Пределы роста. 30 лет спустя

Расширение пределов с помощью технологий в модели WorldЗ

В Сценарии 3 и дальнейших компьютерных расчетах в этой книге мы используем те же увеличенные запасы невозобновимых ресурсов и усовершенствованные технологии добычи, что и в Сценарии 2. В конкретных величинах это предполагает такое количество невозобновимых ресурсов, что в 2000 году их запасов будет достаточно на 150 лет при сохранении той же скорости потребления. На добычу ресурсов ежегодно отводится 5 % валового промышленного продукта. Сценарий 2 будет служить нам для сравнения, чтобы можно было определить, какова роль технологий и политических изменений.

Мы вносили изменения в систему по одному: сначала технологии уменьшения выбросов загрязнений, затем технологии повышения урожайности, и так далее, но не в предположении, что мир может внедрять такие технологии только поочередно, а потому, что такое разделение позволяет лучше понять, как реагирует модель на каждое изменение. Даже когда мы сами проводили многочисленные прогоны модели World3 с целью изучить эффект от внедрения всех трех технологий одновременно, мы сначала вносили изменения по одному, чтобы выявить влияние каждой технологии отдельно, и лишь в конце пробовали, что получится, если осуществить их все одновременно.

Для многих экономистов технология — это отдельный показатель в конкретном варианте уравнения производственной функции Кобба-Дугласа. Этот показатель работает автоматически, без запаздывания, без дополнительных расходов, без ограничений и дает только желаемый эффект. Неудивительно, что экономисты так слепо верят в потенциал технологий для решения проблем человечества! Однако в «реальном мире» нет технологий с такими волшебными свойствами. Технологии, которые нам доступны, направлены каждая на решение конкретной проблемы; все они стоят денег и требуют длительного времени на разработку. После того как их пригодность доказана лабораторными методами, нужно определенное время, чтобы получить ассигнования на внедрение, нанять рабочих, персонал по продажам и обслуживанию, задействовать маркетинговые и финансовые механизмы для повсеместного применения технологий. Часто наряду с полезным эффектом наблюдаются и негативные, неожиданные побочные эффекты, проявляющиеся со временем. А лучшие технологии еще и защищают патентами. Их держатели ревностно следят за тем, чтобы за использование платили высокую цену, и часто выставляют дополнительные условия, ограничивающие широкое применение технологий.

В этом сценарии предполагается тот же объем невозобновимых ресурсов, что и в Сценарии 2, а также более эффективное ограничение выбросов в окружающую среду, что позволяет снижать количество загрязнений на единицу промышленной продукции максимум до 4 % в год, начиная с 2002 г. Это позволяет достичь значительно более высокого уровня благосостояния для большего количества людей после 2040 г., поскольку негативных последствий от загрязнений меньше. Однако производство продовольствия в конце концов снижается, отвлекая капитал из промышленного сектора и в итоге провоцируя катастрофу.

В модели World3 невозможно, да и не имело бы смысла представлять технологии во всем их разнообразии. Вместо этого мы учли в модели технологические усовершенствования в конкретных областях — уменьшение загрязнения окружающей среды, использование ресурсов, повышение урожайности — и в каждой ввели три сводных параметра: конечная цель; годовой процент улучшения, достигнутый в самой успешной лаборатории; а также среднее запаздывание между лабораторными экспериментами и широким использованием технологии в реальных условиях. При описании каждого сценария указывалось, какая технология использована. В остальных моделях мы предполагали, что если в системе существует потребность, то лабораторная технология может увеличивать эффективность каждый год максимум на 4 %. И мы предположили, что с момента разработки новой технологии в лаборатории до ее повсеместного использования в мировом производстве в среднем проходит 20 лет. Таблица 6.1 показывает, как эти предположения отразились на выбросах стойких загрязнителей в Сценарии 3.

Предположим, что определенное количество сельскохозяйственного и промышленного капитала в 2000 г. приводит к выбросам 1000 единиц стойких химических загрязнений. Если технология ежегодно повышает эффективность на 4 %, и если запаздывание повсеместного распространения технологии составляет 20 лет, то в 2020 г. тот же капитал произведет уже только 900 единиц выбросов. К 2040 г. выбросы снизятся практически вдвое, а к 2100 г. составят только 5 % от исходного уровня. В модели World3 при использовании соответствующей технологии подобный же результат достигается в отношении повышения урожайности и эффективности использования ресурсов.

В Сценарии 3 мы предположили, что в расчетном 2002 г. (до того, как мировой уровень загрязнений возрастет настолько, чтобы нанести серьезный ущерб здоровью людей или урожайности посевов) мир решил уменьшить загрязнение окружающей среды до уровня середины 1970-х гг. XX в. и систематически направляет средства для достижения этой цели. Выбирается способ борьбы с загрязнениями «на конце трубы», когда выбросы улавливают на месте их появления, но при этом отсутствует модификация производственных процессов, нацеленная на исключение образования загрязняющих веществ. Выбросы уменьшаются в соответствии с табл. 6.1; для этого необходимо увеличить инвестиции максимум на 20 %. К расчетному 2100 г. уровень загрязнения уменьшается до относительно низкого уровня, который был характерен для самого начала XXI в.

В этом сценарии загрязнение нарастает примерно 50 лет, несмотря на специальную программу борьбы с ним, поскольку влияют запаздывание внедрения и продолжающийся рост промышленного производства. Однако степень загрязнения все-таки существенно ниже, чем в Сценарии 2. Оно никогда не достигает уровня, не наносящего вреда здоровью людей, и за счет этого «антизагрязнительного» эффекта эпоха большой численности населения и высокого уровня материального благосостояния продлевается на одно поколение. Хорошие времена заканчиваются в 2080-х гг. — сорока годами позже, чем в Сценарии 2, как показывает показатель благосостояния человека, резко снижающийся в этот период. Загрязнение успевает негативно подействовать на урожайность несколько раньше. Она не снижается сразу же, поскольку уменьшение продуктивности земель частично компенсируется за счет направления в сельское хозяйство дополнительных потоков. В «реальном мире» примером такого явления может служить применение извести для нейтрализации последствий кислотных дождей, использование удобрений для восполнения питательных веществ в почве (обычно их создают почвенные микроорганизмы, но они страдают из-за применения пестицидов), а также организация орошения, чтобы компенсировать недостаток осадков, вызванный изменением климата.

В Сценарии 3 противостоят две тенденции: уменьшение плодородия почвы и увеличение использования сельскохозяйственных химикатов; с расчетного 2010 по расчетный 2030 гг. производство продовольствия поддерживается на постоянном уровне. Тем временем численность населения продолжает расти, поэтому производство продовольствия на душу населения начинает уменьшаться. Несколько десятилетий производство промышленной продукции и услуг позволяет поддерживать достаточно высокий уровень жизни, несмотря на то, что сельское хозяйство требует все больших инвестиций. Затем, чуть позже, инвестиции нужны еще и для снижения уровня загрязнения. В последней трети XXI в. уровень загрязнения снизится настолько, что продуктивность земель восстанавливается. Однако численность населения очень велика, и площадь сельскохозяйственных угодий уменьшается вследствие разрастания городов и в результате эрозии. Более того, во второй половине столетия быстро снижается производство промышленной продукции, поскольку слишком много инвестиций отвлечено от воспроизводства промышленного

Таблица 6.1. Влияние технологии на выбросы стойких загрязнителей в модели World3

Если лабораторные технологии могут ежегодно повышать эффективность на 4 %, а затем внедряться в мировое производство со средним запаздыванием в 20 лет, то выбросы загрязнений в окружающую среду можно быстро уменьшить. В таблице приводятся проценты снижения выбросов, достигнутые в модели World3 в Сценарии 3 после того, как моделируемое население в расчетном 2002 г. пытается уменьшить загрязнение с максимально возможной скоростью, какую только может обеспечить технический прогресс.

капитала (амортизация), чтобы направить их в сельское хозяйство и на уменьшение загрязнения окружающей среды. Экономика приходит в упадок еще и из-за нарастающего истощения невозобновимых ресурсов в конце столетия, и в итоге наступает коллапс.

Общество в Сценарии 3 существенно снижает уровень загрязнения, ему удается продолжительное время поддерживать высокий показатель благосостояния человека. Однако в конце концов возникают проблемы с продовольствием. Сценарий 3 можно описать как «кризис продовольствия». Разумеется, в «реальной жизни» можно принять меры к тому, чтобы производство продовольствия поддерживалось на желаемом уровне. Что произойдет, если общество направит все технологические усилия на то, чтобы решить проблему продовольствия? Один из возможных результатов показан на рис. 6.3, в Сценарии 4.

В этом варианте расчета тоже присутствует программа борьбы с загрязнениями — та же, что и в Сценарии 3. Но одновременно, в том же расчетном 2002 г., общество решает принять экстренные меры еще и к преодолению продовольственной проблемы, контуры которой уже вырисовываются в конце 1990-х гг. XX в. Инвестиции переключаются на разработку технологий для увеличения урожайности сельскохозяйственных культур. До широкого внедрения этих технологий на всех фермерских полях мира проходит в среднем 20 лет, а когда есть потребность, то урожайность еще увеличивается на 4 % в год, и с тем же запаздыванием. Инвестиции в технологии увеличивают затраты капитала почти на 6 % в 2040 г., и на 8 % в 2100 г. До 2050 г. значительной прибавки в урожайности нет, поскольку на то время продовольствия и без того достаточно. Однако во второй половине столетия средняя продуктивность значительно возрастает в результате экспоненциальной природы технологического прогресса, заложенного в этот сценарий.

В результате примерно в середине XXI в. имеет место длительный период с высокой численностью населения и высоким уровнем благосостояния человека. Новые аграрные технологии помогают увеличить производство продовольствия с 2050 г. (по сравнению со Сценарием 3), но проблему с продуктами питания это не решает, поскольку уменьшение продуктивности и потеря пахотных земель вследствие эрозии и урбанизации в конце концов перевешивает все положительные эффекты от сельскохозяйственных инноваций. Начиная с 2070 г., производство продовольствия снижается. Высокая интенсивность землепользования в этом сценарии приводит к прогрессирующей эрозии земель — не только из-за потерь самого почвенного слоя, но и в результате уменьшения содержания в нем питательных веществ, уплотнения грунта, засоления и других процессов, которые уменьшают продуктивность.

Земель будет оставаться все меньше, и фермерам придется пытаться собрать больший урожай с меньшей площади. Высокая интенсивность использования приводит к еще большей эрозии, в силу вступает контур положительной обратной связи, который ведет к разрушению земель. Сценарий 4 можно назвать «кризисом эрозии земель», который достигает максимума после 2070 г. — когда пахотных земель катастрофически не хватает. С таким кризисом быстро справиться невозможно даже за счет высокоурожайных аграрных технологий. В результате дефицит продовольствия приводит к уменьшению численности населения. Сельскохозяйственный сектор, переживающий большие проблемы, требует все больше и больше капитала и человеческих ресурсов, отвлекая их от других направлений, а ведь в то же самое время капиталовложения остро необходимы ресурсодобывающему сектору. Катастрофа наступает еще до 2100 г. и затрагивает практически все сферы жизни.

Конечно, ни одно здравомыслящее общество не станет использовать такие сельскохозяйственные технологии, которые повышают урожай за счет разрушения земель. К сожалению, в реальной жизни примеров такого поведения масса. В Центральной долине (Central Valley) в Калифорнии земли деградировали в результате засоления, а на землях, расположенных буквально рядом, продолжают применять те же самые методы, чтобы увеличить урожайность. Но давайте, все-таки, предположим, что грядущие поколения будут вести себя более разумно. Пусть в модели

Рис. 6.3. Сценарий 4: больше невозобновимых ресурсов, более развитые технологии ограничения выбросов и увеличения урожайности земель

Если к модели мира добавить не только технологии ограничения выбросов, но и комплекс технологий для увеличения производства продовольствия на единицу площади сельскохозяйственных угодий, то высокая интенсивность землепользования приводит к быстрому истощению и потере земель. Фермеры мира будут безуспешно пытаться получить все больше продовольствия со все меньших площадей, а это невозможно делать до бесконечности.

включены технологии защиты земель от последствий загрязнения и технологии, позволяющие увеличить продуктивность без негативных последствий. В Сценарии 5 на рис. 6.4 показано, как ведет себя система, в которой такие изменения вступили в силу.

В этом сценарии мы полагаем, что, в дополнение к уже внесенным в систему технологиям уменьшения загрязнения и повышения урожайности, с 2002 г. начинает действовать международная программа борьбы с эрозией земель. Как вы помните, мы предположили, что первые две программы потребуют дополнительных капиталовложений. С третьей программой мы поступили иначе: мы предполагаем, что она не потребует дополнительных инвестиций, так как для ее осуществления нужно просто использовать более бережные технологии ведения сельского хозяйства, продлевая срок жизни почв.

Описываемая программа не дает сколько-нибудь заметных положительных результатов до 2050 г., когда скорости разрушения почв резко снижаются за счет применения более щадящих технологий землепользования. В итоге период высокого благосостояния человека немного продлевается — он тянется даже после 2070 г. Но этот результат неустойчив, и его не удается удержать долго. В Сценарии 5 катастрофа наступает из-за совпадения кризисов сразу по нескольким отраслям, наступающих практически одновременно: истощаются ресурсы, не хватает продовольствия, затраты необычайно возросли. Примерно до 2070 г. средний показатель человеческого благосостояния остается относительно высоким, несмотря на неприятные колебания параметров, из которых он формируется. Продовольствия в общем хватает (хотя его производство снижается в средней трети столетия), уровень загрязнений терпимый (хотя в той же трети столетия достигает довольно высоких значений), экономика растет (как минимум до 2050 г.), услуги становятся более доступными, ожидаемая продолжительность жизни превышает 70 лет. Однако после 2070 г. затраты на различные технологии, плюс растущие расходы на добычу невозобновимых ресурсов из практически истощенных месторождений, требуют больше капиталов, чем экономика в состоянии дать. Результат — довольно резкий упадок. Сценарий 5 можно назвать комбинацией нескольких кризисов.

Кто- то может спросить, какое из направлений деятельности общества поддастся перегрузке и придет в упадок первым? Допустит ли общество, чтобы произошло разрушение земель, или не уследит за сильным

Рис. 6.4. Сценарий 5: больше невозобновимых ресурсов, более развитые технологии ограничения выбросов и увеличения урожайности земель плюс программа защиты земель от эрозии

В этом сценарии к технологиям, повышающим урожайность и снижающим загрязнение, добавляются меры по защите земель от эрозии. В результате катастрофа отодвигается на еще более позднее время и наступает только к концу XXI в.

загрязнением среды, или столкнется с нехваткой сырья? Модель World3 предполагает, что добыче сырья и ископаемого топлива будет отдан приоритет, поскольку они необходимы для поддержания производства промышленной продукции, которая, в свою очередь, необходима для инвестирования в другие секторы экономики. Конкретный выбор и точная схема поведения системы в тот момент, когда капитала на все не хватает, не так уж важны. Мы не претендуем на роль предсказателей того, как поступит мир, если действительно столкнется с такой ситуацией. Нас не интересуют конкретные значения конкретных параметров после того, как произошла катастрофа. Нам важно увидеть, что само наступление катастрофы возможно, что общество может с этим столкнуться.

Если последняя капля, вызывающая глобальную катастрофу в Сценарии 5 — это истощение невозобновимых ресурсов, то тогда должна помочь программа ресурсосбережения. Добавим ее к предыдущим технологиям. На рис. 6.5 показан результат: Сценарий 6.

Теперь в моделируемом мире развиваются мощные технологии, одновременно позволяющие уменьшить загрязнение, повысить урожайность, защитить земли и расходовать ресурсы экономно. Все эти технологии требуют капиталовложений, и до момента внедрения всех проходит 20 лет. В совокупности эти технологии должны обеспечить процветание миру с большим населением, пока идиллия не заканчивается из-за того, что все технологии требуют капиталовложений.

В 2002 г. запускается программа, позволяющая снизить потребление невозобновимых ресурсов на единицу промышленной продукции со скоростью до 4 % в год. Предыдущие программы остаются в силе: уменьшение загрязнения окружающей среды, повышение продуктивности земель, защита от эрозии. Фактически, все вместе они составляют грандиозную программу XXI в. по увеличению экологической эффективности, и расходы на такую программу тоже грандиозны (они на 20 % возрастают к 2050 г. и на 100 % — к 2090 г.). Основная цель — значительное уменьшение экологической нагрузки.

Такое мощное сочетание технологий позволяет избежать катастрофы, которая в Сценарии 5 наступила в последней трети XXI в. Однако все эти технологии дают желаемый результат слишком поздно, и это не позволяет избежать постепенного снижения показателя благосостояния человека в последней трети XXI в. Численность населения уменьшается незначительно, но около 2050 г. временно наблюдается довольно серьезное уменьшение ожидаемой продолжительности жизни. Одновременно -

Рис. 6.5. Сценарий 6: больше невозобновимых ресурсов, более развитые технологии ограничения выбросов и увеличения урожайности земель, программа защиты земель от эрозии и ресурсосберегающие технологии когда уровень загрязнения достаточно высок, чтобы это сказалось на плодородии земель — падает производство продовольствия, но эту проблему в конце концов удается преодолеть, так как дают себя знать результаты технологии увеличения урожайности и уменьшения загрязнения среды. Невозобновимые ресурсы расходуются медленнее, их стоимость остается на достаточно низком уровне. К концу века, в течение которого произошло столько событий, стабилизировавшаяся численность населения составляет около 8 млрд чел., которые живут в высокотехнологичном мире, где уровень загрязнения невысок, а показатель благосостояния человека примерно такой же, какой был в 2000 г. Ожидаемая продолжительность жизни и производство продовольствия на душу населения больше, доступность услуг такая же, а производство потребительских товаров на душу ниже, чем те же показатели в начале века. Производство промышленной продукции начинает уменьшаться примерно в 2040 г., поскольку капитал отвлекают от реинвестирования в промышленность и направляют на более насущные задачи — защиту населения от голода, среды — от загрязнения, земель — от разрушения. Да и уменьшение невозобновимых ресурсов приводит к отвлечению инвестиций. Вскоре после этого падают производство услуг на душу населения и уровень материального потребления. В конце концов моделируемый мир уже не может поддерживать высокие жизненные стандарты, так как технологии, социальные услуги и потребность в новых инвестициях одновременно становятся для экономики неприменимо высокими — наступает кризис инвестиций.