Получается, что нефтяная промышленность стала первой отраслью, революцию в которой совершила химия. Череда изобретений поддерживала высокий уровень потребления нефти. Котлы на жидком топливе, резкий рост спроса на авиационный керосин с началом Второй мировой войны, рост парка тракторов и локомотивов способствовали появлению новых рынков сбыта и развитию отрасли. Именно в этот момент в распоряжении нефтяных компаний оказался еще один перспективный продукт – природный газ. Было бы логично, если бы «газовую» революцию совершили нефтяники, которые владели газом, имели опыт его переработки, очистки и использования, а также были в курсе проблем, связанных с применением газа в отопительных системах. Но «газовая» революция была начата не нефтедобытчиками, и не им она принесла основную прибыль.
Газовую революцию совершили новые компании, транспортирующие газ. Убедившись в невозможности подвигнуть нефтедобывающие компании на организацию отдельного газового сектора, они создали прибыльные фирмы для строительства и эксплуатации газопроводов. После Второй мировой спрос на нефть вырос, и плановые показатели годового внутреннего роста в большинстве компаний составляли около 6 %. Нефтяной отрасли помешала излишняя переоценка значения рынка нефтепродуктов и нефтяных запасов. В их расчетах не было места предпочтениям потребителей.
Нечто подобное происходит и сейчас. Нефтяные компании рассчитывали, что у каждого жителя третьего мира скоро появится гараж, а в нем автомобиль с бензиновым двигателем. Но спрос не является линейно прогнозируемой величиной, и прогнозы на его однозначной линейности заранее обречены на провал. Сегодня ясно, что путь-дорогу этим планам перейдет электромобиль. Министерство промышленности и информационных технологий Китая представило план, согласно которому к 2020 г. Поднебесная станет мировым лидером по производству электромобилей. Предполагается, что к обозначенному рубежу только по дорогам Китая уже будут колесить до 5 млн экологичных автомобилей, а ежегодный объем производства достигнет 1 млн электромобилей. Инвестиции в производство электромобилей в 2011 г. составили в Китае 8,5 млрд юаней ($1,3 млрд). На эти деньги китайцы выпустили аккумуляторы для 150 000 электромобилей.
Наш мир мог бы пойти по пути «зеленых технологий» еще с конца XIX в., но, как вы видите, долгое время нефтяную отрасль от стагнации спасали изобретения и рост населения, которые открывали новые возможности для ее традиционных продуктов, прежде всего в развивающихся странах. Мало кто об этом задумывается, но рост населения был бы невозможен без другого революционного открытия – азотных удобрений.
История азотных удобрений
Роль азота
С момента открытия азота французским химиком Лавуазье мы располагаем информацией о важнейшей роли этого химического элемента в жизни растений, который очень распространен на Земле и составляет 78 % атмосферного воздуха
[351]. Его биологическое значение связано с тем, что он является обязательным компонентом всех белковых веществ (составляет 18 % их массы). А с белковыми веществами неразрывно связана биокаталитическая активность всего живого, так как все содержащиеся в нашей клетке ферменты имеют в своей основе молекулу белка, а большинство ферментов вообще состоит исключительно из белков.
Если бы растения на Земле не снабжались азотом в нужном количестве, то повсеместно снизилась бы урожайность и, следовательно, невозможной была бы аграрная революция, а значит, и рост населения! Корректируя его уровень, мы, по сути дела, регулируем синтез белковых веществ. При достаточном количестве азота стебли и листья земных растений приобретают интенсивную зеленую окраску, а при его недостатке сильно ухудшается рост растений, стебли плохо ветвятся, становятся тоньше, а листья мельче и бледнее
[352].
Проблема азотного питания всегда решалась путем использования двух форм соединений: аммиачной и нитратной. Лишь к концу столетия стала распространяться точка зрения, что растения для синтеза органических веществ быстрее усваивают аммиачный азот, а не азот нитратов. С одной стороны, аммиак, поглощенный растением или образовавшийся в результате восстановления нитратов, является первичным исходным материалом для синтеза белков, с другой – конечным продуктом распада белков в нем. На основании этого Д. Н. Прянишников высказал тезис о том, что аммиак есть альфа и омега азотистого обмена веществ в растении, т. е. этот процесс начинается аммиаком и им же заканчивается.
В природе приход и расход азота в его круговороте сбалансированы. В процессе современной агрокультурной деятельности человека естественный баланс нарушается: потери значительно превышают поступление, и почва обедняется данным элементом. В такой ситуации внесение азотных удобрений и навоза может ликвидировать дефицит в азотном балансе почвы и создать условия для сохранения и повышения ее плодородия. На этом строится наше интенсивное земледелие.
Ранее считалось, что растение в год потребляет 60–70 % азота из внесенных азотных удобрений. Впоследствии же выяснилось, что весь внесенный в почву азот удобрений расходуется за один вегетационный период: часть используется растениями, часть иммобилизуется
[353] и часть безвозвратно теряется (Ягодин, 2004). Кроме того, в процессе жизнедеятельности микроорганизмов часть азота удобрений в почве трансформируется в органические не усвояемые растениями формы. Поэтому синтетические удобрения обеспечивают в современном мире около половины всего азота в зерновых культурах, а это значит, что двое из пяти человек получают белки для своего питания благодаря процессу Габера – Боша (синтеза аммиака), в противном случае это был бы лишь один из 10. Вот почему ни одна другая инновация не оказала такого влияния на нашу цивилизацию, как искусственный синтез аммиака, ведь сами люди не могут синтезировать аминокислоты, протеиновые строительные блоки, и должны получать их извне – из растительной пищи. От первых клеточных организмов мы унаследовали свой открытый характер.
История создания азотных удобрений
У человечества не было проблем с фосфорными или калийными удобрениями. А вот с азотными дело обстояло иначе. До недавних пор они появлялись в земле исключительно естественным путем. Но население Земли быстро росло, и запасов азота в почве стало не хватать. Для получения искусственных соединений азота его необходимо было «связать»
[354].
