8 (499) 745-07-07

С миру по капле

Мир развивается очень динамично. Не всегда можно даже предположить, как буквально завтра станут выглядеть кажущиеся привычными явления и вещи. Но рискнуть, пожалуй, все же стоит. Поговорим об источнике жизни на Земле — о воде. Что же станет с ней в будущем?

Воды станет меньше?

Согласно данным, которые приводит Всемирный водный совет, на Земле 97,5 % воды является соленой и лишь 2,5 % — пресной. Причем 68,9 % пресной — постоянный снежный покров и ледники, 29,9 % — подземные запасы. Лишь 0,3 % приходится на возобновляемые источники (озера и реки), а 0,9 % — на другие (сюда относят воду в поверхностном слое почвы, осадки, болота и так далее). В основном люди пользуются озерной и речной водой, в несколько меньшей степени — подземными запасами. Распределение пресной воды по странам и регионам является неравномерным и совершенно не соответствующим плотности населения. К примеру, в Азии, где проживает около 60 % населения Земли, находится только порядка одной трети запасов пресной воды. А, скажем, в Южной Америке на 5 % населения планеты приходится 26 % мировых запасов воды. Прогнозы ООН свидетельствуют о том, что уже к середине XXI века на Земле будет проживать не менее 9,1–9,3 млрд человек. Ожидается, что в будущем произойдет массовая миграция сельских жителей, поэтому население городов к 2050-му практически удвоится, достигнув показателя 6,3 млрд человек. Это означает существенное возрастание спроса на воду, причем и на питьевую, и на пригодную только для канализации и санитарных нужд. Оценки ООН выглядят не очень оптимистично: эксперты уверены, что уже к 2030-му порядка 50 % населения Земли станут проживать в районах, в которых будет наблюдаться острый дефицит пресной воды. Более того, к этому времени примерно для одного миллиарда жителей планеты канализация и чистая вода, пригодная для питья, в принципе будут недоступными.

Специалисты из United Nation Population Fund высказывают предположение о том, что буквально к 2025-му заметно увеличившееся население Земли станет использовать примерно 70 % от всех возобновляемых запасов воды. Если же мировые потребности в ней будут удовлетворяться на уровне развитых стран, то показатель приблизится к 90 %. Некоторые эксперты прогнозируют рост показателя до 100 % уже к 2035–2045-му.

Кому нужна пресная вода?

Общеизвестно, что основной потребитель пресной воды — сельское хозяйство: здесь используется порядка 44 % всей воды в странах с развитой промышленностью и не менее 90 % — в государствах слаборазвитых. Джелле Брюинсма, консультант FAO (Продовольственной и сельскохозяйственной организации), предсказывает, что к 2035-му в мире произойдет 50%-ный рост потребностей в продовольствии, а к году 2050-му — 70%-ный. При этом, как ожидается, население совершит глобальный переход со злаковой диеты на мясную и молочную. А ведь, согласно подсчетам исследователей из голландского университета Твенте, для того, чтобы произвести всего 1 кг картофеля, понадобятся всего 100 л воды, 1 кг пшеницы — 1000 л. Самое удивительное, что для килограмма говядины и свинины нужны уже, соответственно, 6 тыс. и 15 тыс. л. Животных не вырастить без корма, а его без воды никак не получить.

Немалую дополнительную нагрузку создает и заметный рост в транспортной сфере доли биотоплива: для выращивания культур, которые применяют в его производстве, нужно много воды. Итог удивительный: всего на литр топлива нужно от 5000 до 15 000 литров воды. Необходима она и источникам электроэнергии — для обеспечения всех технологических процессов. Согласно прогнозам, сделанным экспертами, глобальное потребление энергии к 2035-му возрастет на 50 %, а к 2050-му — уже на 60 %.

Ситуация непростая в том числе и потому, что качество воды неизменно ухудшается. На сегодняшний день уже не менее 80 % мировых сточных вод не поступает в коллекторы либо же не проходит никакую очистку. Эксперты из Организации Объединенных Наций убеждены, что низкое качество воды даже наносит экономический ущерб странам Северной Африки и Ближнего Востока, причем он выражается ощутимой величиной от 0,5 до 2,5 % ВВП. Нельзя не сказать и о том, что, как считает Пан Ги Мун (генсек ООН), нехватка пресной воды — это потенциальный источник конфликтов и даже войн.

Пришло время опреснять?

Те государства, в которых проблема нехватки пресной воды стоит остро, пытаются найти пути решения, и основным считается опреснение морской. Специалисты предполагают, что буквально к 2020-му придется увеличить втрое объемы опреснения воды, чтобы удовлетворять растущие мировые потребности в ней.

Плохо то, что у опреснения есть минимум два минуса. Во-первых, в том виде, в котором оно существует сейчас, постоянно нужны огромные энергозатраты. Во-вторых, до сих пор не изучено влияние утилизации концентрированных солевых растворов (это отходы нового производства) на окружающую среду.

Однако в Израиле, например, уже приступили к реализации достаточно амбициозного проекта опреснения. Согласно ему, уже к 2015-му государство станет обеспечивать более 20 % собственных потребностей в воде, пригодной для питья, опресняя морскую. Более того, к 2040-2050-му этот показатель по планам достигнет 41 %.

Сейчас в 120 странах работают порядка 15 тысяч опреснительных установок, а еще 160 проектируются и возводятся. В середине 2012-го их суммарная плановая мощность составляла около 77 млн м³ в сутки, а к началу 2017-го, как планируется, показатель увеличится до 129,9 млн.

Обе наиболее мощные установки функционируют по методу многоступенчатого опреснения. Они находятся в Саудовской Аравии, и ежесуточно каждая обрабатывает порядка 1 000 000 м³ воды. А в Израиле уже в 2013-м заработает мощнейший опреснитель, функционирующий по схеме обратного осмоса. Планируется, что эта установка будет обрабатывать в сутки 500000 м³ воды.

В Йельском университете были проведены исследования, руководил которыми Менахем Элимелех. Результаты неутешительные: метод обратного осмоса, к сожалению, почти бесперспективен. Основная проблема в том, что он является крайне дорогостоящим, а эффективность обессоливания можно повысить лишь дополнительной обработкой воды до либо же после главного процесса.

В корне иной подход продемонстрировали исследователи из Массачусетского технологического института и из Кореи. Они, в частности, создали миниатюрные опреснительные установки, которые рассчитаны на снабжение пригодной для питья водой нескольких человек. Размер каждого силиконового фильтра крайне мал — с половину предметного стеклышка для обычного школьного микроскопа. Всего этих фильтров 1600, и они собраны вместе. Такая установка справляется за час с очисткой 15 л воды, причем как от морской соли, так и от бактерий и вредных веществ. Интересно то, что работает устройство без подключения к внешним источникам энергии: ему достаточно силы тяжести. Наливаете в установку соленую воду, а вытекает оттуда пресная.

Копнем глубже?

А вот в Ливии проблему дефицита воды пытаются решить иначе — задействовав ископаемые ресурсы. В середине XX века на юге страны во время нефтеразведки обнаружили колоссальные подземные запасы пресной воды, а уже к концу 1960-х начали продумывать проект «Великая рукотворная река». Стартовал он, согласно официальным данным, в 1984-м, а к работам на местности приступили в 1991-м. На сегодняшний день закончены две фазы проекта из пяти: все мероприятия остановлены из-за войны 2011-го. Из Нубийского водоносного слоя воду на поверхность поднимают с помощью системы, состоящей из 1300 колодцев, большая часть которых глубже 500 м. Затем вода перемещается по также расположенной под землей трубопроводной сети, имеющей протяженность 2820 км.

Эта вода уходит на снабжение самых крупных городов Ливии, ежесуточно расходующих примерно 6,5 млн кубометров. Этот ирригационный проект является крупнейшим в мире, и стоимость его, согласно планам, должна была превысить отметку в 25 млрд долларов. А вот цена воды при этом составляет всего 35 центов за 1 м³, и, безусловно, любой другой вариант борьбы с дефицитом водных ресурсов обошелся бы стране намного дороже.

А в Иордании уже в 2013-м планируется завершить проект по добыче воды из расположенного на границе с Саудовской Аравией водоносного слоя Диси и ее последующей транспортировке в столицу, город Амман. Проект оценен в 1,1 млрд долларов.

Еще в 2009-м было проведено независимое исследование, которое показало: эта ископаемая вода очень радиоактивна (зафиксированный показатель в 20 раз выше предельно допустимого уровня). Однако власти страны дали обещание разбавлять ее водой, которую будут забирать из других источников, что, как утверждается, полностью решит проблему. Между тем, в Саудовской Аравии вода из этого водоносного слоя уже давно используется и для питья, и для ирригации.

Без воды — никак?

В 2011-м в The Economist были опубликованы слова Виллема Бюйтера, занимающего должность главного экономиста Citigroup, о том, что со временем вода станет единственным сырьевым активом (затмит медь, драгоценные металлы, нефть, сельхозпродукцию). Специалист убежден, что через два-три десятилетия сформируется всемирный биржевой рынок воды. На нем, полагает Бюйтер, будут и финансовые инструменты: опционы, фьючерсы и так далее. А Ури Шамир, почетный профессор Техниона, считает, что Виллем излишне драматизирует и что вода не станет самым важным из активов.

Солидарен с израильским специалистом и Виктор Данилов-Данильян, занимающий пост директора Института водных проблем РАН. Эксперт считает, что речь может идти лишь о локальных и региональных рынках воды, а вот глобального как не было, так и не будет. И главная причина тому — высокая стоимость транспортировки на огромные расстояния. Любой способ обойдется дорого: перемещение по трубопроводам, перевозка в «пакетах-медузах» и трюмах кораблей, буксировка айсбергов.

Гораздо дешевле, считает Ури Шамир, обходится применение альтернативных методов. Так, воду следует экономить, сокращая потери и увеличивая эффективность в сельском хозяйстве, на производстве, в быту. Разумной представляется очистка сточных вод и последующее их использование для орошения. Правильным решением будет активное применение грунтовых вод и опреснение, причем в пределах сотни километров от океана либо моря.

Лидером по валовым ресурсам пресной воды является Бразилия. Хэнк Пеллисье, занимающий пост исполнительного директора IEET (Института этики и перспективных технологий) уверен, что это государство году к 2040-му станет богатейшим в мире, в том числе и за счет того, что сельхозсектор будет расти невероятно быстро.

Второе место по запасам пресной воды принадлежит России. К слову, ей для того, чтобы удовлетворять внутренние потребности, хватит и 2 % всей воды, имеющейся в распоряжении. Но перспектив, «как у Бразилии», в сельском хозяйстве у РФ нет, уверен Виктор Данилов-Данильян. А причина тому — национальные особенности (экономические, климатические, социальные). Ученый считает, что крайне важно развивать одновременно все те отрасли, которым не обойтись без огромных затрат воды и которые всем другим сырьем обеспечены. Разумеется, это сырье должно быть российским.

Такими отраслями эксперт называет как сельское хозяйство, так и металлургию, электроэнергетику, химию полимеров, нефтеоргсинтез, целлюлозно-бумажную промышленность. Не следует выбирать одну только сферу и полностью концентрироваться на ней. Оптимизация не должна быть примитивной. Что делать стране, если цены на продукцию этой самой отрасли резко упадут?

Потенциальными конкурентами РФ на глобальном рынке воды можно считать не только Бразилию, но и Австралию с Канадой. Эти страны тоже располагают немалыми запасами.

Основные потребители воды — Индия, Китай и Штаты. К этим государствам следует добавить и нефтяные страны с Ближнего Востока — те, которые попросту не способны обеспечить себя произведенными на своей же территории продуктами питания, не нанося ущерб водообеспечению. В частности, еще в 2008-м Саудовская Аравия объявила о том, что будет постепенно отказываться от выращивания пшеницы, а к 2016-му полностью перейдет на импорт.

В России, если верить Водной стратегии РФ до 2020-го, развивать водоемкие производства станут в основном на Дальнем Востоке и в Сибири — там, где запасы воды максимальны. Кстати, оттуда и до двух крупнейших потребителей воды совсем недалеко.