Действительно, сколько искусственной энергии надо, чтобы обеспечить человека продуктами питания?
Если вспомнить, что первобытные люди тратили на добывание пищи только собственную мускульную силу, а теперь для той же цели служит мощнейший агропромышленный комплекс, то можно понять мрачноватый полушутливый прогноз одного видного специалиста: «Расходы энергии будут возрастать, как говорится, от нуля и к бесконечности».
Но бесконечность — понятие не слишком определенное, и потому вряд ли кого-нибудь устроит столь некорректное предсказание. Значит, нужен хотя бы условный энергетический расчет, приближающий нас к истине.
О том, что изюм берется не из булок, а сами булки не растут на деревьях, знают даже малые дети. Чтобы виноград стал изюмом, а пшеничное зерно хлебом, они должны пройти целый ряд процессов. Так же и с другими продуктами питания. А в результате их «доработки» на фабриках, комбинатах и заводах энергетическая цена пищи резко возрастает. Иногда чуть ли не вдесятеро, но обычно раз в пять. И если, как считают специалисты, в нашем среднесуточном рационе 7,5 МДж должно приходиться на растительную пищу, то для ее производства требуется уже 37,5 МДж энергии, сравнительно небольшая часть которой (до 20%) расходуется в поле или в защищенном грунте, а остальное идет на заводское «преобразование» сырья.
Еще выше энергетическая цена молока и мяса.
Вспомните Духанинский комплекс: там биоэнергетическая отдача 5,3%, или каждый мегаджоуль животной пищи еще на стадии сельскохозяйственного производства требует около 20 МДж совокупной, в том числе более 5 МДж искусственной энергии. Да еще 5-кратное ее увеличение при переработке на заводах мясной и молочной промышленности. Итого: один к двадцати пяти. Многие любят сгущенное молоко. Так вот знайте: с каждой калорией «сгущенки» мы «съедаем» всех энергетических затрат в 25 раз больше. Примерно так же обстоит дело, скажем, с мясными рулетами и фаршами, предлагаемыми кулинарией.
Диетологи считают, что в день человеку следует потреблять 5,5 МДж с пищей животного происхождения. Умножив это число на энергетический эквивалент 25, получим 137,5 МДж — таков поток энергии, который незримо должен ежедневно поступать к столу каждого из нас вместе с молоком, мясом и прочими животноводческими продуктами. В этом потоке содержится и та энергия, что была затрачена на машины, удобрения, здания, сооружения, оборудование, топливо и материалы, израсходованные как непосредственно в самом сельском хозяйстве, так и в других отраслях агропромышленного комплекса.
Выходит, на производство растительной и животной пищи для нашего завтрака, обеда и ужина расходуется 37,5 + 137,5 = 175 МДж совокупной энергии, почти в 14 раз больше того, что каждый из нас съедает ежедневно. Это 6,0 кг так называемого условного топлива. Ну а в год на человека потребуется в 365 раз больше, то есть 2,2 т условного топлива (почти 64 тысячи МДж). Конечно, эти значения не абсолютно точные, но вполне годятся для расчетов. Да ведь и наш энергетический рацион корректируется в зависимости от конкретных условий. К тому же важное значение имеет соотношение в нем растительных и животных элементов питания. Например, в среднем мы ежедневно потребляем 14,2 МДж (3400 ккал), а не 13 МДж (3160 ккал), то есть больше, чем по принятым международным нормам. Следовательно, нам предстоит в ближайшее время увеличить не суммарную калорийность суточного рациона, а долю энергии, заключенной в животной пище, как это и рекомендуют медики.
Однако не будем нарушать принятого энергетического анализа и остановимся на полученном нормативе 64 тысячи МДж на жителя в год, заранее оговорившись, что в расчет не принимаются лесное и морское хозяйства. Нас в стране скоро будет 284 миллиона, значит, для производства продуктов питания Агропрому в год нужен колоссальный объем антропогенной энергии — 18 триллионов МДж. Но дело того стоит: ведь агропромышленный комплекс создает треть национального дохода. Естественно, при одинаковой удельной энергоемкости всех частей национального дохода энергетическая пропорциональность должна сохраняться.
Как же обеспечить АПК энергией? И тут мы приступаем к второй отправной позиции наших расчетов — положениям Энергетической программы СССР. Центральный тезис ее звучит так: «Реализация Энергетической программы СССР является одним из необходимых условий для ускорения перевода экономики страны на интенсивный путь развития, позволит существенно увеличить энерговооруженность отраслей народного хозяйства, особенно агропромышленного комплекса, и будет содействовать успешному выполнению Продовольственной программы».
Уместно отметить, что за годы Советской власти отечественная энергетика прошла три основных этапа. На первом в энергетическом балансе преобладали древесное топливо, сельскохозяйственные отходы и мускульная энергия рабочего скота. На втором развивалась «минерализация» энергетического баланса за счет преимущественного использования угля. Нынешний — третий — этап характеризуется все возрастающим применением нефти и природного газа. В ближайшей перспективе намечается «атомизация» энергетического баланса благодаря расширенному использованию ядерного горючего. Вместе с тем в оборот все полнее начнут вовлекаться нетрадиционные возобновляемые виды энергии — солнечная, геотермальная, ветра, биогаза, водорода, азотоводородов и др. Кстати, вклад подобных источников оценивается величиной 60—120 миллиардов МДж причем они являются наиболее экологически чистыми.
Для решения топливно-энергетических проблем нашей страны решающее значение имеет реализация Энергетической программы. Она предусматривает, что за счет сокращения удельных норм расхода энергии можно сэкономить во всем народном хозяйстве 15,8—17,0 триллионов МДж и еще 12—14 триллионов МДж в результате нарастающего использования ядерного горючего. Анализ программы позволяет сделать, в частности, следующие выводы. Во-первых, общая экономия топлива в объеме 27,8— 31 триллион МДж вызовет снижение энергоемкости всех отраслей народного хозяйства, включая АПК. Во-вторых, ускоряются темпы электрификации страны, вследствие чего удельный расход электрической энергии на производство национального дохода должен повышаться на 5—6% в ближайшее десятилетие и примерно на 15% за 20 лет, хотя удельный расход всех энергетических ресурсов на те же цели будет снижаться. Значит, АПК обязан настроиться на электричество. В-третьих, развитие нетрадиционных возобновляемых источников энергии касается непосредственно интересов сельскохозяйственной агрозооэнергетики. В самом деле, сельское хозяйство часто называют цехом под открытым небом — без крыши, стен и пола. Здесь сияет Солнце, гудит ветер, под почвой бурлит горячее тело планеты (термальная вода). Разложение органического вещества в природе сопровождается выделением метана (биогаз), под влиянием солнечных лучей из воды выделяется водород, а в результате деятельности микроорганизмов выделяются азотоводороды (например, аммиак).
Резервы тут таятся огромные, и в общем случае формула энергетической стратегии АПК проста: меньше «минерального» баланса, больше электричества и возобновляемой энергии. Ученые доказывают и подкрепляют свое мнение обоснованными расчетами, что при определенных условиях Агропром страны может самоэнергообеспечиваться на основе гармонического сочетания энергетики АПК с энергетикой природных процессов. Давайте же, хотя бы на отдельных примерах, порассуждаем, как это можно сделать.