Как цифровизация и возобновляемая энергетика уничтожат жизнь в океане

Человечество на распутье. На фоне роста цифровых технологий и возобновляемой энергетики электронная промышленность вскоре израсходует наземные запасы редких металлов. Избежать дефицита поможет разработка океанического дна. Однако это грозит гибелью морским экосистемам (а заодно и жизни на всей планете). Plus-one.ru разбирается, какой выбор готовится сделать мир и каковы окажутся его последствия.

Когда цифровая эпоха прикончит запасы металлов

Благодаря стремительному развитию технологий и электронной промышленности человечество все глубже погружается в цифровую эпоху и переходит на возобновляемые источники энергии (ВИЭ). Глобальные поставки одних только смартфонов с 2010-го выросли впятеро и приближаются к 1,5 млрд штук в год. В 2020 году человечество использовало 59 зеттабайт (млрд терабайт) цифровой информации — втрое больше, чем за три года до этого. В 2020-м мировой автопарк электромобилей перевалил за 10 млн машин, а мировая возобновляемая энергетика за тот год прибавила рекордные 300 гигаватт установленной мощности.

Похоже, с каждым годом цифра будет все сильнее проникать в повседневную жизнь — этому способствует множество факторов, от повышения доступности интернета до развития «умных городов». ВИЭ тоже будут расти — в том числе благодаря борьбе с глобальным потеплением. Уже в ближайшие десятилетия это может привести к жесткому дефициту многих металлов, используемых в производстве микросхем и электронных компонентов, в том числе аккумуляторов, солнечных панелей и ветрогенераторов.

К 2050-му глобальный спрос на кобальт, литий и никель может значительно превзойти запасы этих элементов — к такому выводу пришли ученые из Института устойчивого будущего Сиднейского технологического университета (Австралия). Кобальта, например, миру потребуется впятеро больше, чем сегодня доступно для экономически выгодной добычи, и вдвое больше, чем вообще имеется во всех разведанных месторождениях на суше.

Как вырастет спрос на металлы, если к 2050 году человечество будет получать 100% электроэнергии из ВИЭ

Этот катастрофический сценарий воплотится в жизнь, если к середине столетия на ВИЭ будет приходиться 100% производства электроэнергии. Это, по оценкам австралийских исследователей, необходимо для сдерживания глобального потепления в границах 1,5 °C.

Впрочем, нельзя сказать, что дефицит металлов спровоцирует именно борьба с потеплением — скорее, она его усугубит. Например, по оценкам ученых, развитие ВИЭ обеспечит немногим более 40% роста спроса на тот же кобальт. Без учета альтернативной энергетики этого металла миру потребуется примерно втрое больше, чем сегодня возможно экономически эффективно извлекать из недр (а не впятеро, как вместе с ней). А в дефиците, скажем, никеля, спрос на который в 2,5 раза превзойдет современные запасы, доля ВИЭ составит и вовсе ничтожные 3%.

Почему добыча стремится на дно

В последние годы добывающая промышленность пришла к выводу, что спасением для нашего цифрового будущего может оказаться морское дно. К примеру, по оценкам геологов из США, зона разломов Кларион и Клиппертон на северо-востоке Тихого океана содержит в себе вчетверо больше кобальта и почти втрое больше никеля, чем все разведанные месторождения на суше.

И это далеко не все ископаемые богатства, которые можно найти на этом участке площадью 4,2 млн кв. км. Всего здесь встречается 18 ценных для промышленности металлов, и запасы шести из них превосходят совокупные объемы наземных месторождений. Особенно впечатляют резервы таллия, которого там в 6 тыс. раз больше, чем на всей поверхности планеты. И при этом зона Кларион-Клиппертон — лишь один из многих богатых металлами районов океанического дна.

Запасы металлов в зоне Кларион-Клиппертон

Испытания промышленных методов разработки морского дна проводятся крупнейшими добывающими компаниями по всему миру уже несколько лет. Один из первых масштабных экспериментов провела в 2017 году Японская национальная корпорация по нефти, газу и металлам.

В районе Окинавского желоба, попадающего в японскую исключительную экономическую зону, с исследовательского судна на глубину 1600 м был спущен робот-экскаватор. Добывая минеральную руду, он направлял ее на борт по вакуумному трубопроводу. Испытания длились полтора месяца, и за это время со дна удалось извлечь объем цинка, эквивалентный годовому потреблению Японии.

Визуализация технологии донной добычи

В 2020 году корпорация первой в мире извлекла со дна промышленные объемы кобальта и никеля (649 кг руды). Ожидается, что с запуском полномасштабной донной разработки потребность Японии в кобальте будет полностью удовлетворена на 88 лет, в никеле — на 12.

Большая часть морского дна не охвачена национальными юрисдикциями, и разрешения на добычу в таких регионах выдает Международный орган по морскому дну (International Seabed Authority), сформированный ООН на основании Конвенции по морскому праву. На сегодняшний день частным и государственным компаниям выдано около 30 лицензий на разработку в международных водах минеральных месторождений общей площадью 1,5 млн кв. км.

Пока что все фирмы находятся на различных этапах тестирования технологий. И не всегда испытания проходят успешно. К примеру, в апреле 2021-го на глубине 4 км в Тихом океане застрял 25-тонный добывающий робот бельгийской компании Global Sea Mineral Resources — отсоединился 5‑километровый кабель, связывающий аппарат с кораблем.

Как разработка дна уничтожит жизнь на планете

До настоящего времени глубоководные морские экосистемы практически не страдали от человеческой деятельности. Однако с развитием донной добычи они окажутся под угрозой полного уничтожения. И это большая проблема для всей жизни на Земле.

Сами по себе донные полезные ископаемые — в частности, полиметаллические сульфиды и кобальтоносные корки, представляющие первоочередной интерес для добывающих компаний, — служат основой глубоководных экосистем. Именно богатая металлами геология обеспечивает среду обитания для множества донных микроорганизмов.

В отсутствие солнечного света эти бактерии существуют за счет хемосинтеза — получают необходимую для органического синтеза энергию, окисляя соединения донных металлов. Эти организмы не только служат основой пищевой цепи всех глубоководных экосистем, но и оказывают колоссальное влияние на химический баланс Мирового океана, от которого напрямую зависит жизнь на планете. В частности, благодаря этому балансу океан способен поглощать углекислый газ из атмосферы.

Пока существует два основных способа разработки морского дна. Для добычи сульфидов и разработки кобальтоносных корок (и то и другое — массивы горной породы) применяют бурение и дробление, а полиметаллические конкреции (рассыпанные по дну «камушки») всасывают по принципу пылесоса. Собранный материал по трубопроводу поступает в контейнер на поверхности воды. Там из добытой массы выделяется полезная часть, содержащая металлы, которая затем транспортируется на сушу. Оставшиеся отложения сбрасываются обратно в воду.

По оценкам ученых, кроме прямого разрушения экосистем, которое происходит из-за удаления основы донной жизни — металлов, оба метода глубоководной добычи наносят серьезный ущерб из-за шума, света и загрязнения воды.

К примеру, звук в океанической воде распространяется на огромные расстояния, и многие животные ориентируются на него для навигации, общения и поиска пищи. Шум от добывающей техники будет поражать огромные ареалы, нарушая жизненно важные процессы, в том числе питание и размножение, у множества морских обитателей — от моллюсков, ракообразных и медуз до рыб и млекопитающих.

Помимо шума, глубоководная добыча генерирует два типа опасных шлейфов из донных отложений: один — у морского дна, где собираются полезные ископаемые, а второй — в толще воды, куда сбрасываются отходы после обработки на поверхности. Это угрожает жизни огромного числа морских обитателей из-за засорения их дыхательных и фильтрующих органов, а также отравления растворенными в воде токсичными металлами. Кроме того, из-за шлейфов многие животные не могут нормально перемещаться — взвесь донных отложений в воде кажется им препятствием и дезориентирует.

На толщу Мирового океана, простирающуюся на глубину от 200 до 5000 м, приходится 90% биосферы Земли. Из-за разработки морского дна вся эта область рискует превратиться в безжизненную пустошь, населенную добывающими роботами.

На риски можно взглянуть и под другим углом. Глубоководная добыча как отрасль оценивается в $2-20 млрд — при этом она грозит уничтожить глобальную океаническую экономику в $1,5-2,4 трлн в год. Например, под ударом окажется мировое рыболовство, которое служит основным источником белка для 1 млрд человек и средств к существованию для 200 млн человек.

Наконец, эксперты опасаются, что разработка морского дна помешает переходу к экономике замкнутого цикла. Когда рынок окажется перенасыщен редкими металлами, они стремительно подешевеют, это сведет на нет усилия по наращиванию объемов переработки и сокращению использования ограниченных ресурсов.

Откажется ли мир от донной добычи

В 2020-м WWF призвал к введению глобального моратория на глубоководную добычу. Согласно позиции природозащитников, он должен продлиться до тех пор, пока:

ученые не изучат все возможные риски для экосистем;

технологии не разовьются настолько, что отрасль сможет гарантировать добычу в безопасных для экологии объемах и формах;

компании не смогут гарантировать использование добытых со дна полезных ископаемых в рамках моделей замкнутой экономики.

В марте 2021-го к призывам WWF первыми из глобальных компаний присоединились Google, Samsung, BMW и Volvo. Сложно представить себе компании, заинтересованные в поставках редких металлов больше, чем эта четверка!

Месяцем ранее из-за рисков для окружающей среды и морской промышленности глубоководную добычу в своей прибрежной зоне запретило правительство Северной территории, региона Австралии. В общей сложности мораторий затронул 17,5% акватории Зеленого континента.

Еще в 2019 году премьер-министр Фиджи на Форуме тихоокеанских островов призывал власти островных государств ввести 10-летний мораторий на разработку морского дна. Эту коллективную меру пока что не приняли, хотя многие государства — например, Вануату — к призыву присоединились.

В июне 2021-го власти Науру, напротив, разрешили добывающим компаниям приступить к разработке дна в своих водах начиная с 2023 года. Это привело к широкой международной реакции: сотни научных институтов, природозащитных объединений, церковных коалиций и неправительственных организаций призывают Науру пересмотреть свое решение.

В том же месяце природозащитные НКО Канады обратились к правительству страны с требованием запретить донную разработку. До сентября 2021-го соответствующая петиция будет набирать подписи, после чего ее рассмотрит парламент.

Прямо сейчас движение за запрет глубоководной добычи приобретает мировые масштабы. В июле с призывом к глобальному мораторию выступили 350 морских ученых, экологов и политических экспертов из 44 стран.

На первый взгляд может показаться, что вопрос отказа от разработки морского дна — это выбор из двух зол: столкнуться с дефицитом редких металлов и подорвать развитие электронной промышленности, без которой современный мир просто немыслим, или нарушить морские экосистемы и столкнуться с непредсказуемыми последствиями, которые повлияют на всю жизнь на планете.

Однако на самом деле это вопрос того, готово ли человечество перейти на новые экономические модели. По мнению экспертов, запрет на разработку морского дна окажется важным шагом на пути к устойчивому будущему, поскольку простимулирует развитие замкнутой экономики.

По оценкам ученых, спрос на полезные ископаемые вполне может быть удержан в пределах, покрываемых наземными месторождениями, — потребление практически всех металлов можно снизить на 60-90% за счет переработки и повышения эффективности использования материалов. Вероятно, миру следует прислушаться к этим доводам. Ведь переходу к устойчивому будущему скорее поспособствуют структурные изменения в экономике и образе жизни, а вовсе не спешное освоение ресурсов ранее нетронутых уголков планеты.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен.

Автор

Илья Арзуманов

Иллюстрация

Анастасия Лобова