Експертне співтовариство все виразніше усвідомлює, що подальший розвиток цивілізації по історично сформованому шляху неможливо, так як нині з'явилися нові глобальні проблеми, що загрожують існуванню цієї цивілізації. Вперше в історії людства зрушили зі стаціонарних рівнів найважливіші показники стану біосфери.
До таких показників можна віднести: різке погіршення якості повітря і води; глобальне потепління; виснаження озонового шару; зменшення біорізноманіття; досягнення межі харчових, сировинних і енергетичних можливостей біосфери; втрату моральних орієнтирів значною частиною людської спільноти (так званий «феномен аморальної більшості»).
Пам'ятник нашому поколінню буде виглядати, мабуть, так: посеред величезного шламового відвалу стоїть велична бронзова фігура в протигазі, а внизу на гранітному постаменті напис: «Ми перемогли природу!».
Перша промислова революція на базі вугілля і Друга промислова революція на базі нафти і газу фундаментально змінили життя і працю людства і змінили обличчя планети. Однак ці дві революції привели людство до межі розвитку. Серед головних викликів, які кинуті людству - проблеми екології (див. Вище), виснаження біоресурсів і традиційних джерел енергії. І на ці виклики людство повинно відповісти ТРЕТЬОЇ ПРОМИСЛОВОЇ РЕВОЛЮЦІЄЮ.
1) Перехід на поновлювані джерела енергії (сонце, вітер, водні потоки, геотермальні джерела).
2) Перетворення існуючих і нових будівель (як промислових, так і житлових) в міні-заводи з виробництва енергії (за рахунок обладнання їх сонячними батареями, міні-вітряками, теплонасосами). Наприклад, в Євросоюзі є 190 млн. Будинків. Кожне з них може стати маленькою електростанцією, що черпає енергію з дахів, стін, теплих вентиляційних і каналізаційних потоків, сміття. Необхідно поступово розпрощатися з великими постачальниками енергії, породженими Другий промисловою революцією - заснованих на вугіллі, газі, нафти, урані. Третя промреволюція - це міріади малих джерел енергії від вітру, сонця, води, геотермії, теплових насосів, біомаси, включаючи тверді побутові і «каналізаційні» міські відходи та ін.
3) Розвиток і впровадження технологій енерго- ресурсо-заощадження (як виробничого, так і «домашнього») - повна утилізація залишкових потоків і втрат електроенергії, пара, води, будь-якого тепла, повна утилізація промислових і побутових відходів та ін.
4) Переклад всього автомобільного (легкового і вантажного) і всього громадського транспорту на електротягу на основі водневої енергетики (плюс розвиток нових економічних видів вантажного транспорту таких як дирижаблі, підземний пневмотранспорт і ін.).
В даний час в світі експлуатується понад один мільярд ДВС - двигунів внутрішнього згоряння (легкові і вантажні автомобілі, трактори, сільгосп- і будівельна техніка, військова техніка, кораблі, авіація та ін.), Які щорічно спалюють близько півтора мільярдів тонн моторного палива (бензину , авіагасу, дизпалива) і надаючи гальмівну дію на навколишнє природне середовище.
За даними InternationalEnergyAgency, більше половини споживаної в світі нафти йде на потреби транспорту. У США на транспорт припадає близько 70% всієї споживаної нафти, в Європі - 52%; не дивно, що 65% нафти споживається в великих містах (в сумі - 30 млн барелів нафти в день!).
Вольфганг Шрайберг, один з керівників Volkswagen, привів цікаву статистику: більшість міського комерційного транспорту в більшості країн проїжджає за день не більше 50 км, а середня швидкість руху цих автомобілів - 5-10 км / год; проте з такими мізерними показниками ці автомобілі споживають в середньому [10 (легкові) - 15 (пікапи, мікроавтобуси) -25 (автобуси)] літрів моторного палива на 100 км! Більша частина цього палива згоряє на світлофорах, в пробках або при дрібної навантаження-розвантаження (або на зупинках - для громадського транспорту) з невимкненим мотором.
Нещодавно «воднемобіль» Ліверморської національної лабораторії (LLNL) Міністерства енергетики США пройшов 1 046 кілометрів на одній водневої заправці.
Середній ККД ДВС невисокий - в середньому 25%, тобто при спалюванні 10 л бензину 7,5 л йде «в трубу». Середній ККД електроприводу - 75%, втричі вище (а термодинамічне ккд паливного елемента - близько 90%); вихлопи воднемобіль -тільки Н2О.
Важливо відзначити, що якщо для руху традиційного автомобіля необхідна нафту (бензин, дизель), яка є далеко не у кожної країни, то водень отримують з води (навіть морської) за допомогою електроенергії, яку, на відміну від нафти, можна отримувати з різних джерел - вугілля, газ, уран, водні потоки, сонце, вітер і ін. і у будь-якої країни щось з цього «набору» обов'язково є.
5) Перехід від промислового до локального і навіть «домашньому» виробництва більшості побутових товарів завдяки розвитку технології 3D-принтерів.
3D-принтер - пристрій, що використовує метод пошарового створення фізичного об'єкта на основі віртуальної 3D-моделі. На відміну від звичайних принтерів, 3D-принтери друкують НЕ фотографії та тексти, а «речі» - промислові та побутові товари. В іншому вони дуже схожі. Як і в звичайних принтерах, застосовуються дві технології формування шарів - лазерна і струменевий. У 3D-принтера теж є «друкуюча» головка і «чорнило» (точніше, який замінює їх робочий матеріал). Фактично, 3D-принтери - це ті ж спеціалізовані промислові верстати з числовим програмним управлінням, але на абсолютно новій науково-технічній базі XXI століття.
6) Перехід від металургії до композитних матеріалів (особливо нано-матеріалів) на основі вуглецю, а також заміна металургії на технологію 3D-друку на основі селективної лазерної плавки (SLM - SelectiveLaserMelting).
Наприклад, новітній американський «Boeing-787-Dreamliner» - перший в світі літак, виготовлений на 50% з композитних матеріалів на основі вуглецю. У новому авіалайнері з композитних полімерів виготовлені в тому числі крила і фюзеляж. Широке використання вуглепластика в порівнянні з традиційним алюмінієм дозволило значно зменшити вагу літака і скоротити використання палива на 20% без втрат в швидкості
Американо-ізраїльська компанія «ApNano» створила наноматеріали - «неорганічні фулерени» (inorganicfullerene - IF), які багаторазово міцніше і легше стали. Так, в дослідах зразки IF на основі сульфіду вольфраму зупиняли сталеві снаряди, що летять на швидкості 1,5 км / сек, а також витримували статичне навантаження в 350 тонн / кв.см. Ці матеріали можуть бути використані для створення корпусів ракет, літаків, морських суден і морських субмарин, хмарочосів, автомобілів, бронемашин і в інших цілях.
NASA вирішила використовувати технологію 3D-друку на основі селективної лазерної плавки як заміну металургії. Нещодавно складну деталь для космічної ракети зробили за допомогою лазерної тривимірної друку, в процесі якої лазер сплавляє металевий пил в деталь будь-якої форми - без єдиного шва або гвинтового з'єднання. Виготовлення складних деталей за технологією SLM із застосуванням 3D-принтерів займає лічені дні замість місяців, крім того, SLM-технології роблять виробництво на 35-55% дешевше.
7) Відмова від тваринництва, перехід до виробництва «штучного м'яса» з тварин клітин з використанням 3D-Біопринтер;
Американська компанія ModernMeadow винайшла технологію «індустріального» виготовлення м'яса тварин і натуральної шкіри. Процес створення таких м'яса і шкіри буде включати в себе кілька етапів. Спочатку вчені відбирають мільйони клітин у тварин-донорів. Це може бути як худобу, так і екзотичні види, яких часто вбивають тільки заради їхньої шкіри. Потім ці клітини будуть розмножені в біореакторах. На наступному етапі клітини будуть Центрифуговані для видалення живильної рідини і з'єднання їх в єдину масу, яка потім за допомогою 3D-біопринтера буде сформована в шари. Ці пласти клітин будуть знову поміщені в біореактор, де відбудеться їх «дозрівання». Клітини шкіри сформують колагенові волокна, а клітини «м'яса» утворюють справжню м'язову тканину. Цей процес займе кілька тижнів, після чого м'язова і жирова тканина може бути використана для виробництва харчових продуктів, а шкіра - для взуття, одягу, сумок. Для отримання м'яса в 3D-Біопринтер енергії буде потрібно втричі менше, а води - в 10 разів менше, ніж на виробництво тієї ж кількості свинини, а особливо яловичини звичайними способами, а викиди парникових газів знижуються в 20 разів у порівнянні з викидами при вирощуванні худоби на забій (адже в даний час для виробництва 15 г тваринного протеїну потрібно згодувати худобі 100 г рослинного протеїну, таким чином, кКД традиційного методу отримання м'яса становить лише 15%). Штучний «м'ясозавод» вимагає набагато менше землі (займе всього 1% землі в порівнянні зі звичайною фермою тієї ж продуктивності по м'ясу). Крім того, з пробірки в стерильних лабораторних можна отримати екологічно чистий продукт, без всяких токсичних металів, глистів, лямблій та інших «принад», часто присутніх в сирому м'ясі. До того ж, штучно вирощене м'ясо не порушує етичних норм: не треба буде вирощувати худобу, а потім безжалісно його умертвляти.
8) Переклад частини сільського господарства в міста на базі технології «вертикальних ферм» (VerticalFarm).
Давайте уявимо в центрі міста-мільйонника 30-ти-поверховий хмарочос без вікон з площею підстави один гектар (100х100 м). На кожному його поверсі розміщені п'ять рядів гідропонних контейнерів, тобто з кожного поверху можна знімати урожай з загальної площі 5 га, а всього з хмарочоса - 30х5 = 150 гектар. Оскільки в «сільськогосподарському хмарочосі» температура і вологість є завжди постійними, можна знімати урожай 3-4 рази щорічно (навіть якщо ця вертикальна ферма розташована на Північному полюсі!). Із середнім урожаєм пшениці 50 центнерів від одного гектара (такі врожаї мають місце в Євросоюзі), повний щорічний урожай для "сільськогосподарського хмарочоса" буде 150х50х3 = 22.500 центнер / рік. Збір врожаю буде повністю автоматизований. Крім того, сільськогосподарські хмарочоси, ізольовані від навколишнього середовища, будуть захищені від паразитів і хвороб, і це дозволить повністю відмовлятися від будь-яких хімічних гербіцидів. Дуже важливо і те, що ми переміщаємо сільське господарство безпосередньо в міста, де більшість споживачів і проживає - в результаті транспортні витрати різко впадуть.
Звідки взяти на все це гроші, якщо і Європа, і Америка тонуть у боргах? Але ж скрізь щорічно закладається бюджет розвитку - кожна країна і майже кожне місто планують його. Важливо робити капіталовкладення в те, у чого є майбутнє, а не в підтримку життя таких інфраструктур, технологій, галузей чи систем, які приречені на вимирання.
Хочеться висловити надію, що «всесвітня TIR» трапиться набагато раніше того моменту, коли людство вичерпає всі наявні в природі запаси вугілля, нафти, газу й урану, а заодно остаточно занапастить навколишнє природне середовище.
Зрештою, кам'яний вік закінчився зовсім не тому, що на Землі припинилися камені.