Биотопливо, но не этанол

Даже если заменить бензин на этанол, экологическая обстановка вряд ли улучшится.
Фото Сергея Приходько (НГ-фото)

Томас Мальтус (1766–1834) был в ряду типичных английских экономистов, про рассуждения которых о «натуральном продукте» писал в своем «Евгении Онегине» Пушкин. Оба, без сомнения, читали книгу Адама Смита «О природе и причинах богатства наций», увидевшую свет в 1776 году. На что несогласный с патриархом экономической науки Мальтус через 22 года ответил своими «Эссе о принципе популяции», то есть народонаселения. Книга подверглась и до сих пор продолжает подвергаться жесточайшей критике, а ее автора числят в отцах-основателях презренного «мальтузианства».

Мальтус хотя и был в ряду, но слишком уж из него выделялся тем, что впервые в истории экономической науки попытался ввести в нее биологическую составляющую. Его по праву можно было бы считать зачинателем популяционной генетики, поскольку он первым включил в ход размышлений тот биологический компонент, который создает продукт натуральный, а именно – человека.

Основной тезис Мальтуса заключался в том, что принцип успешных популяций всегда один и тот же, а именно – их умножение. Более чем через век после него популяционные генетики пришли к тому же выводу: основное свойство биологических систем – расти. С этим полностью согласны те же онкологи, пытающиеся хоть как-то в силу ограниченности своего арсенала сдержать рост опухолей.

Американцы, пришедшие после окончания войны в Азию, были поражены ужасными картинами практически всеобщего голода, поэтому довольно быстро с помощью мягкой радиации создали новые высокоурожайные сорта риса и пшеницы, совершив знаменитую «зеленую революцию». Следствием «окормления» голодных и страждущих стал бурный рост народонаселения с полутора миллиардами китайцев и миллиардом индийцев.

В очередной раз подтверждена правота Мальтуса о неуклонном росте населения и популяционных генетиков, утверждающих, что успешные популяции при наличии достаточного количества биоресурсов только увеличивают свою численность. При этом в силу биоразнообразия в популяции всегда есть более прожорливые, которые практически ничего не оставляют тем, кто оказывается на периферии.

Это вовсе не означает, что периферия обязательно гибнет. Известно, что при калорической рестрикции, то есть нехватке калорий питания, в геноме включаются программы выживания, продлевающие жизнь «голодных» – по крайней мере в лабораторных условиях – на целую треть по сравнению с питающимися «полноценно». Таким образом, в биологии генома заложены стратегии выживания и при кажущемся недостатке пищи. В биологии все вообще гораздо сложнее, чем кажется экономистам, но в то же время и жизненнее.

Биологические ресурсы учитываются сегодня специалистами, анализирующими причины и истоки нынешнего продовольственного кризиса. Прежде всего указывается на то же самое, что беспокоило и древних римлян, а именно – оскудение заморских житниц – страшная засуха, обрушившаяся на Австралию. Она может быть следствием естественного цикла – не так давно засуха поразила США, а затем и Европу, – а может быть и показателем глобального изменения климата.

Далее, говоря об «агфляции», то есть инфляции, вызываемой резким повышением цен на агропродукцию, как-то забывают сказать, что ее производство чрезвычайно затратно. Одна калория питательной ценности того же говяжьего мяса требует 700 калорий энергии на ее синтез в живой клетке. Но мало произвести сельскохозяйственную продукцию, ее еще ведь надо и доставить потребителю в упакованном виде, что также требует много энергии, добываемой из все дорожающей и дорожающей нефти.

А вот Пол Кругман, автор статьи «Зерновые сошли с ума», видит главный ущерб в решении перехода на биотопливо в виде этанола. Правительственные субсидии привели к отказу от выращивания зерновых и переходу к производству кукурузы. При этом не было учтено вполне разумное мнение неангажированных биологов и тех же физхимиков, указывавших на то, что производство спирта требует больше энергии, чем он сам может дать при своем сгорании, поэтому нагревание атмосферы только увеличится.

Хорошо, говорили противники ученых, а вон в Бразилии этанол производят не из кукурузы, а из сахарного тростника. Но расширение площадей под выращивание тростника привело к дефорестации, то есть сведению лесов, что еще больше усугубило ситуацию с глобальным потеплением.

Вполне возможно, что решение назревших сложных проблем уже предложено в тиши лабораторий. Речь идет о нетрадиционной «добыче» бутана, вернее, его спирта – бутанола. Бутанол вызывает меньшую коррозию металла, имеет большую энергетическую «плотность» и не требует модификации двигателей внутреннего сгорания, а также более удобен в хранении и транспортировке, поэтому легче интегрируется в существующую инфраструктуру. Для нас немаловажно также и то, что бутанол нельзя пить.

Ученые Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе при содействии Министерства энергетики разработали метод получения алкоголей с разветвленными углеродными цепями, которые могут использоваться в качестве биогорючего. Свой метод они назвали «метаболическим инжинирингом» кишечной палочки Е.соli. Клетки этой бактерии успешно производят изо-, метил- и фенил-бутанолы из глюкозы, добываемой при расщеплении растительной клетчатки (процесс старый, давно опробованный и отлаженный).

Статья с детальным описанием выявленного биосинтетического пути была опубликована в журнале Nature, а параллельно ей и Science опубликовал очередные две критические статьи по поводу производства биоэтанола. В первой подвергается сомнению главный тезис сторонников «биоэнергетики», которые кричат о том, что сжигание этанола снизит количество выбрасываемого в атмосферу парникового углекислого газа. Расчеты, проведенные в университете штата Миннесоты, показывают, что при переходе на этанол количество выбрасываемой двуокиси углерода увеличится от 17 до 420 (!) раз.

Во второй статье ученые из Принстонского университета подсчитали, что в перспективе за 30 лет сжигания этанола выброс углекислого газа не уменьшится на 20%, как обещают, а увеличится в два раза (как говорится, «почувствуйте разницу»). Переход фермеров США на выращивание «этаноловых» культур приведет к увеличению эмиссии парниковых газов в результате кардинального изменения модели землепользования.

Не хочется быть Кассандрой, однако приходится с прискорбием признавать, что мы, к сожалению, стали свидетелями интуитивной правоты всеми забытого и «забитого» экономиста из старой доброй Англии, который все это предрекал два века тому назад. Технологическое превосходство некоторых стран постиндустриального мира вселило в нас ложную уверенность в том, что всем и всегда этот высокий уровень будет доступен. Но «продвинутые пользователи» забыли о биологической природе человека, основные инстинкты которого диктуют подчинение законам живой природы.

Если в конце ХVIII века Мальтус пугал соотечественников и всю Европу надвигающейся демографической катастрофой и видел возможности ее предупреждения на пути войн и голода, то сегодня война как фактор демографического регулирования вроде бы исключена из повестки дня. Но тем не менее биологический фактор нехватки пищевых ресурсов вновь после некоторой передышки заявляет о себе в полный голос. Мы можем громко ругаться на Мальтуса и говорить, что он был не прав. Однако даже если мы забудем о нем, воздействие факторов биологии на человеческую популяцию отменить никто не в силах.