FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь 2019
176 городов
September – November 2019
312 cities
11-13 октября 2019
МГУ | Экспоцентр | 90+ площадок
14–16 октября 2016
Центральная региональная площадка
28–30 октября 2016
ИРНИТУ, Сибэскпоцентр
14–15 октября 2016
Центральная региональная площадка
23 сентября - 8 октября 2017
«ДонЭкспоцентр», ДГТУ
ноябрь-декабрь 2018
МВДЦ «Сибирь»,
Вузы и научные площадки города
6-8 октября 2017
Самарский университет
27-29 октября
Кампус ДВФУ, ВГУЭС
30 сентября - 1 октября
Ледовый каток «Родные города»
21-22 сентября 2018 года
ВКК "Белэкспоцентр"
9-10 ноября 2018 года
Мурманский областной Дворец Культуры
21-22 сентября 2019 года
22-23 октября 2019 года
29-30 ноября 2019 года
7-8 сентября 2019 года
27-29 сентября 2019 года
4-5 октября 2019 года
10-12 октября 2019 года

Материальные потоки США

Очевидно, что крупнейшая экономика мира является кандидатом № 1 на тщательный анализ материальных потоков; к счастью, задача по сбору основных данных упрощается за счет доступности и высокой точности производственной, торговой и потребительской статистики в этой стране. Однако даже эту простую задачу выполнять необязательно, за что стоит поблагодарить исследователей Геологической службы США, собравших воедино основные сведения по более чем 100 отдельным потокам материалов, разложивших их по четко определенным категориям; более того, их работа проведена так, чтобы обеспечить сравнимость и сопоставимость таких сведений, представленных в разных документах и за разные периоды — сначала с 1900 по 1995 год (Matos и Wagner, 1998), затем по 2006 год (Matos, 2009) (Kelly and Matos, 2013), а также в серии регулярно обновляемых исторических отчетов, где собрана статистика за последние годы с категориальной разбивкой. Как уже объяснялось ранее, данные Геологической службы США содержат информацию по металлам и минералам (разделенную на две категории: первичные и переработанные металлы, промышленные и строительные металлы) и невозобновляемой органике (асфальт, воски, масла и смазки, а также ископаемые виды топлива, используемые в качестве сырья), израсходованным на промышленное производство в США. При этом они не включают пищевые продукты и основную массу ископаемого топлива, используемого в качестве источников энергии (поскольку большая доля этих материалов расходуется потребителями напрямую), но включают всю фитомассу, используемую в производстве (от хлопка до шерсти и от древесины до новой и переработанной бумаги). В анализе столетнего периода прослеживается спрос на материалы с пиковых значений, наблюдавшихся в первой фазе промышленной революции (в немалой степени начавшейся благодаря использованию угля и паровых двигателей и характеризовавшейся растущим, но все еще ограниченным массовым потреблением), затем все еще растущий, но уже стабилизировавшийся спрос во второй фазе (основными движущими силами которой стали продукты нефтепереработки и природный газ, а доминирующими источниками тяги — паровые турбогенераторы, двигатели внутреннего сгорания, газовые турбины; отмечается беспрецедентный рост массового потребления) до возникновения и развития экономики, основанной на сфере услуг, после 50-х гг. ХХ века. Такой анализ позволяет провести несколько важных обобщений, которые, несомненно, будут действительны и для других крупных и богатых стран: абсолютные расходы материалов любой категории возросли; биоматериалы стали менее важными; основная доля общей массы приходится на сыпучие строительные материалы; возрос спрос на металлы; переработка стала значительно более важной; стали использоваться (при чем во все больших и больших объемах) невозобновляемые органические ресурсы; при пересчете на душу населения отмечаются изменения в использовании и расходе отдельных материалов (колебания при стагнации, постепенный рост или продолжительное снижение). В течение ХХ века население США увеличилось за счет естественного прироста и постоянной иммиграции почти в 4 раза (в 3,7 раз), ВВП страны (с поправкой на инфляцию) — в 26,5 раз; неудивительно, что эти два фактора привели к росту абсолютных показателей потребления  и расхода во всех категориях материалов; множитель роста варьируется от 1,7 (материалы сельскохозяйственного производства) до 90 (невозобновляемая органика), равняется 8 для первичных (непереработанных) металлов, 34 для нерудных полезных ископаемых и 47 для строительных материалов. Доля возобновляемых материалов — древесины, волокон, кожи — в общей массе упала с 47% (если включать сыпучие строительные материалы в такую массу) или 74% (если исключить из такой массы камень, песок и гравий) в 1900 году до примерно 5% (22%) в 2000; такую тенденцию нельзя назвать неожиданной, ведь человечество все больше полагается на легкие металлы и пластмассы. Совокупный спрос на древесину за то же столетие вырос менее чем в 1,4 раза, однако расход первично изготовленной бумаги и картона увеличился примерно в 19 раз, к чему следует добавить также постоянно растущие количества переработанной бумаги: когда в 1960 году начали собирать данные по этой категории, переработанная бумага составляла всего 24% всей используемой бумаги и картона, но к 2000 году эта доля возросла до 46% при том, что макулатура в больших количествах идет на экспорт (в 2000 году 22% всей собранной в стране макулатуры отправилось за рубеж), в основном в Китай (FAO, 2013). То, что сыпучие строительные материалы (щебень, песок, гравий) в течение ХХ века составляли все большую долю ежегодных материальных потоков Америки (с 38% всех материалов в 1900 году до 77% в 2006), вовсе не удивительно, так как после Второй мировой войны значительно увеличились масштабы работ по строительству материалоемкой транспортной инфраструктуры. В 1956 году началось создание системы федеральных автомагистралей, в рамках которой было построено множество новых мостов (USDOT, 2012), а появление гражданских реактивных самолетов привело к быстрому расширению сети аэропортов — процесс, который не так давно повторился в Китае. Огромный спрос на сыпучие строительные материалы был также обусловлен строительством новых грузовых портов, попытками управлять течением рек (в основном в бассейне Миссисипи), выработкой электроэнергии (возведением плотин гидроэлектростанций, а также строительством атомных электростанций), массовым строительством новых фабрик, коммерческой недвижимости (складов, торговых центров) и жилья. Масса строительных материалов, используемых в США, увеличилась в семь раз с 1900 по 1940 год, удвоилась с 1945 по 1951 год, затем еще раз удвоилась к 1959 году и составила 1,1 миллиарда тонн, однако следующего удвоения — до 2,26 миллиарда тонн — удалось достичь только к 1997 году. Использование этих материалов значительно снижается в периоды экономического кризиса: так, во время Великой депрессии с 1929 по 1933 год отмечается спад спроса на 50%; с 1979 по 1982 год общий спрос снизился на треть, а в течение недавнего кризиса 2007–2010 гг. расход песка и гравия в США упал на 44%, спрос на щебень — на 29% (Matos, 2009). Из сведений о конечном использовании видно, что крупнейшей определяемой категорией расхода песка и гравия (на которую пришлась пятая доля общей массы, превысившей 1 миллиард тонн в год) является использование этих материалов в качестве заполнителя, смешиваемого с цементом в производстве бетона; затем идет производство дорожного полотна и покрытия, наполнителей, а также применение песка и гравия в качестве добавки к асфальтным и битумным смесям; однако основную категорию, на которую приходится четверть общей массы, составляет расход материала на неустановленные цели. Применение щебня в качестве заполнителя в производстве бетона является самой значимой категорией его конечного использования; щебень также незаменим как компонент железнодорожного балласта. Глубина балласта составляет от 15 до 50 см (на высокоскоростных ветках), общая ширина — примерно 4,5 м; то есть на километр путей уходит более 1000 м3 щебня или примерно 3000 тонн при плотности 2,6 т/м3 . Блочный камень, как тесаный, так и нет, используется в строительстве для облицовки, укладки бордюров, мощения, а также возведения памятников. Он составляет лишь небольшую категорию, и порядка четырех пятых массы добытого камня даже не вывозится из карьеров (редкий пример скрытого потока, количественная оценка которого дана в отчетах Геологической службы). По сравнению со строительным песком, объем песка, используемого в промышленности, относительно невелики, но с качественной точки зрения он очень важен. Годовой расход в последние годы колебался вокруг цифры 25 миллионов тонн: 40% от этой массы составляет чистый кремнезем, используемый в стекольной промышленности, порядка одной пятой расходуют в литейных цехах для изготовления литейных форм и огнеупорных материалов, а также в виде карбида кремния в качестве флюса и при выплавке материалов. Меньшую, но функционально незаменимую долю составляют абразивы, используемые для шлифовки и пескоструйной обработки, и песок, применяемый при фильтрации воды, а также для создания искусственных пляжей и спортивных площадок. Новый и быстро растущий рынок представлен специальными видами песка, используемыми в гидравлическом фрекинге газо- и нефтеносных сланцев, а также при цементировании скважин. К другим материалам, включенным Геологической службой в разнородную группу нерудных полезных ископаемых, относятся элементы (углерод в виде графита и алмазов, бор, бром, гафний, гелий, литий, азот, сера, стронций и цирконий), а также как распространенные (фосфаты, калийные соединения, поваренная соль) и относительно редкие (драгоценные камни, промышленный гранат, кварц) соединения. С точки зрения массы эта группа материалов занимает второе место: в последние годы в США их используется примерно в 2,5 раза больше, чем всех металлов, как первичных, так и переработанных. Совокупная масса израсходованных материалов этой категории составляла всего 10 миллионов тонн в 1900 году, увеличилась до 150 миллионов тонн в 1950 году, превысила 300 миллионов тонн в 1972-м, затем, после двух десятилетий стагнации, увеличилась до 370 и 390 миллионов тонн в 2000 и 2010 гг. соответственно. Крупнейшими составляющими данной группы являются соль (порядка 55 миллионов тонн в 2010 году), рудные фосфаты (примерно 30 миллионов тонн), азот (около 14 миллионов тонн) и сера (приблизительно 11 миллионов тонн). Америка выделяется на фоне всего мира расходами солей (20% от общемировых расходов в 2010 году). Основными статьями (на каждую из которых в том же году пришлось примерно по 18 миллионов тонн) являются производство щелочных соединений и хлора, а также обработка дорог, препятствующая их обледенению. В пищевой и кормовой промышленности соли используется на порядок меньше (примерно по 1,8 миллиона тонн); более 1 миллиона тонн в год уходит на обработку воды (смягчение и деионизация). Рост расхода металлов и изменение долей отдельных элементов и сплавов в этой широкой категории материалов отличаются предсказуемостью. В 1900 году первичных металлов было израсходовано 10,3 миллиона тонн, за шесть последующих лет эта цифра удвоилась, к 1929 году удвоилась еще раз и составила уже 42 миллиона тонн, а вот Великая депрессия привела к значительному снижению спроса — до 11,3 миллиона тонн в 1932 году. Рекорд, поставленный до начала кризиса, удалось побить в 1940 году, и до 1944 года ежегодный расход составлял порядка 59 миллионов тонн; несколько лет наблюдались колебания и спад, и только к 1963 году удалось достичь цифры 60 миллионов тонн. К тому времени доля переработанных материалов в общей поставляемой массе (примерно 87 миллионов тонн) составляла всего 1/3; к 2000 году — уже 44% (от 144 миллионов тонн общего расхода металлов). В то время как в переработке металлов в целом отмечались тенденции роста (хотя и со значительными спадами в периоды экономической рецессии), внутреннее потребление первичных металлов колебалось в конце 60-х и начале 70-х гг., а в течение последующих 30 лет в целом снижалось, что, как считается, было обусловлено первой волной деиндустриализации Америки, то есть потери ее мирового лидерства в черной металлургии и спада производства цветных металлов. Производство стали достигло своего пика в 1979 году, составив 91,9 миллиона тонн; десять лет спустя оно снизилось на 52% по сравнению с этим показателем, к концу столетия незначительно возросло и составило 47,9 миллиона тонн. Наибольших показателей внутреннее производство металлов достигло в 1969 (цинк), 1972 (медь и никель) и 1973 (свинец) гг.; только меди удалось превысить пиковые значения тех времен: в течение 8 лет с 1992 года меди ежегодно производилось больше, чем в 1972 году, но затем ее производство снова снизилось. В результате в 1979 году внутреннее потребление металлов было ниже почти на 60%, а пиковые показатели 1968 года (78,2 миллиона тонн) удалось превзойти только в 1998 году. Если же говорить о доле отдельных металлов в этой разнообразной категории, то в течение первой половины ХХ века господствовала сталь (92% общей массы как в 1900, так и в 1950 г.); к 2000 году ее доля снизилась до примерно 83%. Вторым по массе идет алюминий, его в США было израсходовано менее 900 тысяч тонн в 1950 году и более 7 миллионов тонн в 1999; рост был в основном обеспечен авиастроительной отраслью, а также повсеместным внедрением алюминия и его сплавов в автомобилестроении и производстве многих потребительских товаров, от кухонной утвари до компьютеров. Затем внутренний расход этого металла снизился до 3,5 миллиона тонн к 2010 году, однако за этой тенденцией скрывается сложное сочетание изменений в методах производства, а также в международной торговле. В 2010 году выпуск первичного алюминия составил всего 1,7 миллиона тонн, а вот вторичного (переработанного) алюминия было произведено уже 2,8 миллиона тонн, из них 1,25 миллиона тонн было получено из старого лома, 1,55 миллиона тонн — из нового; импортировано было 3,6 миллиона тонн, экспортировано немногим меньше (3 миллиона тонн); запасы металла достигли 3,2 миллиона тонн, видимый внутренний расход — 3,46 миллиона тонн. Геологическая служба (USGS, 2005) также подсчитала совокупную массу алюминия в строениях и изделиях: в 2002 году она достигла 142 миллионов тонн (для сравнения, аналогичный показатель меди составил 117 миллионов тонн, стали — 4,13 миллиарда тонн). Схожие значительные сдвиги наблюдались и у меди: в 2010 году внутреннее производство было почти в два раза ниже, чем в конце 90-х, видимый расход составил всего 1,74 миллиона тонн (3,1 миллиона тонн в 1999 году). Из прочих металлов ежегодный расход только двух за последние годы превысил 1 миллион тонн: в 2000 году цинка было израсходовано 1,3 миллиона тонн, свинца — 1,4 миллиона тонн. Марганец, в основном идущий на легирование стали, относился к той же группе, пока американская металлургическая отрасль была «впереди планеты всей» (расход составил 1,35 миллиона тонн в 1974 году). Со спадом производства специальных сталей в Америке снизился и спрос на марганец: в 2010 году он не составил даже 800 тысяч тонн, при этом был полностью импортным (внутреннее производство, никогда не отличавшееся большим размахом, полностью прекратилось в 1990 году). А вот потребление молибдена, десятилетиями до конца 20 века колебавшееся в районе 15-25 тысяч тонн, после 2005 года начало бить все рекорды и достигло 46 400 тонн в 2010 году; это единственный металл, показавший такую тенденцию роста. Он также используется в качестве компонента некоторых сталей (применяется для закалки, также обеспечивает лучшую термостойкость); другим важным рынком молибдена является производство катализаторов. Лидирует в производстве молибдена Китай, на втором месте идут США, которые также выделяются значительным нетто-экспортом этого металла. Прежде чем перейти к последней категории материалов, включенной в отчеты Геологической службы США, я повторюсь, что фактическое внутреннее потребление почти всех металлов в США выше (порой значительно), чем указывается в них, потому что существенная их доля попадает в страну не в виде импортируемого сырья (включенного в совокупные данные внутренних расходов), а в виде импортных изделий, и вот эта доля не входит в статистику видимого внутреннего потребления. К основным компонентам таких неподотчетных потоков относятся не только сталь и алюминий в автомобилях, самолетах, механизмах и приборах, но и высокотоксичные тяжелые металлы, такие как свинец в автомобильных свинцово-кислотных (PbSO4 -H2 SO4 ) аккумуляторах и кадмий в перезаряжаемых никель-кадмиевых батареях. В 1900 году общий расход невозобновляемой органики (в основном шедшей на дорожное покрытие и смазочные масла) не превышал 2 миллионов тонн, но последующее расширение сети асфальтированных дорог, массовое распространение автомобилей подъем автотранспортной отрасли и, что самое важное, быстрое распространение синтетических материалов на основе сырой нефти и природного газа обеспечили данной категории самый быстрой прирост в США: к 1950 году общий поток превысил 30 миллионов тонн, к 1999 году достиг 150 миллионов тонн, при этом почти две трети приходится на углеводородное сырье (лигроин и природный газ), используемое в производстве аммиака — исходного компонента всех синтетических азотных удобрений. Второй статьей затрат (по массе) являются асфальт и жидкий битум; расход этих материалов на покрытие дорог, составлял 10 тысяч тонн в 1900 году (за пределами городов асфальтированных дорог было совсем немного), но за два десятилетия увеличился более чем в 100 раз, превысил 10 миллионов тонн к 1950 году и до кризиса 2008 года составлял порядка 30 миллионов тонн в год. Еще двумя крупными классами органики являются смазочные материалы и воски. Я рассмотрю американские показатели материалоемкости — то есть количества материалов на единицу экономического продукта — и долгосрочные тенденции изменения таких показателей в следующей главе, посвященной явной дематериализации современных экономик, но прежде, чем завершить этот раздел, хочу вкратце отметить некоторые интересные цифры расхода материалов на душу населения. В совокупности, если судить по данным Геологической службы, внутри США на душу населения тратилось 1,9 тонны материалов в 1900 году, 5,6 т в 1950-м, 12 тонн в 2000; если вычесть сыпучие строительные материалы, то получится 1,2, 2,3 и 3 тонны на душу населения в год соответственно, то есть расход строительных материалов возрос с примерно 0,7 т в 1900 году до 3,3 тонны в 1950 и 9 тонн в 2000. Древесина является единственным материалом, подушный расход которого в течение столетия постоянно снижался (с 800 кг в 1900 году до 400 в 1950 и примерно 300 в 2000-м). Показатель материалов сельскохозяйственного производства несколько увеличился (с 40 до 47 кг на душу населения в первой половине ХХ века), но затем снизился до 18 кг; следует, однако, отметить, что хлопок и шерсть, из которых сшита готовая импортная одежда (в США сейчас преимущественно носят именно импортную одежду), не входят в данный показатель. Расход бумаги возрос с 35 до примерно 175 кг на душу населения с 1900 по 1950 год, а затем стабилизировался (показатель за 2000 год составил 179 кг на душу населения). Аналогичные тенденции отмечаются в расходе всех металлов: рост со 135 кг в 1900 году до 515 кг в 1950 и практически без изменений в 2000-м (510 кг); однако эти данные не вполне показательны, так как после 70-х гг. значительно возрос нетто-импорт автомобилей, самолетов и оборудования. Если говорить о трех ведущих металлах, то расход стали на душу населения продолжал расти с некоторыми колебаниями с 1900 года (125 кг) до 1974 года, когда была преодолена отметка 500 кг; затем снизился до 425 кг к 2000 году и составил всего 260 кг на душу населения в 2010 году. Медь достигла пика внутреннего потребления в 1972 году (10,5 кг на душу населения, ср. 2/2 кг в 1900 году); после временного спада этот показатель достиг 11 кг в 2000 году, но к 2010 году упал до 6 кг. Резкое падение в последние годы пережил и алюминий: с пика в 26 кг (1999) снизился до менее чем 11 кг (2010). Что же это: временные снижения, обусловленные экономической рецессией, или начало новой фазы потребления материалов в богатых странах?

 

Источник: Создание современного мира. Материалы и дематериализация. Глава 4.

Добавьте свой комментарий

Plain text

  • Переносы строк и абзацы формируются автоматически
  • Разрешённые HTML-теги: <p> <br>
LiveJournal
Регистрация

Другие статьи в этой рубрике

Первый снимок черной дыры

Астрономы впервые получили прямое визуальное изображение сверхмассивной черной дыры в центре галактики М 87 и ее тени.

 

 

 

Как бактерии проводят электричество

Электропроводящие выросты на поверхности бактериальных клеток устроены подобно обычным электрическим проводам – с проводящей внутренней частью и изолирующей обмоткой.

 

 

 

 

Вездесущий натрий

Крупинки натрий-хлора в солонке, бензоат в газировке и лаурилсульфат в шампуне — натрий окружает нас если не повсюду, то, по крайней мере, на кухне и в ванной.

 

 

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Просто добавь азот: ученые улучшили углеродные наноматериалы

Курьезы Нобелевских премий

В 1888 году Альфред  Нобель в газете прочел сообщение о собственной смерти (репортеры перепутали его с недавно скончавшимся братом Людвигом). Пресса наперебой называла магната «торговцем смертью».

Как не заблудиться в технологических мифах

 

Биологи нашли возможную причину образования «вирусных фабрик»

Сотрудники биологического факультета и Научно-исследовательского института физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ имени М.В.Ломоносова проследили за про

Европейская отчётность

Хотя у некоторых европейских стран имеется превосходная историческая статистика, ни одно из их национальных исследовательских учреждений так и не опубликовало отчеты по материальным потокам с большим временных охватом, которые можно было бы сравнит