Какова цена мира?
Новое исследование пришло к выводу, что использование частиц серы в атмосфере для замедления изменения климата не только технически осуществимо, но и совсем недорого. Но с политической точки зрения вопрос так же сложен, как и сокращение выбросов. Существует угроза национальных соло-усилий.
Изменение климата может стоить человечеству до 20 процентов мирового экономического производства, заявил бывший глава Всемирного банка Николас Стерн в своем широко известном докладе в 2006 году, если не принять решительных мер. С другой стороны, для ограничения выбросов парниковых газов до допустимого уровня необходимо ежегодно использовать только один процент экономического производства.
Остальное уже история. Этот один процент также оказался слишком большим для международного консенсуса и, прежде всего, для возможности совместных действий: концентрации парниковых газов в атмосфере продолжают неуклонно расти. Однако углекислый газ и др. - лишь один из двух параметров, определяющих широкую линию глобального климата, - второй - излучаемая солнечная энергия.
Ввиду неизбежного ущерба, причиняемого глобальным потеплением, и высоких затрат на его предотвращение, растет искушение закрутить этот второй винт климат-контроля: регулирование солнечной радиации все чаще кажется единственным финансово жизнеспособным вариантом противодействия давление на изменения путем вмешательства в баланс углекислого газа. Искусственные системы призваны отражать часть падающего на Землю солнечного света и таким образом охлаждать планету.
Второй установочный винт климата
Это уже происходит естественным образом. Например, извержение вулкана Пинатубо в 1991 году выбросило в стратосферу частицы пепла, отразив достаточно солнечного света, чтобы охладить мир на полградуса в следующем году. Человек уже меняет отражение земли, сжигая сернистый уголь. Это создает сульфатсодержащие аэрозоли, которые отражают и рассеивают солнечный свет. Десульфуризация дымовых газов уменьшила количество этих частиц - факт, который определенно усилил глобальное потепление с 1990-х годов.
По крайней мере, с тех пор, как лауреат Нобелевской премии Пол Крутцен в 2006 году предложил бороться с глобальным потеплением с помощью искусственно применяемых соединений серы в стратосфере, аэрозольный процесс стал самой известной стратегией увеличения альбедо Земли - и в то же время время, по мнению многих специалистов, один из самых дешевых геоинженерных -вариантов. Но насколько дешево именно зависит от многих различных факторов. В прошлом общая стоимость оценивалась от 250 миллионов долларов до примерно 50 миллиардов долларов.
В июле 2011 года группа под руководством Джастина Макклеллана из Aurora Flight Science Corporation представила исследование, проведенное по заказу Университета Калгари, в котором исследователи рассчитали стоимость различных методов на основе эмпирических значений, вплоть до пять миллионов тонн для развертывания аэрозолей серы на высотах от 18 до примерно 30 километров [1].
Между реалистичным и футуристическим
Исследователи пришли к выводу, что рассеивание аэрозолей с помощью недавно разработанных специальных самолетов будет стоить всего от 0,6 до 2,6 миллиардов долларов за миллион тонн, включая затраты на разработку и строительство всего флота. Чтобы компенсировать глобальное потепление к концу века, солнечную радиацию пришлось бы уменьшить на 2,3 ватта на квадратный метр - согласно текущим климатическим моделям для этого потребовалось бы около четырех миллионов тонн аэрозолей в год, выбрасываемых в атмосферу. воздуха, в зависимости от высоты над земной поверхностью, будет стоить от двух с половиной до десяти миллиардов долларов.
Все остальные варианты, изученные Макклелланом и его коллегами, показали худшие результаты. Дороже всего было бы использовать боевые пушки или ракеты, чтобы поднять серу на нужные высоты. В то время как оружие было бы легко доступным, проверенным и испытанным и не слишком дорогим, огромный объем боеприпасов делает этот метод неэкономичным: только десятая часть массы каждого снаряда будет составлять аэрозоли. С пушками, доступными сегодня, этот процесс будет стоить около 140 миллиардов долларов за миллион тонн в год, и даже 400 миллиардов долларов с боевыми ракетами - последние будут почти такими же дорогими, как само изменение климата.
Существующие самолеты, с другой стороны, не должны быть разработаны в первую очередь, но и не предназначены для работы на необходимой высоте, поэтому их пришлось бы переделывать с большими затратами - что резко увеличивает затраты с каждым дополнительный километр высоты полета. Кроме того, переоборудованные грузопассажирские самолеты, вероятно, не могли быть полностью загружены. Современные сверхзвуковые бомбардировщики должны иметь как грузоподъемность, так и высоту для таких операций, но они непомерно дороги в эксплуатации и, как подозревают исследователи, их трудно достать. В целом исследователи рассчитали диапазон цен от трех до девяти миллиардов долларов за миллион тонн, что примерно в пять раз больше, чем у специально разработанной системы.
В дополнение к этой концепции, основанной на современных технологиях, Макклеллан и его коллеги исследовали два других метода, которые еще не существуют, но кажутся технически достижимыми. С одной стороны, они предлагают гибридные дирижабли, которые с их огромной полезной нагрузкой и большой продолжительностью полета представляли бы собой привлекательное решение, если бы они не были так уязвимы для сильных ветров стратосферы. По подсчетам исследователей, современные цеппелины будут стоить от одного до двух миллиардов долларов за миллион тонн серы - примерно столько же, сколько недавно разработанные самолеты. Однако никто не знает, работают ли и как дирижабли на таких больших высотах.
Последней возможностью были бы гигантские шланги, с помощью которых газы или жидкости доставляются прямо на желаемую высоту. Исследователи отмечают, что, хотя 20-километровая вертикальная труба теоретически осуществима, технические и материальные требования находятся на пределе того, что доступно в настоящее время. Если концепция окажется жизнеспособной, по оценкам авторов, она будет составлять от 4 до 10 миллиардов долларов в год за миллион тонн. Однако авторы оставляют открытым вопрос о том, почему проблема стратосферных ветров на высотах не применима к плавучим платформам, которые должны удерживать такую трубу в вертикальном положении.
Великое искушение
Сообщение Макклеллан и его коллеги - палка о двух концах. По сравнению с издержками, связанными с изменением климата, прогнозируемые расходы на управление радиацией ничтожны, а необходимые методы доступны уже сегодня. На самом деле, некоторые из этих концепций вполне осуществимы и доступны даже с учетом затрат на разработку потенциальных систем доставки.
С другой стороны, с политической стороны проблемы только начинаются. Как и в случае с самим изменением климата, процессы охлаждения порождают победителей и проигравших, и вопрос о том, как сбалансировать выгоды и риски, в геоинженерии обсуждается так же усердно, как и неудачная попытка сокращения выбросов. Мало того, учитывая более низкую стоимость, существует вполне реальный риск того, что одна страна или коалиция желающих решит осуществить такой проект самостоятельно, не дожидаясь глобального консенсуса. Технические и финансовые средства для этого доступны целому ряду государств и даже негосударственных акторов.
Большинство ученых считают эти процедуры не более чем временной чрезвычайной мерой. Аэрозольные облака никоим образом не освободят человечество от задачи контроля баланса углекислого газа в долгосрочной перспективе.
Многие исследователи климата согласны с тем, что средняя глобальная температура не должна повышаться более чем на два градуса, чтобы избежать действительно драматических последствий. Согласно текущему уровню знаний, концентрация углекислого газа должна быть ограничена на уровне 380 ppm (частей на миллион). Для этого нам не нужно было бы больше выбрасывать углекислый газ, а это реально недостижимо. Однако геоинженерия может остановить резкое изменение климата за короткий период времени и дать миру время для окончательного решения реальной проблемы парниковых газов.
Благодаря последовательному управлению радиацией неконтролируемое повышение температуры может быть ограничено в течение короткого периода времени, независимо от парниковых газов. Затем они разработают методы CCS и, возможно, углеродно-нейтральный источник питания, решая настоящую проблему, стоящую за аэрозольным экраном на десятилетия.
Однако многие ученые скептически относятся к геоинженерии по фундаментальным причинам. Искусственное охлаждение конкурирует с сокращением выбросов парниковых газов. У политики и экономики может возникнуть соблазн пропагандировать геоинженерию как решение, позволяющее не трогать выбросы. Но даже немногочисленные сторонники геоинженерии считают этот путь крайне рискованным - во-первых, аэрозоли никак не влияют на закисление мирового океана из-за дополнительного выброса углекислого газа и других проблем, не связанных напрямую с энергетическим балансом. Однако прежде всего мир должен быть постоянно искусственно охлажден, возможно, навсегда. И если в какой-то момент человечество больше не сможет или не захочет поддерживать систему, климат все равно приспособится к высоким концентрациям парниковых газов - возможно, в течение нескольких лет..