Хватит ли энергетических ресурсов для достижения этих пределов? В настоящее время основным источником вырабатываемой энергии является химическое топливо: уголь, нефть, газ. По данным экспертов «Римского клуба»[284] запасы нефти и газа (с учетом пока еще не разведанных месторождений) истощатся к 2020 г., а запасов угля хватит на весь XXI век. Согласно В. С. Троицкому[285], с учетом вероятных запасов топлива, энергопроизводство может расти с современным темпом вплоть до первого теплового предела; если затем оно будет стабилизировано на этом уровне, то запасов топлива всех видов (включая уран для атомных электростанций) хватит еще на 130 лет. Это время можно значительно продлить, если к моменту истощения ресурсов будет освоена термоядерная энергия. При постоянном производстве энергии на уровне теплового предела запасов водорода в Мировом океане (термоядерного горючего) хватит на сотни миллионов лет.
Другим практически неисчерпаемым источником является солнечная энергия. Очевидно, что использование этой энергии не приводит к нарушению теплового баланса, так как часть радиации, изымаемой энергетическими установками из солнечного потока, после переработки вновь превращается в тепло. При этом предполагается, что энергетические установки располагаются только на поверхности Земли. (Если расположить их в межпланетном пространстве, а затем транспортировать энергию на Землю по каналам СВЧ или другим способом, то это создаст дополнительный поток энергии на Землю и вновь приведет к эффекту перегрева.) Размещение солнечных энергетических установок на Земле, хотя и не нарушает баланса, тем не менее, тоже приводит к ограничениям в производстве энергии. Если покрыть такими установками 1% площади Земли, то при преобразовании солнечной энергии в электрическую с КПД 10% общее количество вырабатываемой энергии составит 10-3 Е0 , т. е. будет на уровне первого теплового предела Е1 = 1011 кВт. При покрытии 10% площади Земли производство энергии будет на уровне второго теплового предела Е2 = 1212 кВ т. Дальнейшее наращивание энергетических установок исключает из нормального использования слишком большой процент площади Земли. Кроме того, это может привести к перераспределению энергии на планете и вызовет нежелательные изменения климата. Таким образом, при использовании солнечной энергии мы, фактически, сталкиваемся с теми же пределами.
Подчеркнем еще раз, что ограничение производства энергии не связано с недостачей энергетических ресурсов, а вытекает из необходимости сохранить глобальное равновесие природных процессов на Земле. В этом коренное отличие проблемы перегрева от проблемы истощения недр Земли. Хотя обе они приводят к необходимости ограничить безудержный рост производства на земном шаре. Рассмотрим теперь рост народонаселения на Земле.
5.2.3. Рост народонаселения.
Довольно очевидно, что абсолютный прирост населения должен быть пропорционален численности населения. Если взять какой-то однородный в демографическом отношении регион, то из двух пунктов этого региона прирост будет выше там, где больше численность населения. Точно так же, чем больше численность населения в некоторый момент времени t, тем больше и прирост населения в этот момент. Статистика показывает, что абсолютный прирост dN за небольшое время dt равен
dN = α N dt. (5.6)
Внешне это выражение напоминает экспоненциальный закон (5.2), но надо иметь в виду, что экспонента получается из него только при условии α = const. Относительный прирост населения а зависит от целого ряда факторов: биологических, географических, исторических, социально-экономических. Поскольку эти факторы, во всяком случае некоторые из них, меняются с течением времени, относительный прирост населения, вообще говоря, есть функция времени: α = α(t). Поэтому и закон роста народонаселения может отличаться от экспоненциального.
284
«Римский клуб» — международная неправительственная организация, объединяющая около 100 видных ученых, общественных деятелей, представителей политических и деловых кругов из многих стран мира. Возник в 1968 г. Основная цель — изучение глобальных проблем развития человечества.