Дмитрий Мыльников (mylnikovdm) wrote,
Дмитрий Мыльников
mylnikovdm

Categories:

Биосфера и Ноосфера. Часть 1е. Проблема техногенных отходов

Начало
Биосфера и Ноосфера
Часть 1е
Проблема техногенных отходов

В предыдущей части я уже затронул тему техногенных отходов, но данный вопрос очень важен, поэтому в данной части рассмотрим его более подробно.

Сразу хочу сделать важное замечание. Сегодня тема так называемой «экологии» из научной дисциплины превратилась в инструмент политической и идеологической борьбы, с помощью которого так называемые «развитые» страны пытаются получить преимущество и замедлить развитие так называемых «развивающихся» стран. Прикрываясь темой «экологии» и пресловутого «глобального потепления», правящие элитные группы из «развитых» стран пытаются продвигать и принуждать к использованию более дорогие «чистые» технологии, создавая новые механизмы перераспределения прибыли в пользу себя и контролируемых ими корпораций и государств.

Например, нам усиленно навязывают использование электромобилей вместо автомобилей с двигателями внутреннего сгорания (ДВС), в то время как по реальным эксплуатационным характеристикам, несмотря на весь прогресс технологий, электромобили всё ещё существенно уступают традиционным автомобилям с ДВС, и в первую очередь по дальности хода с одной заправки (зарядки), а также скорости этой заправки (зарядки). При этом так называемая «экологическая чистота» электромобилей на практике весьма спорный тезис, поскольку сторонники продвижения электротранспорта обычно рассматривают только вред от эксплуатации автомобиля в конечной точке, то есть в том городе, где эти электромобили будут использоваться, но не берут во внимание весь остальной сопутствующий вред, который наносится окружающей среде как в процессе производства электромобилей, так и в процессе генерации электроэнергии, которая необходима для эксплуатации электромобилей.

Почему «эксперты», обосновывающие необходимость скорейшего перехода на использование электромобилей, не учитывают сопутствующий вред биосфере от производства и эксплуатации электромобилей, объясняется просто. В конце 20-го века в мире сложилась новая модель разделения труда между так называемыми «развитыми» и «развивающимися» странами, в которой все «грязные» производства, где образуется большое количество различных отходов, либо в процессе производства используются токсичные вещества, были перенесены в «развивающиеся» страны. Одновременно с перемещением данных производств в эти же страны был перемещён и вред окружающей среде, который неизбежно наносится данными производствами.

Туда же были перенесены все этапы производства, которые требуют перемещение большого количества вещества, такие как металлургия, добыча и обогащение руд, производство различных химических соединений и синтетических материалов. А значит, вместе с этими производствами в развивающиеся страны был перемещён и вред окружающей среде, который неизбежно наносится в процессе транспортировки большого количества сырья для данных производств.

Другими словами, агитируя за переход на использование электротранспорта, «эксперты» из «развитых» стран не учитывают, например, вред окружающей среде от массового производства аккумуляторов, поскольку этот вред останется там, где данные аккумуляторы будут производится (в основном страны юго-восточной Азии), а также там, где будет добываться и перерабатываться сырьё для производства этих аккумуляторов (страны Латинской Америки).

В конце ноября 2020 года в газете Daily Mail опубликована статья о том, что реальный «углеродный след», то есть, количество углекислого газа, выделенного в атмосферу, при производстве электромобиля оказывается на 63% больше, чем при производстве традиционного автомобиля с ДВС. Перевод данной статьи на русский язык.

В отчете говорится, что при производстве полностью электрического Polestar 2 (бренд Polestar принадлежит Volvo) выделяется 24 тонны углекислого газа, по сравнению с 14 тоннами для бензинового Volvo XC40. Также в исследовании, проведенном по заказу Honda, Aston Martin, Bosch и McLaren, упоминается, что владельцу придется проехать 48 700 миль (78 300 км) на Polestar 2, прежде чем его углеродный след станет меньше, чем Volvo XC40. Аналогичные результаты показало сравнение Volkswagen e-Golf с дизельным Golf.

Очевидно, что производство кузова и шасси обоих вариантов автомобилей происходит по одним и тем же технологиям. Следовательно, разница в объёмах выбросов формируется исключительно при производстве силовой установки автомобиля, включающей мощный электродвигатель и аккумуляторы большой ёмкости. При этом 80% выбросов при производстве силовой установки приходится именно на производство аккумуляторов. И все эти выбросы идут в баланс той страны, где расположено производство аккумуляторов, а не тех государств, где в последствии будут эксплуатироваться данные аккумуляторы и электромобили.

При этом в данных исследования рассматривался только вопрос выброса в атмосферу углекислого газа, но не учитывался остальной вред окружающей среде, который возникает в процессе производства аккумуляторов, в ходе которого образуется большое количество химических высокотоксичных отходов.

Тоже самое касается и вопроса производства электроэнергии, которая необходима для эксплуатации электромобилей. По мнению Илона Маска, главы компании Tesla, являющейся одним из мировых лидеров в производстве электромобилей, в случае перевода всех автомобилей в мире на электропривод, потребление электроэнергии в мире удвоится.

При этом необходимо понимать, что придётся не только нарастить объёмы генерации электроэнергии, но и серьёзно реконструировать сети распределения этой электроэнергии, особенно в конечном звене, обеспечивающим передачу электроэнергии конечному потребителю, где потребуется быстро заряжать все эти электромобили. Отдельная проблема в данном случае состоит в том, что потребление электроэнергии при массовой эксплуатации автомобилей, в особенности частных легковых, является очень неравномерным и имеет явно выраженные пиковые нагрузки в момент одновременной зарядки множества электромобилей в вечернее и ночное время, которые будут существенно превышать среднее потребление электроэнергии домохозяйствами.

Например, сейчас для зарядки автомобилей Tesla выпускаются персональные зарядные устройства мощностью 11 КВт с разъёмом HPWC (США) и 22 КВт с разъёмом Type2 (Европа). При этом для полной зарядки аккумулятора в 100 КВт/час в первом случае вам потребуется 8 часов времени, во втором 4 часа. Если же у вас в семье будет два автомобиля, то вам будет необходимо иметь уже два подобных зарядных устройства. Соответственно, к вашему дому во время зарядки потребуется подвести уже более 22 КВт мощности в первом варианте и более 44 КВт во втором. Причём вам необходимо будет подвести именно большую мощность, поскольку помимо зарядки автомобилей у вас в доме будут и другие потребители электроэнергии.

Теперь посмотрим на нормативы предельной мощности подключения частных домохозяйств. В России, при использовании электроплиты, они составляют от 9 до 11 КВт на дом. Предельная мощность, подключение которой не требует дополнительных согласований и разрешений, ограничена в 15 КВт. Всё, что больше, это уже отдельный достаточно длительный процесс разрешений и согласований, а также стоимости всего этого удовольствия.

По США мне подобных единых нормативов найти не удалось, поскольку каждый штат определяет их самостоятельно. Зато удалось найти информацию о том, что типовое подключение частных домов осуществляется кабелем с номинальным током в 100 ампер, что при напряжении трёхфазного тока в США в 240 вольт даёт предельную мощность порядка 20 КВт. Всё, что больше, уже относится к промышленному потреблению, а значит требует дополнительных согласований, разрешений и затрат на подключение.

На практике это означает, что необходимо будет не только построить такое же количество электростанций, которое у нас уже имеется, а значит произвести для них необходимое электротехническое и прочее оборудование, но и построить ещё большее количество передающих сетей и трансформаторных подстанций, обеспечивающих распределение этой электроэнергии, рассчитанной на высокие пиковые нагрузки при одновременной зарядке всего электротранспорта, которая будет происходить в основном ночью. При этом в большинстве случаев в уже существующих городах и поселениях у нас часто просто не будет физической возможности добавить второй комплект проводов, линий электропередач и трансформаторных подстанций, поскольку свободное пространство в городах весьма ограниченно. Следовательно, нам придётся заменять уже существующие старые кабельное хозяйство и трансформаторные подстанции на новые большей мощности. А старые тем или иным образом утилизировать, что возвращает нас к основной теме, заявленной в начале этой части — проблеме утилизации техногенных отходов и мусора.

У современных электрических проводов и кабелей изоляция изготавливается в основном из пластика, главным преимуществом которого является как раз то, что не боится воды и не гниёт, то есть, является биологически не разлагаемым материалом. Но те же самые свойства, которые дают заметные преимущества при эксплуатации подобных проводов, становятся серьёзной проблемой в тот момент, когда они по каким-то причинам стали больше не нужны, поскольку мы не можем просто взять и выбросить их обратно в природную среду.  Развитие техногенных способов управления материей в конечном итоге привело к тому, что очень значительная часть синтетических материалов оказались несовместимы с первичной биогенной природной средой. Те принципы управления веществом и химические реакции, которые используются внутри живых клеток, физически не могут разрушить молекулы новых синтетических материалов. Не могут потому, что, во-первых, данные материалы не растворимы в воде, а во-вторых, структурам живых клеток просто не хватает энергии для того, чтобы разрушать химические связи у молекул данных материалов.

В результате вещество, попавшее в техносферу и включённое техногенными способами в новые синтетические материалы, выпадает из того непрерывного цикла обращения вещества, который существует внутри биосферы. При этом внутри техносферы свой собственный непрерывный цикл обращения вещества нами до сих пор не выстроен, что в конечном итоге приводит к очень острой проблеме возникновения огромного количества техногенных отходов и мусора. И чем сильнее мы раскручиваем маховик техногенной экономики, тем острее становится проблема утилизации техногенных отходов, поскольку рост техногенной экономики в конечном итоге означает рост способности человечества трансформировать исходную первичную материю в новые формы. Увеличивая мощность техногенной экономики, мы тем самым увеличиваем наши возможности по изъятию материи из природной среды и однократному включению этой материи в техносферу, после чего эта материя просто выбрасывается обратно в окружающую нас среду в виде техногенного мусора.

К сожалению, на данный момент мы можем говорить о том, что современное человечество оказалось не готово к использованию новых технологий и материалов. Доказательством этого являются уже практически повсеместные проблемы с утилизацией мусора, а также так называемые «мусорные острова», самый большой из которых, расположенный в Тихом океане, в августе 2020 года достиг по площади размеров Франции. И главная причина, почему данные острова начали образовываться в океанах, состоит в том, что Биосфера ничего не может сделать с теми синтетическими материалами, из которых в основном и состоит весь этот мусор.

Человечество оказалось неготово к такому развитию событий ещё и потому, что у нас нет и не могло быть ранее накопленного опыта обращения с подобными синтетическими материалами. Массовое применение различных синтетических материалов и пластиков человечеством началось только в 70-х годах прошлого века. А до этого сотни и тысячи лет человечество взаимодействовало в основном с материалами природного биогенного происхождения, которые можно было спокойно выбрасывать в окружающую среду, где они снова включались в биогенный оборот вещества. А то небольшое количество техногенных материалов, типа стекла или керамики, достаточно долго были сравнительно дорогими в производстве, поэтому имели длительный срок использования. В результате в коллективном сознании человечества была выработана и закреплена тысячелетним жизненным опытом предыдущих поколений привычка, что ставшие ненужным вещи и материалы можно просто выбросить обратно в окружающую среду, вернуть назад в Биосферу, после чего эти вещи и материалы будут утилизированы живыми организмами и снова использованы Биосферой, поскольку в своей основе все эти материалы тоже имели биогенное происхождение. Одежда изготавливалась из шерсти животных или натуральных растительных волокон. Предметы домашней утвари изготавливались из дерева. Краски производились из органических или минеральных пигментов природного происхождения. Поскольку все эти вещества и материалы изначально были синтезированы природной средой и лишь потом были изъяты человеком для своих нужд, то когда они становилось больше не нужны человеку, им можно было просто выбросить, то есть, вернуть обратно в природную среду. После чего Биосфера «разбирала» этот мусор используя те же методы, с помощью которых в Биосфере утилизируются трупы умерших животных и растений.

Мы можем даже говорить о том, что подобное поведение большинства людей является инстинктивным, то есть, определяется не разумом, а природными инстинктами, поскольку точно также поступают со ставшим уже не нужным им веществом все живые организмы в Биосфере. Они его просто выбрасывают в том или ином виде обратно в окружающую среду.

Так что нет ничего удивительного, что когда человечество научилось производить новые синтетические материалы и начало изготавливать из них нужные ему вещи, большинство людей перенесло на эти новые материалы и вещи из них изготовленные свои старые привычки и всё также продолжило инстинктивно выбрасывать ставшими ненужными вещи и мусор из синтетических материалов обратно в окружающую их природную среду. При этом о том, что природная среда в принципе ничего не сможет сделать с данными веществами и материалами, подавляющее большинство людей даже не задумывается, поскольку имеет слишком низкий уровень образования и знаний об окружающем их мире, который не позволяет осознать происходящие в этом мире процессы.

Ведь на самом деле механизм образования гигантских мусорных островов в мировом океане достаточно прост и понятен. Все эти пластиковые стаканчики и бутылки, полиэтиленовые пакеты, куски синтетической обёртки, фрагменты одежды из синтетической ткани и т. п., если их просто где-то бросить под ноги, с очень высокой вероятностью будут смыты поверхностным стоком во время первого же дождя в ближайший ручей или реку. А дальше, по ручьям и рекам большая часть этого мусора в конечном итоге попадёт в мировой океан, поскольку большинство видов пластика, во-первых, не растворимы в воде, во-вторых, легче воды, а значит прекрасно в ней плавают, а в третьих, являются биологически не разлагаемыми материалами, а значит будут плавать по водам мирового океана сотни, если не тысячи лет, сбиваясь в гигантские мусорные острова ветрами и океанскими течениями.

Да, какие-то из видов пластика постепенно разлагаются под действием морской воды и солнечного излучения.  Но, во-первых, происходит это слишком медленно, намного медленнее, чем наша сегодняшняя цивилизация генерирует новый подобный мусор. А во-вторых, нужно ещё разобраться, а что из себя представляют продукты подобного разложения пластика? Не являются ли они ещё более вредными для Биосферы веществами, например, в силу своей высокой токсичности, чем исходный биологически нейтральный пластик?

Подводя итог всему вышесказанному, мы все должны осознать, что переход цивилизации на техногенный путь развития так или иначе вынудит человечество отказаться от старых инстинктов и привычек, которые оно выработало за время своего предыдущего развития внутри Биосферы. Одним из главных условий долговременного существования и развития техносферы и Ноосферы, которая опирается именно на техносферу и техногенные методы манипулирования материей, является необходимость формирования непрерывного цикла обращения вещества внутри техносферы, который аналогичен по своим базовым принципам тому циклу обращения вещества, который был сформирован и существует внутри Биосферы. Также это означает, что всё человечество в целом должно выработать новые инстинкты и привычки обращения с техногенными веществами и материалами и научится их правильно утилизировать, то есть, правильно возвращать синтетические отходы и мусор в техногенный цикл обращения вещества. В противном случае время существования подобной техногенной цивилизации, по меркам Вселенной, будет очень и очень коротким.

В следующей части я собираюсь более подробно рассмотреть проблемы формирования техногенного цикла обращения вещества и утилизации различных видов техногенных материалов.


Продолжение

Tags: Биосфера, Вернадский, Земля, Ноосфера, Основы, Техносфера, мусор, синтетические материалы
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 5 comments