Глава 3. Энергия в экосистемах

емых и др.) за счет небольшого количества (0,8 %) сконцент­рированной растениями солнечной энергии, объясняется высокой эксергией аккумулированной части энергии.

Три четверти энергии, потребляемой в современном мире, в дополнение к первичной солнечной энергии, согревающей Зем­лю, поступает от сжигания невозобновляемого ископаемого топ­лива: нефти, угля, природного газа. Источником некоторого количества энергии является сжигание потенциально возобновля­емой биомассы: дров, навоза, отмерших растений, мусора. Небольшое количество электроэнергии дают гидроэнергетика и управляемая энергия атома. И совсем ничтожное количество (около 1 %) поступает от использования внутреннего тепла Зем­ли (геотермальная энергия) и сконцентрированной с помощью гелиотехники солнечной энергии. Но на добычу и преобразова­ние энергии этих источников тоже требуется энергия. Поэтому практический коэффициент полезного действия зависит от вели­чины полученной чистой энергии.

Чистая энергия - это полезная энергия на выходе из системы после вычета всех энергозатрат на ее добычу и преоб­разование. На создание источника энергии, ее получение, под­готовку к использованию, транспортировку и др. приходится также затрачивать энергию (рис. 3.12).

Рис. 3.12. Выход чистой энергии: Э_ист - источник энергии; Э_ш - энергетический штраф; Э_чист - чистая энергия

Энергию обратной связи Э_ш, необходимую для преобразова­ния энергии и эксплуатации источника энергии, называют энерге-тическим штрафом. Чистая энергия рассчитывается как разница

117

Глава 3. Энергия в экосистемах

между добытой энергией из источника и энергетическим штра­фом: Э_чист= 3_ra- Э_ш. Для того чтобы источник функционировал, выход чистой энергии должен как минимум в 2 раза превышать«штраф»: Э_чист > 2Э_Ш. Например, если для извлечения 12 единиц нефти путем глубокого бурения океанского дна требуется израс­ходовать 10 единиц горючего, ясно, что такой источник не решит проблем нехватки топлива.

Нехватка топлива побуждает иногда перерабатывать в горю­чее пищевую продукцию. Но исследования показали, что на производство спирта, например из кукурузы, для спирто-бензи-новой смеси уходит столько же высококачественной энергии, сколько заключено в получаемом спирте, или даже больше. Поэтому чистый выход энергии практически отсутствует. Смесь бензина со спиртом для заправки автомобилей продается, одна­ко, в «зерновом поясе» США, так как там имеются излишки зерна, которые не могут быть реализованы на мировом рынке, хотя с точки зрения экологов это неразумно и экономически нерентабельно.

Мы привыкли отождествлять энергию, затрачиваемую в про­цессе производства, с энергией топлива или электроэнергией, забывая об энергии человеческого труда и использованных ма­териалов. На самом деле энергия всех видов, затраченная на поиски, добычу, переработку и перевозку топлива, может превы­шать энергию, получаемую при его сжигании. Очевидно, напри­мер, что энергетические затраты на движение автомобиля гораздо больше, чем затраты бензина. Они включают в себя энергию, затраченную на проектирование и производство автомобиля, запасных частей, обучение шофера и подготовку ремонтных рабочих, на создание автомобильных дорог и другие работы.

Ошибка людей, определяющих те или иные затраты на какие-либо процессы, связана с тем, что они упускают из вида много­образие фактически расходуемой энергии. Кажется, например, что деятельность по обучению людей связана лишь с затратами энергии преподавателей. В действительности же эта энергия го-

118