Проблема дефицита пресной воды

2. Проблема дефицита пресной воды

На протяжении длительного исторического периода человек в полной мере удовлетворял все свои потребности в пресной воде и не ощущал в ней недостатка.

Мировые водные ресурсы. Вода является основой существования и развития жизни. Человек на 80% состоит из воды. Система жизнеобеспечения человека осталась неизменной на протяжении тысячелетий и построена на использующих воду технологиях. За последние 5 тысяч лет развития цивилизации запасы воды остались без изменений, в то время как население планеты возросло в сотни раз, неизмеримо возросли и техногенные запросы на ее использование. Но на любой стадии развития общества, вне зависимости от степени индустриализации, основным все же является производство продовольствия, которое немыслимо без воды. Запасы воды на планете огромны - три четверти земного шара постоянно покрыто водой. При этом лишь незначительная часть водных ресурсов является источником водоснабжения для поддержания жизни на планете – это пресные озера, водохранилища и реки (всего 0,09 млн. км из общего объема воды на Земле 1386 млн. км3).

Пресная вода – наиболее интенсивно расходуемое природное богатство. В настоящее время в среднем за 1 сутки ее мировое потребление достигает объемов, равных годовой добыче всех видов полезных ископаемых. Общее потребление пресной воды в мире в 1000 раз больше, чем потребление всех вместе взятых видов промышленного сырья. Это во многом определяется сложившейся структурой производства, при которой, например, для переработки 1 тонны нефти необходимо затратить около 60 тонн воды, синтетического волокна – 5 тыс. тонн воды, для производства 1 тонны риса – 2,5 тыс. тонн воды, 1 тонны говядины – 15 тыс. тонн воды.

Главным и основным источником пресной воды в мире остаются реки, ресурсы которых составляют чуть более 2 тыс. км3. В среднем данный источник возобновляется в течение года 23 раза. Таким образом, в распоряжении человечества имеется 47 тыс. км3 пресной воды ежегодно. Нельзя не учитывать, что более половины русловых пресных вод стекает в океан и смешивается там с соленой водой, так что реально для водозабора остается не так уж много – около 15 тыс. км3 в год. В среднем, на 1 жителя планеты приходится около 13-14 тыс.м3 пресной воды в год. При этом доступными для использования в хозяйственном обороте являются только 2 тыс.м3 на 1 человека в год, или 6-7 м3 в сутки – это объем одной средней автоцистерны для перевозки воды. За счет этой воды обеспечивается производство продовольствия, переработка полезных ископаемых и работа промышленности, а также вся инфраструктура для «среднего жителя».

Сегодня мир вплотную подошел к проблеме дефицита пресной воды. В связи с быстрым ростом населения и его производственной деятельностью потребность в воде значительно возросла. Обеспеченность каждого жителя планеты пресной водой только за последние 50 лет сократилась в 2,5 раза. В настоящее время она достигла таких масштабов, что во многих местах планеты и, особенно в развитых промышленных районах, возникла острая проблема нехватки пресной воды (рис.1).

Рисунок 1 - Обеспеченность пресной водой на душу населения

Наиболее сложная ситуация складывается в Азии. Несмотря на то, что треть мировых запасов пресной воды сосредоточены в Азии, в связи с высокой численностью и плотностью населения, уровень обеспеченности пресной водой в этом регионе находится на самом низком в мире уровне. Россия, где проживает только 2,5% населения планеты, обладает десятой частью мировых водных ресурсов и является одной из наиболее благополучных стран по уровню как суммарных запасов пресной воды, так и по уровню удельной обеспеченности своих жителей. Всего 10 стран мира обладают более чем 60% мировых запасов пресной воды. В их число входит и Китай (не считая достигающего 90% уровня загрязненности рек Китая), где проживает каждый пятый житель планеты. Жители Китая уже сегодня испытывают дефицит воды.

Потребление водных ресурсов. В настоящее время в мире ежегодно расходуется более четверти доступных возобновляемых ресурсов пресной воды, а без учета объема загрязненных источников – 55%, т.е. более половины доступных возобновляемых ресурсов пресной воды. По оценкам ООН, если нынешний среднедушевой объем водопотребления сохранится, то к 2050 году использование мировых запасов пресной воды только за счет роста населения может повыситься до 70%. А если среднедушевое потребление воды будет увеличиваться и сохранятся темпы загрязнения ее основных источников, то уже к 2030 году использование годового запаса пресной воды приблизится к своему пределу.

Доступность пресной воды для населения планеты неуклонно сокращается при экстенсивном росте ее среднегодового потребления на душу населения. За последние 80 лет общее использование пресной воды увеличилось в 10 раз, при этом население Земли увеличилось только в 2,5 раза. А к 2050г. на каждого жителя планеты будет приходиться лишь четверть того количества пресной воды, которое имелось в 1950 г. В дальнейшем, как утверждают эксперты, спрос на воду будет расти по-прежнему быстрее численности населения, т.к. сохранится нынешняя модель потребления пресной воды, а рост среднегодового потребления воды на душу населения продолжится. Это связано с планируемым ростом благосостояния граждан развивающихся стран, которое приводит к увеличению уровня жизни, переходу к другим нормам питания и санитарным условиям проживания. Так, если в развитых странах расход воды на личное потребление человека составляет 400-500 литров в день, то для развивающихся стран нормальным показателем считается 20 литров в день на человека.

Основным « потребителем» пресной воды является сельскохозяйственное производство продуктов питания – растениеводство и животноводство. Например, для потребления среднестатистическим жителем планеты самой простой растительной пищи необходимо расходовать для ее производства 350 м3 пресной воды на человека в год. Даже при небольшом повышении благосостояния меняется структура питания человека, на смену полностью растительному рациону приходит питание, на 20% содержащее мясные продукты. Необходимость содержать скот увеличивает потребление пресной воды для производства продуктов питания сразу втрое – до 980 м3 на человека в год.

В настоящее время среднее потребление пресной воды составляет около 630 м3 на человека в год, из них 2/3 или 420 м3 расходуется в сельском хозяйстве на производство продуктов питания (125 м3 – на коммунально-бытовые нужды, 65 м3 – на производство промышленной продукции). Таким образом, режим питания среднего жителя планеты в большей степени все еще основывается на растительной пище и далек от рекомендуемого, а производимый мировой объем продовольствия даже в валовом исчислении недостаточен для нормального обеспечения населения планеты. Наибольшее потребление воды наблюдается в регионах с наибольшей численностью населения – основные объемы воды поглощают хозяйства азиатских стран, где проживает половина мирового населения.

Рисунок 2 - Динамика потребления воды по континентам

Уже сегодня в засушливых районах проживают более 1 млрд. человек (1/6 часть населения планеты), а всего дефицит воды испытывают 1/3 населения планеты более чем в 50 странах мира. По прогнозам ООН, в будущем основной рост численности придется на развивающие страны, в которых сейчас проживает более 60% численности населения планеты, а к 2025 г. достигнет показателя 80%.

В ближайшие 25-50 лет основной рост численности населения ожидается в Латинской Америке (в 3,6 раза), Африке и Юго-Восточной Азии (в 3 раза). То есть в регионах, где и сегодня ощущается недостаток в пресной воде. В результате – к категории т.н. «критических земель», способных прокормить лишь половину своего населения, относятся 75% территории Юго-Западной Азии, 47% в Африке, 35% в Юго-Восточной Азии, 25% в Центральной Америке, 12% в Южной Америке.

Рисунок 3 - Карта физического и экономического дефицита пресной воды

Для обеспечения растущего спроса на продовольствие, до 2030 г. необходимо увеличить мировое производство продовольствия на 60%, а расход воды на орошение – на 14%. Потребление воды для орошения земель быстро растет. Однако по мере развития экономик развивающихся стран, роста их промышленности и городов, их потребности в воде также увеличиваются. То есть нарастает межотраслевая конкуренция за воду. Например, 1000 тонн воды может быть использована на производство 1 тонны пшеницы стоимостью 300-400$ (с учетом роста 2007-2008 гг.) или на производство промышленной продукции стоимостью 14 000$ – промышленность обычно побеждает в борьбе с сельским хозяйством. Следует отметить также тот факт, что очень часто наиболее мощным стимулом для ориентации сельскохозяйственного производства в развивающихся странах служат не внутренние потребности в продовольствии, а мировой рынок, спрос на определенную продукцию со стороны экономически развитых стран. В угоду спросу (например, на кофе, какао, ананасы и т.д.) сокращаются посевы продовольственных культур, составляющих основу питания населения. Земли отводятся под культуры, ориентированные на внешний рынок.

Дальнейшее увеличение численности населения будет сопровождаться обострением продовольственных проблем, а нехватку воды к 2025 г. будут испытывать 2/3 населения мира. Уже сегодня дефицит воды испытывают такие экономически развитые страны, как США и Германия. Критическим считается использование более 10% годовых запасов пресной воды. В настоящее время не многие страны могут похвастаться подобным показателем. По данным Глобального центра окружающей среды при Агентстве международного развития США, к 2050 г. останутся лишь 3 или 4 страны, которые не будут испытывать острого кризиса из-за нехватки воды. Определенно в их числе будет Россия. Однако следует учитывать тот факт, что запасы пресной воды по территории России распределены крайне неравномерно и не соответствуют размещению населения и экономическому потенциалу. Около 90% речного стока приходится на бассейны северного Ледовитого и Тихого океанов. На бассейны Каспийского и Азовского морей, где сосредоточен основной промышленный и, главное, сельскохозяйственный потенциал России и проживает свыше 80% населении, приходится менее 8% общего годового речного стока.

Важным является и то, что более 80% российской пашни размещено в зонах неустойчивого и недостаточного увлажнения, что обусловливает уязвимость отечественного сельского хозяйства по отношению к погодным условиям и климатическим изменениям. При высоком уровне капиталовложений в сельское хозяйство Россия смогла бы прокормить десятую часть населения планеты, а значительный потенциал водных ресурсов мог бы вывести Россию в число ведущих мировых водных держав. Уже сегодня, по данным журнала Fortune, прибыли в области поставок питьевой воды достигают $1 трлн. в год – это 40% от прибыли нефтяных компаний. А ведь продажи бутилированной воды индивидуальным потребителям – это " малый" рынок. Более существенным является вопрос формирования "большого" рынка воды, который позволит решать проблемы дефицита качественной пресной воды в национальных масштабах. По прогнозам специалистов, прибыли на новом рынке будут гораздо выше, чем на рынке углеводородного сырья. К тому же, в отличие от нефти и газа, на продажу пойдут самовозобновляющиеся ресурсы.

Основные проекты по увеличению доступных запасов пресной воды в мире.

Сооружение водохранилищ. С помощью водохранилищ возможно увеличение устойчивого стока пресных вод дополнительно до 20% от существующего уровня. Большинство крупных водохранилищ расположено в умеренном поясе Северного полушария в высокоразвитых странах. Наибольшее развитие данное направление получило в 50-70-х годах прошлого столетия, однако, уже начиная с 90-х годов процесс создания новых водохранилищ замедлился и в настоящее время практически прекратился.

Опреснение морских вод. Опреснение засоленных речных вод имеет наибольшее значение для районов искусственного орошения. Соленость речных вод в Азии постоянно возрастает, и в последнее время предпринимаются попытки опреснения хотя бы части этих вод. То же относится и к опреснению подземных вод, которые откачивают на поверхность при добыче угля и других полезных ископаемых.

Опреснение морской воды получило большое распространение на территориях тропического пояса – Тунис, Ливия, Египет, Саудовская Аравия, Кувейт, ОАЭ, Катар, Ирак, Иран, Мексика, Куба, Венесуэла. При прогнозировании развития индустрии опреснения нужно иметь в виду возможные экологические последствия, поскольку солевые отходы опреснения, которые складируют на суше или сбрасывают в море в виде рассолов, негативно воздействуют на экосистему.

Однако, опреснение воды, кроме значительных расходов энергии, приводит к загрязнению атмосферы парниковыми газами и другими отходами энергетических установок, а также к проблеме утилизации солевых концентратов, простое поступление которых в окружающую среду приводит к ухудшению экологической ситуации. В лучших современных установках на получение 80-100 кубометров пресной воды из морской уходит не менее 1 т условного топлива. Поэтому по самым скромным подсчетам, чтобы увеличить годовое потребление воды на 1000 кубокилометров в год за счет опреснения потребуется использовать по крайней мере 10 млрд тонн условного топлива, то есть удвоить современное потребление энергии, что недопустимо с точки зрения воздействия на климат.

В ближайшие 20 лет странам тропического региона потребуется 1000 кубокилометров пресной воды. Чтобы получить такое количество воды на самых современных опреснителях потребуется не менее 10 млрд тонн., то есть примерно такое же количество энергии, которое в настоящее время производится в мире. В результате неизбежно возникает серьезная экологическая проблема, связанная с загрязнением атмосферы углекислым газом, проблема загрязнения рассолом прибрежных вод и т.д.

Транспортировка воды. В стадии планирования находится ряд проектов по строительству магистральных водопроводных линий для межрегиональной переброски воды, в частности, из Канады в Мексику и южные штаты США. А некоторое время тому назад американские компании собирались осуществить проект танкерных поставок арабским странам воды из Великих Озер (реализация этих планов застопорилась из-за противоречий с Канадой по поводу страновой принадлежности озер). В России на рассмотрении Правительства РФ все еще находится ряд проектов вовлечения вод северных рек (Оби и Иртыша) в хозяйственный оборот южных районов Урала и Тюменской области.

По сравнению с рытьем огромных каналов, танкерная или трубопроводная транспортировка, разумеется, более привлекательна. В России, например, существует проект танкерной транспортировки вод Ладожского озера в Калининградскую область. Возможно, реализация данного проекта может стать первым шагом России на пути экспорта воды в Европу.

Существуют также проекты транспортировки ледниковых запасов пресной воды. Наибольший интерес в этом отношении составляют ледники Антарктиды, т.к. в них содержится наибольший запас пресной воды. Проект предусматривает превращение айсбергов в ледяную крошку и затем транспортировку ее грузовыми судами. Особую проблему составляют пути транспортировки ледников в наиболее нуждающиеся в воде регионы. Целесообразной считается транспортировка айсбергов на ближайшие к Антарктике материки: Южную Америку, Австралию, Африку. Однако при транспортировке айсбергов придется использовать исключительно холодные течения, чтобы избежать преждевременного таяния льдов. А это в свою очередь осложняет этот процесс. Значительно дороже обойдется транспортировка айсбергов в Северное полушарие.

Из-за высокой стоимости таких проектов они все еще остаются только проектами на предварительной стадии их проработки, в основном «бумажной», хотя интерес к ним проявляют уже многие страны – США, Франция, Канада, Саудовская Аравия, Египет, Австралия и другие. В среднем данные проекты в 100 раз дороже, чем опреснение.

Очистка сточных вод. Ежегодный объем водопотребления в мире находится на уровне 4 тыс.км3, а объем стоков - примерно 2 тыс.км3. Если допустить, что все стоки будут далее нормативно очищаться, то и в этом случае потребуется не менее 8,3 тыс.км3 чистых вод для их разбавления (20% полного стока и 60% устойчивого). Но в результате несовершенства современного водопользования и очистки в большинстве развивающихся и некоторых развитых странах мира загрязняется воды намного больше. Таким образом, в глобальном масштабе в ближайшем будущем человечеству грозит качественное ухудшение водозапасов.

Резкая напряженность и кризисные ситуации в водопользовании возрастают в странах с ограниченным водно-ресурсным потенциалом, где реально отсутствуют свободные водозапасы для разбавления отработанных и очищенных вод. Подобные явления типичны для многих промышленно развитых стран мира, где дефицит воды практически поглощает все имеющиеся водные ресурсы. Такова ситуация в странах Европы, во многих районах США. Еще более остро стоит проблема в развивающихся странах. По данным Международного комитета по изменению климата в будущем ожидается изменение распределения осадков по планете: климатические контрасты будут усиливаться: засухи и наводнения станут чаще и интенсивнее. Это еще более затруднит регулярное снабжение пресной водой. На сегодняшний день проблема воды уже порождает межгосударственные конфликты, которыми известен, прежде всего, Ближний и Средний Восток - зона преимущественно пустынного климата, с малым количеством осадков и понижающимся уровнем грунтовых вод.

Выводы. Проблема недостатка пресной воды возникла по трем основным причинам: 1) интенсивное увеличение потребностей в воде в связи с быстрым ростом народонаселения планеты и развитием отраслей деятельности, требующих огромных затрат водных ресурсов; 2) потери пресной воды вследствие сокращения водоносности рек и других причин; 3) загрязнение водоемов промышленными и бытовыми стоками.

За последние тысячелетия развития цивилизации запасы воды остались без изменений, в то время как население планеты возросло в сотни раз, а потребление воды только за последние 100 лет выросло в 7 раз. Средняя обеспеченность населения планеты пресной водой только за последние 50 лет сократилась в 2,5 раза и продолжает сокращаться. Сегодня в мировом хозяйстве используется 55% доступного запаса пресных вод, и к 2030 г. потребление воды может достигнуть своих физических пределов. Около 70% потребляемой пресной воды расходуется на нужды сельского хозяйства (в 7 раз больше, чем на нужды промышленности). За последнее столетие не появилось новых технологий обработки земли, а рост населения в основном покрывается за счет увеличения объема возделываемых земель. При этом на орошаемые пресной водой земли, которые составляют лишь 20% общемировой площади сельскохозяйственных угодий, приходится: 40% мирового производства продовольствии; 60% производства зерновых. То есть дальнейший рост производства продовольствия для обеспечения растущего населения напрямую зависит от доступа сельскохозяйственных земель к пресной воде. Ценность таких земель в международной конкуренции будет существенно выше. Природные катаклизмы в различных частях планеты на протяжении последних лет являются прямым тому доказательством.

Ежегодно население планеты увеличивается на 90 млн. человек, а к 2025 г. жители развивающихся стран будут составлять 80% населения планеты (наиболее вероятна при этом их миграция в развитые страны мира). Для обеспечения мирового прироста населения и покрытия спроса на продовольствие – производство продуктов питания должно увеличиться на 60% к 2030 г., что возможно только за счет увеличения потребления воды и количества орошаемых площадей. В настоящее время 40% населения мира живет в районах, испытывающих дефицит пресной воды, а к 2025 г. в данных районах будет проживать приблизительно 2/3 населения мира. В перспективе ближайших десятилетий спрос на воду будет расти быстрее населения, т.к. сохранится нынешняя модель отраслевого потребления и продолжится рост среднегодового потребления воды на душу населения. Он создаст основу для практического воплощения в жизнь прорабатываемых в последнее время крупных и капиталоемких проектов по увеличению мировых доступных запасов пресных вод. Уже сегодня прибыли в области поставок бутилированной питьевой воды достигают $1 трлн. в год – это 40% от прибыли нефтяных компаний. Высоковероятные в ближайшей перспективе существенные изменения климата на планете могут изменить условия жизнедеятельности и спроса на пресную воду в отдельных странах и регионах, но вряд ли изменят общемировую ситуацию с развитием спроса и предложения на продовольствие и соответственно – на потребление пресной воды. По данным ООН, в перспективе нескольких десятилетий приближающаяся к критическим отметкам нехватка пресной воды в мире станет самой серьезной причиной локальных и глобальных конфликтов.

Перспективы и возможности для России. К 2050 г. в мире останутся лишь 3 или 4 страны, которые не будут испытывать острого кризиса из-за нехватка воды, в их числе будет и Россия. Россия занимает первое место в мире по площади сельскохозяйственных угодий и второе – по объему запасов пресных вод (в том числе в расчете на душу населения). При этом запасы пресной воды на территории РФ распределены неравномерно и не соответствуют размещению населения и экономическому потенциалу. На бассейны Каспийского и Азовского морей, где сосредоточен основной сельскохозяйственный потенциал России и проживает свыше 80% населении, приходится менее 8% общего годового речного стока.

Более 80% российской пашни размещено в зонах неустойчивого и недостаточного увлажнения, что обусловливает уязвимость отечественного сельского хозяйства по отношению к погодным условиям и климатическим изменениям. Организация орошения сельскохо-зяйственных земель не развита, освоение и развитие продовольственного производства на имеющихся и потенциально доступных для обработки землях требует существенных инвестиций и дополнительного привлечения квалифицированной рабочей силы.

При наличии доступа российских сельскохозяйственных угодий к пресной воде, в условиях глобального дефицита воды и продовольствия и перенаселенности развивающихся стран – абсолютная и сравнительная ценность этих земель будет возрастать, даже при необходимости существенных дополнительных инвестиций в организацию на них условий для производства продуктов питания. При этом решение финансовых задач развития данных земель и миграционных вопросов привлечения к их обработке значительного количества квалифицированной рабочей силы, будет решаться на политическом уровне с учетом прогнозируемых глобальных проблем. И в достаточно интенсивном даже по современным меркам темпе.