Важным свойством процесса Габера – Боша является его безотходность. Реакция образования аммиака из водорода и азота равновесная и экзотермическая, поэтому при высоких температурах, которые необходимы для достижения приемлемой скорости реакции, теоретический выход составляет 100 %! Результат этого процесса для человечества трудно переоценить. Технология производства азотных удобрений, которое вначале осуществлялось только в развитых странах так называемого «золотого миллиарда», стала широко применяться в развивающемся мире. Там рост начался в 1950-х гг., когда в течение десятилетия мировое производство аммония удвоилось. К 1975 г. этот показатель увеличился уже в четыре раза, и после короткого спада, который пришелся на начало 1980 г., производство возросло до 130 млн т к концу XX в.
Парадокс – одно изобретение Фрица Габера погубило больше людей, чем две американские ядерные бомбы, а другое стало одной из главных инноваций в истории человечества, и ему обязаны жизнью от двух до трех миллиардов человек на Земле!
Вклад Ричарда Никсона в рост и становление Китая
Особое значение использование азотных удобрений имеет для Китая. Благодаря им население Китая стало столь многочисленным. Основная пища в Китае не мясная, а растительная – 80 % всех калорий приходят в организм с растительной пищей только благодаря азотным удобрениям. По крайней мере 600–700 млн человек в Китае сегодня живут только благодаря этой технологии.
В феврале 1972 г. президент США Ричард Никсон прилетел в Китай, где удостоился личной аудиенции тогдашнего лидера Поднебесной Мао Цзэдуна. Международная телевизионная аудитория с удивлением наблюдала, как Никсон, ярый антикоммунист, аплодировал китайскому балету, сюжет которого был «коммунистической пропагандой»
[364]. Из китайско-американского совместного коммюнике по окончании недельного визита Никсона в Китай стало ясно, что совместное противостояние Советскому Союзу стало той основой, что свела вместе эти две стороны. В 1973 г. Китай и США открыли «офисы связи» (фактически центры обмена разведданными о передвижении советских войск) в столицах своих государств. Хотя Никсон вскоре после Уотергейтского скандала покинул свой пост, дело по сближению двух стран продолжили его преемники.
Визит Никсона и нормализация отношений с Китаем позволили решить главную китайскую проблему – накормить народ. Это в настоящее время Китай в основном сам обеспечивает себя продуктами питания. А в 70-е гг. прошлого века страна вплотную подошла к границе, за которой мог начаться массовый голод. С 1952 по 1957 г. общая площадь под сельскохозяйственными культурами сначала выросла на 11 %, а впоследствии несколько сократилась из-за интенсивного использования сельскохозяйственных угодий и получения с них нескольких урожаев в год.
После визита американского президента была сделана ставка на азотные удобрения. В 1970-е гг. Китай закупил за рубежом, прежде всего в США, более десятка современных химических заводов по производству мочевины. Эти заводы уже к 1992 г. поставляли почти 16 млн т азотных удобрений в год, что превратило Китай в крупнейшего производителя этого основного элемента питания растений. Средняя урожайность зерновых культур в период с 1950 по 1997 г. в Китае существенно возросла: пшеницы – в пять раз, кукурузы – почти в четыре раза, риса – в три раза. Это повышение урожайности произошло в основном после 1975 г. в связи с доступностью азотных удобрений. Если в конце 1990-х гг. в США применяли около 50 кг азота на гектар, то в Китае в настоящее время вносится более 240 кг удобрений на 1 га посевной площади. В пяти провинциях с наиболее интенсивным развитием культивации с населением, равным США, зафиксировано предельное значение – 300 кг на гектар! Теперь азотные удобрения обеспечивают около 60 % питательности зерновых культур в Китае, а более 80 % белка в стране получают из зерновых культур. Приблизительно половина всего азота в продуктах питания в Китае неорганического происхождения – из удобрений.
Для обеспечения дальнейшего роста численности населения Китаю нужно зерно, а значит, необходимо наращивать производство азотных удобрений. В итоге на орошение в условиях ограниченности земельных угодий может не хватать воды. Есть смысл прислушаться к прогнозам зарубежных специалистов, утверждающих, что ежегодная потребность Китая в импортном зерне может составить от 55 млн до 175 млн т.
Экологические последствия применения азотных удобрений в Китае
Похоже, что Китай попал в хорошо известную со времен Римской империи ловушку прогресса. Крен в сторону азотных удобрений в Китае
[365] привел к значительному увеличению выбросов в атмосферу закиси азота – одного из наиболее «сильных» газов, ответственных за развитие парникового эффекта.
Производство азотных удобрений в Китае росло с 1949 до 1990 г. и сопровождалось повышением урожайности зерновых растений вследствие постоянного повышения уровня связывания азота. Но с начала 1990-х гг. уровень почвенного связывания азота и урожайность снижались, хотя удобрений с каждым годом использовалось все больше и больше. Если в 1990 г. использование удобрений позволяло повысить урожайность в среднем на 53 %, то в настоящий момент (при использовании большого количества удобрений) этот показатель составляет лишь 49 %. Это значит, что в Китае значительная часть удобрений расходуется впустую и вместо того, чтобы увеличивать рост биомассы, увеличивает лишь атмосферную эмиссию закиси азота. Использование азотных удобрений во многих регионах Китая возможно снизить на 60 % без серьезного снижения урожайности сельскохозяйственных культур. Но китайские фермеры
[366] продолжают наращивать использование химических удобрений, пытаясь увеличить показатели урожайности. Согласно исследованию Института земель и удобрений, общее количество химических удобрений, которые сейчас используются в Китае, увеличилось с 1980 г. на 225 %, тогда как урожайность повысилась всего на 40 %. Эксперты предупреждают о негативных последствиях таких действий. На 1 га земли в Китае сейчас приходится 240 кг азотных удобрений. Это 151 %, 159 % и 329 % от количества удобрений соответственно во Франции, Германии и США, а уровень урожайности в Китае на 10–30 % меньше, чем в этих странах. Исследователи из Института прикладной экологии Китайской академии наук в Пекине пришли к выводу, что причиной загрязнения пяти больших озер в Китае на 35–97 % является чрезмерная поставка питательных веществ в водоемы и наличие там большого количества органических веществ
[367].
