві їм проблеми рентабельності. Як і з більшістю в ринковій системі, перспективні технології знаходять свій розвиток лише тоді, коли вони доводять свою конкурентоздатність. Зважаючи на новизну цих ідей, ми не можемо чекати, що побачимо багато прикладів їх втілення, так само як не можемо чекати, що побачимо високу оптимізацію таких методів для їх оцінювання без «схвалення ринку».

Втім, ми можемо екстраполювати усвідомлений потенціал наявних систем, масштабуючи їх застосування так, наче вони були у найбільш ефективній формі впроваджені в кожному великому місті. Наступний список підтверджує перевагу цього підходу над сучасними традиційними методами, які базуються на землі. Він показує не лише більш стійку, а й продуктивнішу практику, яка може, в поєднанні з уже створеними методами, багато разів задовольнити все світове населення їжею, основаною на овочах565.

Різноманіття:

На противагу традиційному фермерству, вертикальні ферми можна споруджувати будь-де, навіть на воді, використовуючи збільшення кількості висхідних рівнів для примноження продуктивної здатності (тобто десятиповерхова ферма буде виробляти 1/10 продуктивності 100-поверхової ферми). Таке використання простору часто обмежується архітектурними можливостями. Ба більше, рослини можуть рости «на замовлення» в багатьох аспектах, тому що скасовуються регіональні обмеження, оскільки ці ферми можуть вирощувати практично будь-що.

Зменшене використання ресурсів:

Вертикальні ферми використовують значно менше води та пестицидів, і є більш сприятливими для застосування невуглеводних методів живлення та удобрення. Їхнє використання енергії може змінюватися, базуючись на прикладних застосовуваннях, але при найбільш ефективних налаштуваннях, вони використовують набагато менше енергії як для живлення самої ферми, так і стосовно відсутності у цьому випадку потреби у надлишкових вуглеводних добривах та транспорті, який живиться продуктами нафтопереробки, що є важким тягарем у сучасних фермерських процесах.

Більша стійкість та менша екологічна шкода:

Теперішні традиції фермерства визнають як одні з найбільш екологічно руйнівних процесів сучасного суспільства. За словами журналіста-еколога Рені Чо, «на 2008 рік 37,7% земель планети та 45% землі США використовувалися для сільського господарства. Вторгнення людей в дикі землі призвело до поширення інфекційних захворювань, втрати біорізноманіття та руйнування екосистем. Інтенсивна обробка землі та погані методи обробітку ґрунтів призвели до деградації сільськогосподарських земель планети. Щороку використовуються мільйони тонн токсичних пестицидів, які забруднюють поверхневі та ґрунтові води, і ставлять під загрозу живу природу.

Сільське господарство є відповідальним за 15% світового викиду парникових газів, а використання викопного палива налічує одну п’яту всього використання цього виду палива в США, яке здебільшого застосовується для приведення в дію сільськогосподарського обладнання, транспорту їжі та виробництва добрив. Оскільки надлишки добрив змиваються в річки, струмки та океани, то це може призводити до евтрофікації: розмножується цвітіння водоростей; коли вони помирають, їх поїдають мікроби, які використовують майже весь кисень у воді; результатом є мертві зони, які вбивають усе водне життя. 2008 року у світі налічувалося 405 мертвих зон… більш ніж дві третини світової прісної води використовується для ведення сільського господарства»566.

Постдефіцитна продуктивність:

Вчені Колумбійського університету, працюючи над системами вертикальних ферм, визначили, що для того, аби прогодувати 50 000 людей, потрібна 30-поверхова будівля розміром з квартал Нью-Йорка567. Квартал Нью-Йорка займає приблизно 6,4 акрів568. Якщо ми екстраполюємо ці дані в контексті міста Лос-Анджелеса (Каліфорнія, США) з населенням близько 3,9 мільйонів569 та загальною площею приблизно 318,912 акрів570, то для того, щоб нагодувати всіх місцевих жителів, знадобилося б близько 78 таких тридцятиповерхових споруд площею 6,4 акрів кожна. У результаті, щоб прогодувати все населення міста, потрібна площа, яка становить 0,1% загальної територіальної площі Лос-Анджелеса571.

Суша, що займає близько 29% поверхні Землі, складає 36 794 240 000 акрів, а людське населення на кінець 2013 року складало 7,2 мільярди572. Якщо ми екстраполюємо той же базис 30-поверхових вертикальних ферм, які займають 6,4 акрів для годування 50 000 чоловік, то ми прийдемо до того, що для того, аби прогодувати все світове населення нам потрібно 144 000 вертикальних ферм573. Сумарна площа, необхідна для розміщення цих ферм, становить 921 600 акрів574. Зважаючи на те, що близько 38% (13 981 811 200 акрів) всіх земель планети Земля зараз використовують для традиційного сільського господарства575, ми бачимо, що нам потрібно лише 0,006% землі, яка нині використовується для сільського господарства, щоб задовольнити ці виробничі потреби576.

Ця екстраполяція зараз – чисто теоретична і цілком очевидним є те, що до уваги повинно братися чимало інших факторів, що стосуються розміщення таких фермерських системи та їх критичних особливостей. Також, в межах статистичних даних використання земель на 38%, багато цієї землі використовується для вирощування худоби, а не лише для вирощування врожаю. Однак, вихідні статистичні дані видаються абсолютно неймовірними стосовно можливостей ефективності та продуктивності. По суті, якщо ми би теоретично взяли лише ті землі, які тепер використовуються тільки для вирощування врожаю (близько 4 408 320 000 акрів577), замінюючи процес вирощування, оснований на землі, лише на такі 30-поверхові системи вертикальних ферм (розміщенні поряд одна з одною), обсягу виробництва було б достатньо, щоби прогодувати 34 440 000 000 000 (34,4 трильйони) людей578.

Враховуючи, що нам буде потрібно прогодувати лише 9 мільярдів людей до 2050 року, для чого використовуватиметься близько 0,02% цієї теоретичної продуктивності, будь-які практичні заперечення, доволі поширені при аналізі наведеної вище екстраполяції, виглядають сумнівними. Як останнє зауваження варто зазначити, що білки, які є легко доступними в рослинному світі, все ще схиляють до зацікавленості у виробництві м’яса. Із погляду стійкості, ігноруючи загальні моральні питання та, вірогідно, негуманні практики, які все ще є загальнопоширеними для індустріалізованого вирощування худоби, виробництво м’яса сьогодні є екологічно шкідливим актом.

Відповідно до даних Міжнародного науково-дослідницького інституту тваринництва (ILRI), системи тваринництва займають близько 45% поверхні Землі579. Відповідно до даних Продовольчої та сільськогосподарської організації ООН (FAO), тваринницький сектор виробляє більше парникових газів, ніж сучасний транспорт, що їздить на бензині580. Враховуючи також, що 90% всієї великої риби, яка колись жила в океані, зникла через надмірне виловлювання581, нові рішення стають ще більш необхідними.

Одним з таких рішень є аквакультура, яка є фермерством безпосередньо із вирощування риби, ракоподібних та т.д. Цей прямий підхід, у випадку стійкого застосування, може задовольнити людське споживання багатою на білок рибою, вирощеною на фермах, заміщуючи попит на м’ясо, виробництво якого базується на землі. Іншим підходом є виробництво «м’яса у пробірці». М’ясо у пробірці може бути виготовлене як смужки м’язового волокна, котре вирощується шляхом злиття клітин-попередників, ембріональних стовбурових клітин або спеціалізованих сателітних клітин, знайдених у м’язовій тканині. Цей вид м’яса вирощують, зазвичай, у біореакторах.

Хоча і на експериментальному рівні, в 2013 році у Лондоні був приготований та спожитий перший у світі лабораторно вирощений гамбургер582. Інші вигоди включають також зменшення хвороб, які мають тваринницьке походження, і котрі є дуже поширеними, разом з можливістю уникання певних негативних для здоров’я характеристик традиційного м’яса, як це, наприклад, відбувається у виробництві при видаленні жирних кислот.

(2) Чиста вода

Враховуючи, що людський організм без прісної води може прожити лише кілька днів583, доступний для всіх достаток цього найбільш базового ресурсу є критичним. Окрім того, вода є основою багатьох промислових методів виробництва, включаючи саме сільське господарство. Прісна вода – це поширена в природі вода, яка міститься на земній поверхні у вигляді льодовикових щитів, льодовикових шапок, льодовиків, айсбергів, боліт, ставків, озер, річок та струмків, а також під землею – підземні води у водоносних шарах та підземні течії. 97% усієї води на планеті Земля є солоною і не може споживатися безпосередньо.

Відповідно до даних Всесвітньої організації охорони здоров’я, «близько 2,6 мільярдів людей – половина населення всіх країн, що розвиваються, – відчувають нестачу навіть у простих «налагоджених» вбиральнях, а 1,1 мільярд людей не мають доступу до будь-якого виду налагодженого джерела питної води. Прямим наслідком цього є:

● 1,6 мільйонів людей помирають щороку від шлунково-кишкових захворювань (включаючи холеру), що є властивим для відсутності доступу до безпечної питної води та базової санітарії, і 90% із цих смертей припадають на дітей віком до 5 років – головним чином у країнах, що розвиваються;

● 160 мільйонів людей інфіковані шистосомозом, що призводить до десятків тисяч смертей щороку; 500 мільйонів людей ризикують захворіти на трахому, з яких 146 мільйонів можуть втратити зір, а у ще 6 мільйонів зір може послабитись;

● Кишкові глисти (аскаридоз, трихоцефальоз та анкілостомоз) є поширеною проблемою у країнах, що розвиваються, через невідповідну якість питної води, санітарії та гігієни, де 133 мільйонів людей страждають від великої кількості інфекцій, пов’язаних з кишковими глистами; щороку фіксують близько 1,5 мільйонів випадків клінічного гепатиту»584.

Відповідно до даних ООН, до 2025 року приблизно 1,8 мільярдів людей будуть жити у вододефіцитних регіонах, а 2/3 всього світового населення житиме в областях з низькою якістю води585. Так само, як і з більшістю всіх сучасних світових проблем, пов’язаних з ресурсами, ця проблема стосується і поганого управління та відсутності індустріальних програм. Із погляду управління, через забруднення, надмірне використання та неефективну інфраструктуру в світі марнують величезний об’єм води. Близько 95% всієї води, яка надходить у більшість помешкань, повертається в каналізацію після одноразового використання586.

Системним рішенням для оптимізації такого використання є таке проектування кухонь та ванних кімнат, щоби вони перехоплювали воду для різних цілей. Наприклад, вода, яка протікає через раковину або душ може використовуватися для туалету. Різні компанії недавно почали впроваджувати такі ідеї на практиці, але назагал більшість інфраструктур не роблять нічого, що нагадувало б схеми повторного використання. Це теж стосується великих комерційних будівель, які можуть створювати мережі повторного використання скрізь по всій будівлі, в поєднанні зі збором дощової води задля інших цілей, і таке інше.

Забруднення води є проблемою, яка впливає як на розвинуті країни, так і на країни, що розвиваються, на багатьох рівнях. За оцінками Управління з охорони навколишнього середовища США (EPA), 850 мільярдів галонів необроблених викидів (відходів) зливають у водойми щороку, призводячи до більш, ніж 7 мільйонів захворювань щорічно587. За оцінками Центру з управління водою «третього світу» лише приблизно від 10% до 12% стічних вод в Латинській Америці обробляють належним чином. Місто Мехіко, наприклад, «експортує» свої необроблені стічні води місцевим фермерам.

Фермери це цінують, тому що вода підвищує врожайність, але стічні води дуже сильно забруднені патогенними мікроорганізмами та токсичними хімічними речовинами, що становлять серйозний ризик для здоров’я як самих фермерів, так і споживачів сільськогосподарської продукції, яка вирощується на цій території. В Індії великі міста виливають необроблені стічні води у водойми, які служать для поставки питної води. Місто Делі, наприклад, виливає стічні води безпосередньо в річку Ямуна – джерело питної води для близько 57 мільйонів людей588.

При пошуку рішень цієї проблеми потрібно, зокрема, звернути увагу на широку неефективність, причиною якої є грошові обмеження більшості держав для того, щоб установити належні системи відходів, в поєднанні з імперативом промислового дизайну включити технічні прийоми систем повторного використання для того, щоби краще зберігати та користуватися нашими наявними ресурсами.

Крім цього, найбільш значним, широким рішенням для подолання цих проблем, яке би не лише полегшило зменшення поточних негараздів із водою, що вражають більш ніж 2 мільярди людей, але й також дозволило би перейти до умов відносного достатку прісної води для всіх людей, є використання сучасних а) очисних систем та б) систем опріснення як у макроіндустріальних, так і у мікроіндустріальних масштабах.

(a) Очищення:

Прогрес у очищенні води дуже стрімко пришвидшився разом з появою нових технологічних варіацій у цьому підході. Мабуть, одним з найбільш ефективних на сьогодні є «ультрафіолетова (UV) дезінфекція». Цей процес застосовується у широких масштабах, потребує мало енергії та дуже ефективний.

За словами інженера Ашока Гаджила, винахідника портативних ультрафіолетових систем, «із погляду використання енергії, 60 ват електричної енергії – що можна прирівняти до потужності однієї звичайної настільної лампи – достатньо, щоби дезінфікувати воду зі швидкістю 1 т/год, або п’ятнадцять літрів на хвилину… Такої кількості води достатньо, щоб задовольнити потреби у питній воді місцевого населення кількістю 2000 осіб»589. Цей прилад, розроблений Гаджилом для бідних сільських зон, може працювати від сонячних панелей, важить лише 15 фунтів і не має ніяких токсичних викидів.

Звісно, це не панацея. Дезінфекція ультрафіолетом дуже добре спрацьовує проти бактерій та вірусів, проте, вона є менш ефективною для інших типів забруднення, таких, наприклад, як суспендовані тверді частинки, каламутність, колір або розчинна органічна матерія590. При застосуванні у великих масштабах, ультрафіолет часто поєднується з більш стандартною обробкою, з такою, наприклад, як хлорування, як це відбувається з найбільшим у світі заводом із дезінфекції питної води ультрафіолетом у Нью-Йорку, що може обробляти 2,2 мільярда американських галонів (8 300 000 кубічних метрів) на день591. Це складає 3 029 500 000 кубічних метрів на рік.

Одна середньостатистична людина у Сполучених Штатах споживає 2842 кубічних метрів на рік592. Сюди також входить прісна вода, яка використовується для промислових потреб, а не лише для прямого споживання (пиття). Середній показник у світі складає 1385 кубічних метрів на рік593. Китай, Індія та Сполучені Штати на сьогодні є найбільшими споживачами прісної води у світі і більшість цієї води використовується у виробництві, головно у сільському господарстві594. По суті, близько 70% всієї прісної води у світі використовується в сільському господарстві595.

Заради суто статистичного аргументу, ігноруючи дуже важливий розгляд стратегічного використання води, систем повторного її використання та можливостей її зберігання шляхом прогресивних та ефективних індустріальних застосувань, розгляньмо просте питання: що потрібно для того, щоби дезінфікувати (припускаючи, що це є необхідним) всю прісну воду, яка зараз використовується світовим населенням за середнім показником, в усіх контекстах? Враховуючи середній показник у світі, який складає 1385 кубічних метрів та кількість населення в 7,2 мільярди, ми прийдемо до загального щорічного споживання в 9,972 трильйони кубічних метрів.

Використовуючи дані продуктивної здатності заводу із дезінфекції питної води ультрафіолетом у Нью-Йорку, яка складає близько 3 мільярди кубічних метрів на рік, як базу установки таких заводів, ми побачимо, що нам потрібно 3 327 таких заводів у всьому світі596. Нью-йоркський завод займає близько 3,7 акрів (160 000 квадратних футів)597. Це означає, що теоретично потрібно близько 12 309 акрів землі для того, щоби забезпечити очистку всієї прісної води, яка у цей момент споживається усім світовим населенням. Звісно, немає необхідності казати, що існує чимало інших «наслідкових» факторів, які вступають в дію, як наприклад, потреба в електроенергії у поєднанні з критичною важливістю розміщення.

Втім, розгляньмо це в ширшому, більш продуманому порівнянні. Одні лише збройні сили США, які мають 845 441 військових будівель та баз, займають близько 30 мільйонів акрів землі у світі598. Потрібно лише 0,04% цієї землі для того, щоб продезинфікувати всю прісну воду, яка споживається у світі, якби це було потрібно в таких масштабах.

(b) Опріснення

Крім реалістичних можливостей масового глобального очищення забрудненої прісної води, імовірно, найбільш потужними засобом для того, щоби забезпечити поставку придатної до вживання, питної води є її перетворення прямо із солоного джерела, тобто з океану. Зважаючи на те, що більшість води, яку містить планета є солоною, лише один цей метод, при його правильному використанні, забезпечить глобальний достаток води.

Найбільш поширеним методом опріснення, відомим на сьогодні, є «зворотній осмос» – процес, який виймає водні молекули із солоної води, залишаючи іони солі у залишковій ропі, яка є побічним продуктом відходів. Відповідно до даних Міжнародної асоціації опріснення, «у цей момент, на зворотній осмос (ЗО)… припадає близько 60% всіх встановлених виробничих потужностей, за яким йде термальний процес багатоступеневого миттєвого випарювання (англ. «MSF» або «multi-stage flash»), який складає 26% та метод багатоколонної дистиляції (англ. «MED» або «multi-effect distillation), що складає 8,2%»599. На 2011 рік у світі існувало близько 16 000 дистиляційних заводів, а загальна світова продуктивність всіх оперативних (тобто діючих) заводів складала 66,5 мільйони кубічних метрів на день, або приблизно 17,6 мільярдів американських галонів щодня600.

Як буває з будь-якою технологією, багато прогресивних методів, які сьогодні розглядаються як «експериментальні», пропонують потужне посилення ефективності при розвитку цих тенденцій. Один із таких методів називається ємнісним опрісненням (ЄО), відомим також як ємнісна деіонізація (ЄД). Він показав свою високу ефективність в плані використання енергії, нижчого тиску, відсутність мембранних компонентів та відсутність шкідливих викидів на противагу традиційним практикам. Його також можна дуже легко нарощувати, оскільки для цього потрібно просто збільшити кількість електронів потоку в системі601.

Отже, якщо ми розглянемо наявні в загальному методи в поєднанні з новими методами, ми побачимо загальну тенденцію посилення ефективності як у збереженні енергії, так і у продуктивності602. Після цієї коротенької примітки, подальший фокус екстраполяції в напрямку «постдефіцитного» застосування опріснення води буде включати лише поточні, перевірені методи, які вже застосовуються, а саме – систему зворотного осмосу.

Вікторіанський опріснюючий завод є прогресивним заводом з опріснення морської води методом зворотного осмосу, який розміщується поблизу міста Вогтаггі, Бас-кост, в південній Вікторії, Австралія. Він був збудований в грудні 2012 року і може виробляти, за скромними розрахунками, близько 410 000 кубічних метрів опрісненої води на день (150 мільйонів кубічних метрів на рік)603, тоді як площа, котру він займає, становить близько 20 гектарів (приблизно 50 акрів землі)604. Оскільки, як вже зазначалося раніше, загальне щорічне споживання води у світі на сьогодні складає близько 9 трильйонів 972 мільярдів кубічних метрів, то це означає, що потрібно було би 60 000 заводів605 для того, щоб обробити всю питну воду, яка використовується. Знову ж таки, ця екстремальна екстраполяція призначена для того, щоби мати якусь порівняльну точку, оскільки у дійсності нам не потрібно опріснювати так багато води.

Втім, припускаючи, що нам насправді потрібно постійно опріснювати морську воду для того, щоби відповідати викликам глобального споживання, в загальному нам би знадобилося 3 мільйони акрів землі. Планета має близько 217 490 миль берегової лінії606, що означає: при широкому використанні моделі, яка застосовується у місті Вогтаггі, яка займає, умовно, 20 гектарів (близько 50 акрів), при тому, що в гектарі 100 метрів (або 328 футів), припускаючи, що споруда буде мати чотири гектари глибиною та п’ять гектарів завдовжки, та розміщуватися паралельно до берегової лінії, завод буде займати до 1 640 футів вздовж берега. Припускаючи, що ці 60 000 заводів будуть однакові за розмірами, це означає, що вони зайняли б 98 400 000 футів, або 18 636 миль берегової лінії (8,5% від всієї світової берегової лінії).

Звісно, це доволі велика частка берегової лінії, і при виборі відповідного місця розташування такого заводу, зазвичай, беруть до уваги чимало інших факторів. Знову ж таки, наведена екстраполяція цих статистичних даних має на меті лиш дати загальне уявлення про те, що означає така продуктивність у світлі дефіциту води та стресових проблем сьогодення. Проте факт залишається фактом: очевидно, що в рамках такої програми за допомогою самого лиш опріснення, інфраструктурно поєднаного із системою розподілу води для її транспортування сушею, можна задовольнити потреби людей, які страждають від нестачі води.

Для завершального прикладу можна зменшити цю абстрактну екстраполяцію і застосувати її в умовах реального життя. Наприклад, на африканському континенті, населення якого на 2013 рік складало приблизно 1 мільярд населення607, близько 345 мільйонів людей не мали доступу до питної води у достатній кількості608. Якщо ми застосуємо вищезгаданий середній рівень споживання, що складає 1385 кубічних метрів на рік, намагаючись забезпечити таким об’ємом води кожного з тих 345 мільйонів людей, нам потрібно було би виробляти 477 825 000 000 кубічних метрів щорічно.

Якщо використовувати річну продуктивність виробничих потужностей у Вогтаггі, яка складає 150 мільйонів кубічних метрів, як базову цифру, то для Африки знадобилося б 3185 50-акрових заводів вздовж берегової лінії для того, щоб задовольнити такий попит. Це забрало би близько 5 223 400 футів або 989 миль (довжина берегової лінії Африки – 25 158 миль). Це складає лише 3,9% берегової лінії Африки609.

Проте, якщо зменшити цю цифру вдвічі й використовували систему опріснення води для одного сегменту та систему ультрафіолетового очищення – для іншого, то процес опріснення потребував би близько 1,9% або 494 миль берегової лінії для розміщення опріснювальних виробничих потужностей і лише 296 акрів землі для потужностей з очищення води. Це мізерна частка від загальної площі суші Африки (близько 7 мільярдів акрів). До того ж це цілком здійсненна річ, і очевидно, що в цьому випадку (зрештою, як і в усіх інших випадках) ми стратегічно максимізували б більш ефективний процес очищення, а опріснення застосовували б для решти попиту.

Такі сирі статистичні дані показують, що при ультрафіолетовому та традиційному знезаражуванні, в поєднанні з традиційними процесами опріснення, які існують зараз, навіть ігноруючи швидкий прогрес, що відбувається в обох галузях610, який ймовірно дасть експоненціально прогресивний рівень ефективності в наступних десятиліттях, думка про те, що ми повинні терпіти нестачу води є абсурдом. При обох цих ізольованих екстраполяціях припускається, що буде застосовуватися лише один із методів у глобальних масштабах, наче немає іншого джерела питної води.

У реальності, зважаючи на наявний рівень все ще доступної свіжої води, в поєднанні з простим, розумним переналаштуванням мережі схем повторного використання води задля подальшого збереження теперішньої продуктивності, в поєднанні як із великомасштабними, так і з маломасштабними процесами опріснення та знезараження, відповідно до вимог у різних регіонах (багато з яких може живитися швидко прогресуючими процесами відновлювальної енергії), ми маємо технічну здатність довести доступність питної води до рівня абсолютного глобального достатку.

(3) Енергія

Відновлювані джерела енергії – це джерела, які постійно поповнюються. Такі джерела включають енергію з води, вітру, сонця та геотермальних джерел. На противагу їм, таке паливо як, наприклад, вугілля, нафта або природний газ є невідновлюваним, оскільки вони базуються на покладах Землі, що не проявляють короткотермінової регенерації.

На початку ХХІ століття можливості отримання чистої енергії з відновлюваних джерел набули суттєвого схвалення611. Спектр застосування, масштабність та рівень ефективності, в поєднанні з прогресивними методами зберігання та передачі енергії, вірогідно зробили наші поточні методи, які головним чином основані на вуглеводневій енергії застарілими, особливо, якщо брати до уваги постійні негативні наслідки їхнього використання. Тоді, як ядерна енергія є ефективною і деким розглядається, наче «відновлювальна» форма, її робота створює високі ризики, зважаючи на нестійкі матеріали, які при цьому залучаються, а великомасштабні аварії, які є на її рахунку, ставлять безпеку цього виду виробництва енергії під питання612.

В сучасному світі п’ятьма найбільш загальнопоширеними відновлюваними джерелами є гідроелектростанції (з дамбами), сонце, вітер, геотермальні джерела та біопаливо. На відновлювальні джерела енергії сьогодні припадає близько 15% від глобального використання енергії, де гідроелектростанції налічують 97% від цієї цифри613.

Зважаючи на те, що понад 1,2 мільярди людей у світі не мають доступу до електроенергії614 в поєднанні з постійним забрудненням та періодичними кризами, які пов’язані з традиційними, невідновлювальними методами, мета цього підрозділу – показати, що небезпечні реалії переплетені з викопним паливом та ядерною енергією є більше непотрібними. Сьогодні ми можемо забезпечити енергією весь світ багато разів чистими, відновлюваними методами із відносно малим екологічним впливом, більшою мірою локалізовано, відповідно до потреб єдиної структури, міста або індустріального застосування.

Утім, важливо відзначити на самому початку, що зараз не існує єдиного рішення. Адже різні регіони землі мають різні схильності до отримання та використання відновлювальної енергії, їх застосування повинно розглядатися як проектування системи або мережі комбінацій різних способів. Беручи це до уваги, відзначаючи найбільш доцільні з цих можливостей, які створюють достаток, мабуть, найкраще було би думати про отримання, видобуток та використання відновлювальної енергії у двох категоріях: (a) Великомасштабні або базового навантаження та (b) Маломасштабні або загальні системи змішаного використання.

(a) Великомасштабні або базового навантаження:

Великомасштабний виробіток, який потрібен для задоволення потреб «базового навантаження» для того, щоби живити місто або промисловий центр з високим споживанням енергії, включає чотири основні способи: (a1) геотермальні електростанції, (a2) вітряні ферми, (a3) сонячні поля та (a4) вода (океани та гідроенергетика).

(a1) Геотермальні джерела:

Геотермальна енергія615 – це енергія, яку, по суті, отримують з природного тепла розплавленого ядра Землі, а електростанції, зазвичай, розміщують у зонах, що розташовані відносно близько до великих теплових центрів616 617. Звіт Массачусетського технологічного інституту за 2006 рік про геотермальну енергію, при просуванні прогресивної системи вилучення енергії із назвою «EGS» (посилена геотермальна система) показав, що в Землі зараз є в наявності 13 000 зетаджоулів електроенергії, разом з можливістю зібрати ще 2000 зетаджоулів завдяки удосконаленій технології618.

Загальне споживання енергії в усіх країнах на планеті складає близько половини зетаджоуля (0,55) на рік619, а це означає, що лише з одного цього середовища ми можемо отримати достатньо енергії, щоби живити всю планету тисячі років. У звіті Массачусетського технологічного інституту також було підраховано, що достатньо енергії є також і в скельних породах на глибині 10 км, яких у самих лише США достатньо, щоби забезпечити всі поточні світові потреби в електроенергії на наступні 30 000 років.

Навіть при очікуваному посиленні споживання на 56% до 2040 року, обсяг геотермальних джерел є величезним при відповідному видобуванні620 621. Окрім того, вилучення тепла з надр Землі видається абсолютно незначним в порівнянні з його запасами, що робить це джерело практично необмеженим у відношенні до фактичного людського споживання622. Також, оскільки енергія виробляється постійно, то немає ніяких проблем з перебоями і цей тип енергії може вироблятися постійно без потреби в зберіганні.

Екологічний вплив геотермального методу отримання енергії є відносно дуже низьким. Ісландія майже ексклюзивно використовує його протягом певного часу і її заводи дають надзвичайно малі викиди (не вуглецеві), порівняно з вуглеводними методами623. Крім виробітку сірки, в результаті застосування техніки буріння можуть також відбуватися невеликі землетруси. Ця проблема була визнана як така, що викликана людським фактором624 і її рішенням є вдосконалення в інженерних процесах в поєднанні з ясним розумінням характеру місця для буріння.

Що стосується розміщення, то теоретично геотермальні електростанції з видобутку енергії можна розміщувати будь-де, якщо там вистачить потужності буріння на глибину, що поєднується з іншими покращеннями в технології625. Втім, сьогодні більшість електростанцій потребують розміщення у місцях, де тектонічні плити стикаються із Землею626. Геотермальна карта поверхні Землі, отримана з супутника, може показати ці ідеальні місця дуже чітко, основуючись на виділенні тепла627. Ці карти показують такі можливості поблизу більшості берегових ліній по всьому світу628 тоді, коли більшість досліджень є двозначними, що стосується точного числа локацій, які можуть бути доступними, визначений потенціал в загальному є велетенським.

Міністерство енергетики США відмітило, що геотермальна енергія також займає менше території, ніж інші енергетичні джерела, включаючи викопне паливо та відновлювані джерела енергії, що зараз переважають. Протягом більш ніж 30 років, періоду, який зазвичай застосовується для оцінки впливу життєвого циклу різних джерел електроенергії, геотермальні виробничі потужності використовують 404 квадратних метри землі на гігават-годину, тоді, як вугільні виробничі потужності використовують 3,632 квадратні метри на гігават-годину629. Якби ми зробили базове порівняння геотермальних електростанцій до вугільних, враховуючи цю пропорцію квадратних метрів до гігават-години, то побачили би, що ми можемо розмістити близько дев’яти геотермальних електростанцій на території однієї вугільної електростанції630 631.

Окрім того, важливо зазначити, що нові, більш ефективні методи отримання енергії з геотермальних джерел перебувають на початковому етапі відносно свого можливого потенціалу щодо обсягу виробництва. В 2013 році було оголошено про початок будівництва електростанції потужністю 1000 МВт в Ефіопії632. Мегават – це одиниця потужності, а величина потужності виражається інакше ніж величина енергії, яка, своєю чергою, в контексті мегаватів виражається як мегават-година (МВт-год). Інакше кажучи, енергія – це сума виконаної роботи, тоді як потужність – це швидкість виконання роботи. Отже, наприклад, генератор потужністю 1 МВт, який постійно працює з такою потужністю, за одну годину виробляє 1 мегават-годину (МВт-год) електроенергії.

Це означає, що геотермальна електростанція потужністю 1000 МВт, відпрацювавши на повній потужності протягом 24 годин на добу, сім днів на тиждень, за рік (365 днів) буде виробляти 8 760 000 МВт/рік633. Поточне річне світове споживання становить 153 мільярди МВт634, що означає: знадобилося б 17 465 умовних геотермальних електростанцій для того, щоб задовольнити глобальне споживання635.

Відповідно до даних Світової асоціації вугілля, існує більше 2 300 діючих вугільних електростанцій, розміщених по всьому світу636. Використовуючи вищезгадане порівняння розмірів та продуктивності електростанцій, при якому дев’ять геотермальних електростанцій поміщаються на території однієї вугільної станції, для розміщення 17 465 геотермальних електростанцій теоретично потрібна площа 1940 вугільних електростанцій637 (84% від загальної кількості існуючих). Також, враховуючи, що вугільні електростанції становлять лише 41% від загального поточного світового виробництва електроенергії638; ця теоретична екстраполяція також показує, як геотермальні електростанції, займаючи 84% території самих лише вугільних електростанцій (які виробляють лише 41% енергії), задовольнили б 100% світового об’єму споживання електроенергії.

При цьому всьому не буде відбуватися такого забруднення від вугільної енергетики, яке розглядається як одна з найбільш забруднюючих практик у світі разом з тим, що це спричиняє, ймовірно, найбільший вплив на посилення концентрації СО2 в атмосфері, що відбувається внаслідок людської діяльності.

(a2) Вітрові ферми

Результати досліджень Міністерства енергетики США показали, що збір енергії з повітря на Великих рівнинах у штатах Техас, Канзас та Північна Дакота може забезпечити достатньо електроенергії для того, щоб живити всі США639. Більш дивовижним фактом є те, що дослідження Стенфордського університету в 2005 році, які були опубліковані в журналі «Journal of Geophysical Research», показали, що коли би використовувалося лише 20% всього потенціалу вітру, то цього було б достатньо, щоб задовольнити потребу всього світу в енергії640.

На підтвердження цього – ще два недавніх дослідження не пов’язаних між собою організацій, які були опубліковані в 2012 році. Вони навели розрахунки, що при наявній технології вітрових турбін Земля могла б виробити сотні трильйонів ват потужності. Це, по суті, набагато разів більше за поточне світове споживання641. Вітрова енергія – це, можливо, одна з найбільш простих та екологічно безпечних форм відновлюваної енергії, а масштабність її застосування обмежена лише місцем.

Використовуючи за базис Центр вітряної енергії Альта з площею 9000 акрів, яка має потужність 1320 МВт енергії, теоретично стає можливим щорічний обсяг виробництва в 11 563 200 МВт-год642. Це означає, що потрібно було б орієнтовно 13 231 9000-акрових вітрових ферм для того, щоб досягнути поточної цифри з виробництва, що складає 153 МВт-год. Це означає, що потрібно було б 119 079 000 акрів землі (з достатнім вітром)643. Це становить 0,3% поверхні Землі, яка була б потрібна для того, щоб забезпечувати енергією весь світ644. Знову ж таки, тут не йдеться про те, що ці речі є ідеальними, зважаючи на те, яке місце пасує для вітрових ферм, разом з іншими важливими факторами. Це – просто загальний розгляд можливостей.

Утім, одна унікальна обставина, що стосується вітрового виробітку енергії, полягає в потенціалі його застосування далеко від берега. Порівнюючи з вітровими електростанціями, які розміщуються на суші, електростанції, розташовані далеко від берега, в середньому, мають набагато більший видобуток, оскільки там швидкість вітру має тенденцію бути вищою. Це також полегшує задачу, що стосується нестачі площі та регіональних обмежень.

Відповідно до оцінювання позаберегових енергетичних ресурсів США, в Сполучених Штатах з позаберегових вітрових ресурсів може бути отримано 4150 гігават (4 150 000 МВт) потенційної продуктивності вітряних турбін645. Припускаючи, що ця продуктивність буде незмінною протягом року, після енергетичного конвертування ми отримаємо на виході 36 354 000 000 МВт-год/рік. Враховуючи, що Сполучені Штати в 2010 році споживали 25 776 ТВт-годин енергії (25,78 мільярдів МВт-год)646, ми бачимо, що саме лише отримання енергії за допомогою вітру в позаберегових зонах перевищує національне споживання, що складає близько 10,6 мільярдів МВт-год, або 41%.

Інтуїтивно, екстраполюючи цей національний рівень продуктивності для решти узбережжя світу, беручи також до уваги вищезгадані статистичні дослідження, що стосуються електростанцій, розташованих на суші, які показали, що ми можемо забезпечити електроенергією весь світ багато разів лише наземними електростанціями647, можливості створення достатку енергії, основаної на вітрі, вражають.

(a3) Сонячні поля

Верхні шари атмосфери Землі отримують близько 1,5×1021 ват-годин сонячного опромінення щорічно. Така величезна кількість енергії у понад 23 000 разів більша, ніж кількість, яка споживається людським населенням на цій планеті648. Якщо людство змогло б зібрати одну десяту одного відсотка сонячної енергії, яка падає на Землю, то ми отримали б доступ до вшестеро більшої кількості енергії, ніж ми споживаємо в усіх формах сьогодні. При цьому майже не відбувалося б викиду парникових газів. Можливість зібрати цю енергію залежить від технології і того, наскільки високий відсоток випромінювання при цьому абсорбується.

Традиційна фотовольтаїка, яка є сьогодні найбільш поширеною формою, що використовується переважно у невеликих прикладних застосуваннях, застосовує силікон як напівпровідник та виготовляється як плоскі клітини або листи. Концентраторна фотовольтаїка (КФВ) є зазвичай в середньому ефективнішою, ніж неконцентрована; однак вона потребує більш прямого опромінення для відповідного фокусування світла.

Концентрована сонячна енергія (КСЕ) – це широкомасштабний підхід, що використовує дзеркала або лінзи для того, щоб сконцентрувати велику площу сонячного світла або сонячної термальної енергії на одну невелику ділянку площі. Електроенергія виробляється, коли сконцентроване світло конвертується в тепло, що приводить в рух тепловий двигун (наприклад, парову турбіну), який пов’язаний з генератором електричної енергії або чимось подібним. На відміну від фотовольтаїки, в якій сонячна енергія безпосередно конвертується в електрику, ця технологія конвертує її через тепло. Нещодавно почали широко використовувати різноманітні методи збереження енергії для того, щоб мати до неї доступ вночі.

Варіацією КСЕ є СТЕ, або сонячна термальна енергія. СТЕС Айвонпа (англ. «Ivanpah Solar Electric Generating System») у Каліфорнії (США) займає 3500 акрів землі649, а її заявлений щорічний виробіток складає 1 079 232 МВт-год650. У той час як СТЕС Айвонпа не використовує ніякої форми зберігання енергії, вона обслуговує близько 140 000 будинків в регіоні. Якщо зробити екстраполяцію, використовуючи СТЕС Айвонпа як базис, то, щоб теоретично задовольнити поточне всесвітнє споживання енергії, базуючись на такій виробничій потужності, нам знадобилося б 141 767 таких полів або 496 184 500 акрів. Це складає 1,43% від загальної площі Землі651.

Знову ж таки, тут не йдеться про те, що такі речі є практичними. До того ж ми не збираємося ігнорувати різницю у рівнях випромінювання в різних частинах Землі. Проте пустелі, які апріорі сприятливіші для встановлення сонячних полів і набагато менш сприятливі для життя людей, становлять приблизно 1/3 частину всієї площі суші, або близько 12 мільярдів акрів. Якщо зіставити це з приблизно 500 мільйонами акрів, які теоретично потрібні для того, щоб «живити електроенергією весь світ», то, виходячи з нашої екстраполяції, потрібно було б лише 4,1% світової площі пустель652.

Окрім того, інші проекти, схожі на СТЕС Айвонпа мають вбудовані системи зберігання енергії. Сонячна електростанція «Солана» (англ. «Solana») потужністю 280 МВт в Арізоні поєднує технологію параболічних дзеркал з технологією термального збереження енергії у вигляді розплавленої солі, що дозволяє продовжувати виробництво до шести годин після того, як небо остаточно потемніє653.

Загалом, рівень прогресу у фотовольтаїці, геліотермальній енергетиці, методах зберігання та інших давніших, а також нових, технологіях продовжує стрімко зростати, показуючи, що багато застосувань, які ми сьогодні розглядаємо як високоефективні, стануть значною мірою неефективними через одне чи два десятиліття. Під час подальшого, детальнішого розгляду менш масштабних рішень щодо відновлювальних джерел енергії, ми опишемо локалізоване використання сонячної енергії при самому будівництві будівель та житла, що ймовірно є тим, де прихована справжня майбутня ефективність. Задача полягає у тому, щоби зробити цю технологію компактною та достатньо ефективною для локалізованого, індивідуального використання.

Втім, сонячні електростанції, так само як і геотермальні та вітрові електростанції, мають велетенський глобальний потенціал самі по собі, і немає жодних сумнівів, що при відповідних ресурсах та прояву уваги, лише самі ці сонячні поля могли б теоретично встановити інфраструктуру та рівень ефективності достатній для того, щоб живити енергією весь світ.

(a4) Водна або гідроенергія

Отримання відновлювальної енергії, основаної на воді, зокрема, відбувається з двох великих джерел: самого океану та водних потоків річного типу, які використовують силу гравітації водоспадів або проточної води, зазвичай у віддалених від моря річках. Останні, здебільшого, на практиці називають гідроелектричними і, як зазначалося раніше, вони на теперішній момент складають велику частину від наявної інфраструктури відновлювальних джерел енергії654.

З іншого боку, величезний потенціал океану досі не використовувався навіть в межах найменшої частки своєї продуктивності. Можна без натяжок припустити, що при розумному зборі енергії як з різних механічних течій океанських вод, так і за допомогою використання різниць тепла, що є відомим як енергія температурного градієнта морської води (ЕТГМВ), одна лише потужність вод океану могла би також живити енергією весь світ655 656 657. Беручи до уваги нинішній рівень використання гідроелектричної енергії (дамби), описане раніше, цей розділ, проте, фокусуватиметься на потенціалі океану.

Найбільш промовисті потенційні можливості моря зараз проявляються у хвилях, приливах, океанських течіях, океанських термальних джерелах та осмотичній енергії. Хвилі першочергово спричинені вітрами; приливи – гравітаційним тяжінням Місяця; океанські течії – обертанням Землі; океанські термальні джерела є результатом дії сонячного тепла, абсорбованого поверхнею океанів; осмотична енергія є продуктом різниці у концентрації солей при зустрічі свіжої води із солоною водою.

Хвиля:

Було визначено, що світовий потенціал енергетичної корисності хвиль становить близько 3 ТВт658 або близько 26 280 ТВт-год/рік при постійному видобутку. Це майже 20% поточного світового споживання. Такий обсяг енергії було встановлено, аналізуючи глибоководні регіони далеко від континентального узбережжя. Теоретична оцінка потужності оцінюється в 3,7 ТВт, де кінцева чиста цифра була скорочена приблизно на 20% для того, щоб компенсувати різноманітну неефективність (наприклад, льодовий покрив), пов’язану з певним регіоном. Виробіток енергії переважно визначається висотою, протяжністю й швидкістю хвилі та густиною води.

Нині застосування хвильових ферм або будівництво заводів із збирання енергії хвиль далеко від берега зіштовхнулося з обмеженнями в плані масштабності використання, то ж лише близько шести країн зрідка застосовують цю технологію659. Найбільш сприятливі місця для розміщення таких станцій – західне узбережжя Європи, північне узбережжя Великобританії, тихоокеанське узбережжя Північної та Південної Америки, узбережжя Південної Африки, Австралії та Нової Зеландії.

Припливи та відпливи:

Приливи та відпливи мають дві підформи: діапазон та потік. Діапазон приливу – це, по суті, «підняття і опускання» областей океану. Потік приливу – це течії, створені періодичним рухом припливів та відпливів, які часто посилюються завдяки формі морського дна.

Різні області Землі мають велику різницю в діапазонах660. У Великобританії, в області з високою активністю припливів і відпливів, було помічено десятки доступних місць, при застосуванні припливно-відпливної енергії яких, як прогнозується, можна було б забезпечити 34% всього споживання енергії країни661. Давніші дослідження показали, що продуктивність приливно-відпливної енергетики на глобальному рівні складає 1800 ТВт-год/рік662. Свіжі дослідження показали теоретичну продуктивність (як діапазону так і потоку) в 3 ТВт, за умови лише часткового їх використання663.

Тоді, як припливи та відпливи є достатньо передбачуваними, вони також підлягають щоденним періодам перемінності, базуючись на чергуванні припливів та відпливів. Припускаючи, що маючи основу лише на цій прогресивній технології можна зібрати 1,5 ТВт на рік, це означає що близько 7% всієї світової енергії може бути отримано з припливів та відпливів.

Океанські течії:

Так само як і з припливно-відпливними потоками, океанські течій проявляють велетенській потенціал. Ці течії протікають у відкритому океані постійно, тож розробляються різноманітні новітні технології для того, щоби використовувати це здебільшого не застосоване середовище.

Теж і з усіма відновлювальними джерелами енергії, продуктивність при використанні цього потенціалу напряму залежить від ефективності застосовуваних технологій. Виконавче управління з екології навколишнього середовища (англ. «EOEA») оцінює поточний потенціал в 400 ТВт-год/рік664. Втім, існують всі підстави припускати, що ця цифра є застарілою. Попередні застосування турбін та технологій млинного типу для ловлі таких водних потоків потребували в середньому потік швидкістю п’ять або шість вузлів, щоби працювати ефективно, в той час як більшість потоків на Землі течуть повільніше, ніж три вузли665. Однак нещодавні розробки показали можливість отримання енергії з водних потоків швидкістю менше, ніж два вузли666. Зважаючи на такий потенціал, можна припустити, що лише одні океанські течії мають змогу живити весь світ електроенергією667.

Потенціал Гольфстріму668 оцінюється в 13 ГВт фактичної продуктивності, припускаючи, що 30% ККД припадає на більш традиційні турбінні технології669. Це дорівнює 13 000 МВт або, при постійному використанні потоку протягом року, близько 113 880 000 МВт-год/рік670. За оцінками, Сполучені Штати в 2011 році споживали 4,1 мільярди МВт електроенергії671. Це означає, що 30% від споживання електроенергії США672 може покрити один лише Гольфстрім. Знову ж таки, всі ці обрахунки здійснені, припускаючи використання лише устояних технологій.

Осмотична енергія:

Осмотична енергія, або енергія сольового градієнту – це енергія, яка з’являється завдяки різниці концентрації солі в морській та річній воді. Норвезький центр відновлювальної енергетики (англ. «The Norwegian Center for Renewable Energy», «SFFE») оцінює її глобальний потенціал у близько 1370 ТВт-год/рік673, інші оцінюють його приблизно в 1700 ТВт-год/рік674, або в еквіваленті половини всього попиту на електроенергію в Європі675.

Зараз осмотична енергетика перебуває на своєму початковому етапі, та її використання завдяки прогресивним технологіям є багатообіцяючим. Електростанції можуть, в принципі, будуватися будь-де, де прісна вода стикається з морською водою. Вони можуть виробляти електроенергію 24 години на добу 7 днів на тиждень, незалежно від погодних умов.

Океанська термальна енергетика:

Завершальним способом видобутку енергії океану, який варто зазначити, є енергія температурного градієнта морської води (англ. «Ocean thermal energy conversion, OTEC»). При використанні різниці температур на поверхні океану та на його глибині, тепліша вода з поверхні використовується для нагрівання такої рідини, як, наприклад, нашатирний спирт, яка переходить у газоподібний стан і при розширенні приводить у дію турбіну, яка, своєю чергою, виробляє електроенергію. Потім рідина охолоджується завдяки холодній воді з глибин океану і повертається у рідкий стан, таким чином процес повторюється знову і знову.

З усіх джерел енергії, які базуються на океані, енергія температурного градієнта морської води має найбільший потенціал. За оцінками, не завдаючи шкоди температурній структурі океану, можна вироблятися 88 000 ТВт-год/рік676. Ця цифра може і не виражати загальну корисну продуктивність, та вона імовірно означає, що понад половина всього поточного глобального споживання енергії може задовольнятися однією лише енергетикою температурного градієнта морської води. На 2013 рік більшість наявних електростанцій, які використовували метод енергії температурного градієнта морської води, були експериментальними або дуже малими за своїм масштабом. Проте, було запущено кілька великих проектів промислових масштабів, включаючи електростанцію потужністю 10 МВт біля берегів Китаю677 та електростанцію потужністю 100 МВт поблизу Гаваїв678. Одна лише позаберегова електростанція потужністю 100 МВт може теоретично живити електроенергією весь Великий Острів Гаваї679, тобто – 186 000 людей, згідно з переписом 2011 року.

На завершення цього підрозділу, присвяченого видобутку енергії з океану, у відповідності до попередніх категоріальних оцінок, які було зроблено для сонячної, вітрової та геотермальної енергетики, варто розглянути загальний, комбінований (значною мірою – поміркований) потенціал кожного зазначеного середовища. Коли це, звісно, буде грубою екстраполяцією, оскільки існує багато комплексних змінних, включаючи той факт, що певні застосування все ще є напівекспериментальними і складними для їх відповідної оцінки, ця загальна цифра все таки допоможе усвідомити найбільш широку перспективу щодо потенціалу відновлювальних джерел океану. Ось список всіх зазначених глобальних потенційних можливостей:

Хвилі: 27 280 ТВт-год/рік

Припливи та відпливи: 13 140 ТВт-год/рік (1,5 ТВт × 8760 годин)

Океанські течії: 400 ТВт-год/рік (давні оцінки при застарілих технологіях)

Осмотична енергія: ~1500 ТВт-год/рік (середній показник зазначених статистичних даних)

Океанська термальна енергетика: 88 000 ТВт-год/рік.

Якщо скласти їх разом, ми отримаємо 130 320 ТВт-год/рік або 0,46 ЗДж на рік. Це приблизно 83% поточного світового споживання (0,55 ЗДж). Важливо відзначити, що такі цифри частково зумовлені традиційними технологіями, без урахування коригувань, що їх здатні внести недавні удосконалення. Якщо ми додамо до рівняння традиційну гідроелектричну (основану на потоках води) енергетику, яка, відповідно до даних Міжнародного енергетичного агентства (IEA), має потенціал в 16 400 ТВт-год/рік680, то ця цифра зросте до 146 720 ТВт-год/рік, або 96% поточного світового споживання.

(b) Маломасштабні або загальні системи змішаного використання

У попередньому розділі був описаний широкий потенціал великомасштабного видобутку енергії базового навантаження з відновлюваних джерел. Вітер, сонце, вода, гідроджерела, а також геотермальні джерела показали, що вони окремо здатні задовольнити або досить сильно перевищити поточне щорічне споживання в 0,55 ЗДж.

Правильним питанням є те, як розумним чином реалізувати такі методи на практиці. Враховуючи регіональні обмеження в поєднанні з іншими місцевими проблемами, як наприклад, з переміжністю, потрібна справжня дизайнерська ініціатива для створення придатної до роботи комбінації таких засобів. Такий системний підхід є реальним рішенням, яке гармонізує оптимізовану частку кожного з цих відновлювальних джерел для досягнення глобального всезагального споживацького достатку.

Наприклад, це не є чимось неймовірним – уявити собі серію створених людиною островів, плаваючих далеко від узбережжя, які спроектовані для можливості видобутку енергії одразу з вітру, сонця, термальної різниці, припливів і відпливів, хвиль та океанських течій – все водночас і в одному місці. Такі енергетичні острови потім би передавали зібрану енергію назад на сушу для її використання людиною. Різноманітні комбінації могли би також застосовуватися і для наземних систем, наприклад, створення вітрової та сонячної комбінації враховуючи той факт, що вітер часто є більш доступним вночі, в той час як сонце доступне протягом дня.

Ба більше, творча винахідливість щодо того, як ми можемо розумно поєднувати різноманітні методи також поширюється і на те, що маємо змогу розглядати як локалізований видобуток енергії. Менші за своєю масштабністю відновлювальні методи, які підходять для одиничних структур або невеликих областей, мають ту ж саму системну логіку, що стосується комбінування. Такі локалізовані системи за необхідності могли б також об’єднуватися у більші системи базового навантаження, створюючи загальну інтегровану систему отримання енергії зі змішаних середовищ.

Загальнопоширеним прикладом сьогодні є використання єдиної структури сонячних панелей, як це відбувається із застосуванням на рівні будинку. Незважаючи на те, що ефективність цих панелей продовжує удосконалюватися, в поєднанні з введеними грошовими обмеженнями через ринковий механізм інвестицій та прибутку, більшість людей, які використовують ці системи сонячної енергії, можуть дозволити їх собі лише на рівні домашнього споживання, аніж покрити ними всі 100%. (Наприклад, більшість систем застосовуються для того, щоб живити електроенергією будинок протягом дня, тоді як вночі енергія отримується з регіональної мережі базового навантаження). Такий підхід, при якому шукається максимізація використання можливостей локально, перш ніж вдаватися до споживання енергії з вищого рівня, тобто системний підхід, є ключем до практичного достатку енергії, ефективності та стійкості.

Для того, щоб у більш повній мірі зрозуміти його доречність, розширмо приклад домашнього застосування панелей сонячних батарей до його можливого теоретичного потенціалу. В 2011 році середньостатистичне річне споживання електроенергії для житлового господарства (будинку) США складало 11 280 кВт-год681. Враховуючи, що в 2010 році налічувалося 114 800 000 будинків682, це означає, що споживалося близько 1295 ТВт-год/рік. Загальне споживання електроенергії в 2012 році для США становило 3 886 400 000 МВт-год/рік683. Це означає, що 33% всього споживання електроенергії відбувалося в будинках людей, причому більша частина цієї енергії надходила з електростанцій, які працювали на викопному паливі.

Якби всі будинки в Сполучених Штатах змогли забезпечити себе електроенергією, використовуючи тільки сонячні батареї, таке локалізоване використання енергії значною мірою зменшило б навантаження на базові мережі. Всупереч переконанням людей, станом вже на 2013 рік це було реальною можливістю, враховуючи рівень ефективності сонячних батарей та технологій зберігання електроенергії684. Проблема в тому, що сучасна енергетична промисловість не готова до такої ефективності, а наявні споживчі сонячні системи потерпають від високих фінансових затрат в результаті обмеженого масового виробництва, конкуренції та браку соціальної ініціативи.

Тут варто зазначити, що фінансова система та її орієнтовані на ціну механізми є бар’єром для повсюдного та оптимізованого розвитку домашніх сонячних систем в широкій перспективі (так само, як це відбувається з розвитком будь-якої іншої технології після певної моменту затвердженої ефективності). В той час як захисники капіталізму стверджують, що процес ринкового інвестування в товари, які мають попит, в загальному з плином часу зменшують собівартість цих товарів, що робить їх більш доступними для тих, хто не міг їх собі дозволити раніше, вони часто забувають, що весь цей процес є вигадкою.

Якщо з системи прибрати ціну та прибуток, сфокусувавшись лише на технології та її статистичних заслугах, як на теперішній момент, так і беручи до уваги її довготермінові тенденції ефективності (майбутні покращення), то для того, щоби набагато швидше донести до населення багатообіцяючі технології, можна було би застосовувати дослідження та стратегії відповідного розподілу ресурсів. У випадку сонячних батарей для домашнього генерування електроенергії, враховуючи їх неймовірну продуктивність, яку вони мають для того, щоби полегшити тиск базового енергетичного навантаження, що своєю чергою на сьогодні зменшило б емісію та забруднення, пов’язані з викопним паливом. Дуже шкода, що при таких обставинах ця технологія і її застосування є об’єктом забаганок ринку685.

Якщо ми розглянемо комерційні витрати середньостатистичних сонячних батарей на 2013 рік, то побачимо, що при середньому домашньому споживанні в 11,280 кВт-год на місяць потрібно було б близько 30 панелей із ефективністю сонячних батарей близько 9-15% та системою батарей для нічного часу. Це б коштувало понад $20 000686. Такі витрати є непосильними для більшості населення світу, хоча навіть базові матеріали, які застосовуються в традиційних системах фотовольтаїки є простими та перебувають у достатній кількості, що супроводжується постійним полегшенням виробництва.

Також, на жаль, сучасне будівництво має мало спільного із застосуванням інших базових місцевих відновлювальних методів, які можуть ще більше сприяти реальній можливості світу привести всі будинки (не лише в США, а й в усьому світі) до енергетичної незалежності.

Беручи до уваги потужність сонця, можливими є також інші майже універсальні застосування. Поряд з невеликими системами видобутку енергії з вітру687 та технологією геотермального нагріву й охолодження688, в поєднанні з архітектурним дизайном, що робить кращим використання природного світла та піднімає ефективність збереження тепла й холоду689, існує спектр дизайнерських корегувань, які можуть зробити квартири й будинки не лише самодостатніми, але й також більш екологічно стійкими. Поєднуючи це з системами повторного використання задля збереження води, разом з іншими підходами для оптимізації ефективності енергії та ресурсів, стає очевидним, що наші поточні методи є неймовірно марнотратними, порівняно з такими можливостями.

Продовжуючи тему міської інфраструктури, ми бачимо ті ж самі помилки майже скрізь. Наприклад, велетенська сума енергії витрачається в процесі транспортування. Так само, як і з електричними транспортними засобами, що доказали свою життєздатність для повного глобального використання, незважаючи на лобіювання інтересів та інші ринкові обмеження, що продовжують утримувати це застосування далеко позаду бензинових паливних норм, багато системних методів також залишаються незастосованими.

Окремо від загальної необхідності реорганізувати міське середовище для того, щоб зробити його сприятливішим для зручної мережі громадського транспорту, усуваючи потребу в численній кількості автономних транспортних засобів, просте повторне використання механізованих рухів всіх транспортних середовищ могло б значною мірою полегшити енергетичний тиск.

Технологія під назвою «п’єзоелектрика»690, що може перетворювати тиск та механічну енергію в електроенергію, є прекрасним прикладом методу повторного використання енергії, який має велетенський потенціал. Наявні методи включають генерування енергії людьми, які проходять по сконструйованій п’єзопідлозі691 та тротуарах692, вулиці, які можуть генерувати електроенергію, коли автомобілі проїжджають по них693, та залізничні системи, які також можуть вловлювати енергію тиску при проходженні по них залізничних вагонів694. Аерокосмічний інженер Хаїм Абрамович зазначив, що відрізок чотирисмугової дороги завдовжки менше милі із завантаженістю близько 1000 машин на годину може генерувати орієнтовно 0,4 МВт електроенергії, чого було б достатньо, щоб живити 600 будинків695.

Інші теоретичні застосування значною мірою поширюються на все, що пов’язано з тиском чи діями, включаючи незначні вібрації. Наприклад, існують проекти, які працюють над використанням, здавалося б, мізерних обсягів енергії – наприклад, зарядка телефону від натискання кнопок, коли Ви набираєте текст, або ж у момент, коли Ви просто торкаєтеся телефону чи робите ним якісь рухи696 697; застосування, при якому енергія отримується з повітряного потоку літаків698; та навіть електричні автомобілі, які частково використовують п’єзотехнологію для того, щоб зарядитися під час подорожі699.

Якщо ми подумаємо про велетенську кількість механічної енергії, яка марнується транспортними засобами та високозавантаженими пішохідними центрами, як наприклад, центральними вулицями, то потенціал можливості такого генерування енергії є досить значним. Це той вид системного мислення, який є необхідним для того, щоби підтримувати стійкість, активно намагаючись при цьому досягнути глобального енергетичного достатку.

(4) Виробництво і доступ до продуктів

У трьох попередніх підрозділах було взято до уваги наявні устояні методи щодо людського потенціалу досягнення достатку700 в кожній окремій області, підхід до цього підрозділу буде неодмінно відрізнятися.

Проблема при створенні бази для екстраполяції загального матеріального достатку таким же самим чином, беручи до уваги загальні сировинні матеріали, полягає в тому, що рівень промислової ревізії, яка потрібна для того, щоби побачити високий рівень ефективності, який ми шукаємо, радикально відрізняється від сучасних традиційних практик. Тобто, ми не можемо остаточно зробити екстраполяцію таким же самим чином, використовуючи створені, одиничні процеси або категоріальні технології, щоби зробити такий висновок про рівень можливої продуктивності загалом.

Це відбувається через те, що справжній механізм ефективності, який створює достаток, криється у великомасштабній системній орієнтації, коли береться до уваги синергія, яка перебуває поміж законами стійкості, що є характерними для природного світу та рівень ефективності впроваджений у межах всієї соціальної діяльності.

Наприклад, сьогодні у світі існує понад мільярд автомобілів701. З вузької точки зору, ідея «достатку» автомобілів, можливо, означала б, основуючись на сьогоднішніх рамках мислення орієнтованих на майно, що кожна людина на планеті повинна володіти приватним автомобілем. Простіше кажучи, це є неправильним поглядом і результатом створених умов відсутності синергії, що є звичайним при посиленні ринковою системою власності як цінності. З погляду ефективності та стійкості, це є надзвичайним марнотратством – використовувати один автомобіль на одну особу, беручи до уваги той факт, що ця особа насправді їздить на автомобілі в середньому лише близько 5% часу. В іншому випадку, автомобіль стоїть на парковці, при дорозі і так далі.

У Лос-Анджелесі (Каліфорнія) на 2009 рік використовувалося близько 1 977 803 автомобілів702. В абстракції, основуючись на цьому середньому часі використання, який складає 5%, насправді потрібно було б лише 98 890 автомобілів для того, щоб задовольнити потреби у транспорті відповідно до поточного рівня попиту на них, якщо припустити застосування системи спільного користування. Інакше кажучи, потрібно було б лише 98 890 автомобілів, щоб задовольнити потреби у перевезенні для 1 977 803 людей.

Окрім того, як аргумент можна також сказати, що враховуючи всі інші види громадського транспорту, які ігноруються та загальну кількість населення Лос-Анджелеса (3,9 мільйонів людей)703, якому потрібно бути мобільними 5% на місяць, в абстракції, потрібно було б лише 195 000 автомобілів, щоб задовольнити середній час користування транспортом для 3,9 мільйонів людей.

Так само в Сполучених Штатах у 2008 році було зареєстровано 236,4 мільйонів транспортних засобів споживачів, які перебувають у використанні. При кількості населення США, яка складає 313 мільйонів, використовуючи знову ж таки статистичні дані в 5% використання, потрібно було б 15,6 мільйонів автомобілів, щоб задовольнити попит на використання транспорту. В теорії, таке зменшення обсягу виробництва автомобілів для задоволення потреб всіх американців складає 83% (збільшення у використанні чи доступі складає 32,4%, базуючись на загальній кількості населення).

Звісно, зауважте, будь ласка, що тут є усвідомлення, що така екстраполяція проводиться лише для припущень, оскільки очевидним є те, що в реальному житті багато інших складних факторів вступають в дію, що значною мірою скорегувало би це рівняння. Основна задача тут – це дати читачеві можливість відчути синергію. Варто відмітити те, що зазначене посилення в ефективності, при якому, по суті, потрібно менше автомобілів для задоволення потреб у транспорті значно більшої кількості людей, завдяки системній, синергічній переорієнтації (в цьому випадку, – системі «спільного користування» автомобілями).

Знову ж таки, тут не згадується потреба у вдосконаленні міського або громадського транспорту, так само як і важливість відповідного проектування автомобілів704. В основі цієї проблеми насправді лежить питання самого «транспортування», причина, чому люди потребують такої мобільності і яким чином проектується навколишнє середовище для того, щоб задовольнити (або знехтувати) такі потреби. Це є величезною, динамічною темою, яку варто розглянути.

Також, з цього моменту потрібно зазначити, що неважливо, яка реальна чи припустима ефективність може існувати в реальному житті, мета пошуку постдефіциту, як засобу зменшити людські страждання та як методу адаптувати по-справжньому ефективні, а отже, стійкі практики є безперечно критичною точкою фокусування для зростаючого суспільства. Цілком можна стверджувати, що лише порочне суспільство навмисно б вибрало залишатися з системою, яка усвідомлено зберігає дефіцит заради прибутку та оберігання істеблішменту, коли інтелектуально очевидним є те, що такі умови більше не є необхідними, а отже будь-які результати пов’язані з людськими стражданнями більше також не є необхідними.

Як вже обговорювалося раніше, ринкова економіка є не просто реакцією на світогляд, оснований на дефіциті, вона також є його оберігачем. Ринок структурно вимагає високого рівня дефіциту, оскільки суспільство сфокусоване на достатку поступово б означало зменшення роботи заради прибутку, зменшення обсягу продажу та зменшення прибуток в цілому. Якщо би суспільство прокинулося завтра у світі, де 50% ринку робочої сили було би автоматизованим і де вся їжа, енергія та базові товари могли би бути доступними без цінника, завдяки збільшеній ефективності, немає необхідності казати, що ринок праці та грошова економіка, якою ми її знаємо, загинула б.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]