Инфраструктурная деятельность

Основные направления деятельности

Книжная полка

Создание современного мира. Материалы и дематериализация
Вацлав Смил, Почетный профессор, Университет Манитобы, Канада

Перед вами книга выдающегося экономиста и философа Вацлава Смила, который входит в число ста самых влиятельных мировых мыслителей по версии журнала Foreign Policy.

Она — о дематериализации. Нет, речь не о паранормальных и не о потусторонних явлениях. Речь о теме, которая, как ни странно, совершенно выпала и из общественных, и из профессиональных дискуссий в нашей стране. Бурные обсуждения блок-чейн, машинного обучения, больших данных, нейросетей, искусственного интеллекта и других, безусловно, важных технологических прорывов в мире информационно-телекоммуникационных технологий как-то заслонили от нас тот простой факт, что материальный мир, созданная человеком техносфера никуда не исчезли и не исчезнут. Более того, ее масштабы, темпы роста, уровень влияния не только на жизнь современного человека, но и на всю нашу планету таковы, что не видеть и не изучать это было бы предельно легкомысленно. По понятным причинам наука давно и глубоко анализирует только один из аспектов этой темы, связанный с добычей и переработкой углеводородов, появилась даже научная дисциплина «Энергетический анализ». Но ведь современная техносфера состоит из материалов, которые когда-то были частью природы и извлечены из неё человеком. До сих пор здесь не работает даже классический экономико-математический аппарат, на основе которого строится межотраслевой баланс. Каковы масштабы глобального процесса добычи и переработки материалов, как он изменился за время активного воздействия человека, чего здесь ждать в будущем — всем этим серьезная наука начала заниматься лишь в последней четверти ХХ века. Эта книга, как мне кажется, одно из наиболее профессиональных исследований в этой сфере.

Вацлав Смил подходит к анализу материальных потоков, созданных человеком, системно и целостно. От биоматериалов, полученных непосредственно из органической природы, до материалов микроэлектроники, от каменных орудий неолита до современного графена. Анализирует весь жизненный цикл — производство, использование, утилизацию и переработку. Читая его, задумываешься над тем, что понимание основных потоков материалов в созданной человеком техносфере сопоставимо по значимости с пониманием кругооборота воды в природе, которое все мы усвоили с начальных классов школы. Если современная наука, экономика, бизнес так сфокусированы на вопросах использования энергии: энергоэффективности, исчерпаемости энергоресурсов, воздействия на окружающую среду и, в особенности, на климатические изменения, то почему те же вопросы применительно к материалам явно находятся на втором плане? Ведь даже на уровне здравого смысла понятно, что более прочные и более легкие материалы в конечных изделиях способны дать кумулятивный эффект по всей технологической цепочке их добычи, производства, транспортировки и обработки, включающий и материальную и энергетическую составляющую. Почему термин энергоэффективность стал совсем обыденным, а термин «материалоэффективность» вообще не получил права на существование?

Говоря об этом, Вацлав Смил описывает интегральные тренды по динамике производства и потребления базовых материалов — от нерудных строительных до черных и цветных металлов. Сводная картина в книге выглядит примерно так.

По мере технологического развития и роста уровня жизни наблюдается естественный рост потребления этих материалов. Затем, в какой-то момент, темпы этого роста замедляются и объемы потребления выходят на плато — более или менее продолжительное с учетом специфики стран и самих материалов. Наконец, в последнее время в наиболее развитых странах можно говорит о начале сокращения потребления материалов, пусть и с небольшим темпом.

Эта исходная интуитивно вполне понятная картина осложняется двумя группами факторов, действующих в противоположные стороны.

В сторону роста потребления действует тот фактор, что снижение материалоемкости одного изделия приводит к его удешевлению и, следовательно, росту спроса
на него. Это известный «парадокс Джевонса» открытый еще в середине XIX века. На глобальном уровне он, естественно, усиливается экономическими прорывами
крупных стран, прежде всего Китаем и Индией. Если верна теория о том, что ХХII век — это век Африки, это значит что на наших глазах устаревающая категория «золотой миллиард» достигнет к этому времени масштаба 5–7 миллиардов со всеми вытекающими отсюда последствиями по потреблению материалов.

В сторону снижения потребления действует собственно технический прогресс (что очень убедительно показано автором в том числе при анализе изменений веса двигателей внутреннего сгорания, приходящегося на один ватт мощности). Менее очевидные, но не менее важные для некоторых материалов факторы — утилизация
и вторичная переработка, замена материалов на более современные. Любопытная особенность здесь, вскрытая автором — снижение материалоемкости совсем не обязательно приводит к снижению совокупной энергоемкости с учётом всего жизненного цикла, что убедительно показано на примере замены стали на алюминий, который существенно легче, но более энергоемок.

Автор прямо говорит о нежелании давать прогнозы, но все же дает описание главного тренда в потреблении материалов, вбирающего в себя и понижающие и повышающие факторы: «мы не увидим значительного снижения общего объема добычи и производства материалов» и можно ожидать «…сокращение глобальных темпов роста … в течение следующего одного-двух поколений» (стр. 208). В целом вывод выглядит вполне здраво на общем фоне взвешенного анализа и ухода автора от соблазнов алармистких прогнозов.

Однако есть вопрос, в котором мне придётся вступить в полемику. Речь идет о разделах 6.3 «Новые материалы и дематериализация» и 6.4 «Шансы на кардинальные изменения». В них автор вполне корректно описывает тренды в значимой для меня сфере наноматериалов, упоминает и графен, и углеродные нанотрубки. Однако
в этих упоминаниях, как мне кажется, автор не вскрыл тренд, который, возможно, как и раз и дает шанс на кардинальные изменения.

Речь идет именно об углеродных нанотрубках. Первое, что видно из авторского анализа — он вообще не отделяет многостенные и одностенные УНТ, в то время как сегодня уже очевидно, что это два совершенно разных по своим свойствам продукта. Уникальные физико-механические и электрические свойства одностенных УНТ хорошо известны. Чуть менее известна универсальность этого поразительного аддитива, добавление единиц или даже долей процентов которого способно на десятки процентов изменять физико-механические и электрические свойства базовых конструкционных материалов. Сейчас, когда компании OCSiAl удалось освоить его промышленное производство и снизить цену примерно в 75 раз я считаю, что речь идет о потенциальном годовом снижении объема потребления самых массовых конструкционных материалов: цемента, пластмассы и металлов не на десятки, а на сотни миллионов тонн. Влияние этого тренда и на материальные потоки, и на связанный с ними спрос на энергию колоссально. Недавно по заказу РОСНАНО было выполнено исследование, с тем чтобы ответить на вопрос — каков потенциал снижения глобальных выбросов СО2 при массовом применении одностенных УНТ? Ответ оказался поразительным — он больше, чем совокупное снижение СО2 в мире за счет всех видов возобновляемой энергетики!

Несмотря на наше расхождение с автором в оценке этого тренда, представленный в книге материал впервые на русском языке глубоко, системно и в то же время вполне доходчиво описывает базовые тренды в материальной составляющей техносферы. Книга изобилует богатейшим фактическим материалом, полезной статистикой и уникальной библиографией. Взвешенность и глубина изложения, как видим, не снижает его полемический потенциал. Отдельную благодарность стоит высказать редактору и переводчику за точный и ясный русский язык, вполне адекватный авторскому тексту.

Думаю, эту книгу стоит прочитать всем тем, кто интересуется не только броскими, но и глубинными трендами в современной техносфере, без понимания которых невозможно ни технологическое предпринимательство, ни само строительство инновационной экономики.