К.т.н. И.М. Мазурин, НИПК "Элегаз", Москва
Доцент А.Ф. Королёв, МГУ им. М.В. Ломоносова. Москва
К.т.н. Е.Ф. Уткин, МВЭС. Москва
Десять лет, прошедшие с момента подписания Монреальского протокола и участие в нём России в качестве равноправной Стороны, позволяют сделать первые оценки последствий этой международной акции в защиту озонового слоя Земли. Наиболее зримые последствия видны в научном, техническом, юридическом и экономических аспектах, являющихся основными элементами исследуемой системы. Поскольку идея протокола построена на научных данных по состоянию озонового слоя Земли, то главными вопросами является достоверность этих данных и состоятельность физической модели, на основе которой сделаны выводы.
Но научная основа Монреальского протокола пока ещё создаётся. Этот вывод следует из отчёта третьего совещания руководителей научных исследований по озону Сторон Венской конвенции об охране озонового слоя ( Женева, март 1996г.) В разделе 3 п.12 по словам д-ра Ван дер Леуна в отношении биологических последствий увеличения интенсивности ультрафиолетового излучения ... "Недостаточность знаний делает невозможным разработку Сторонами стратегии ослабления последствий и установление приоритетов". Это заключение означает, что научную базу и стратегию проблемы воздействия ультрафиолетового излучения на живые организмы ещё предстоит создать в соответствии с первичной идеей Венской конвенции. Для этого необходимо время, средства и большой объём исследований.
В целом по задаче пока лишь можно констатировать наличие перечня методических несоответствий причинно-следственных связей в "хлорной" модели гибели озона, принятой за фундаментальную истину в Монреальском протоколе.
Как известно эта истина основана на предположении о чисто антропогенном происхождении Фреона-12 и других хлорфторуглеродов (ХФУ), которые уже запретили к производству и применению с 1996 года. Однако это предположение сегодня опровергнуто экспериментальными данными по составу примесей газа в кернах антарктического льда 1000-летней давности [ 1 ], а также данными состава вулканических газов [ 2 ], где ХФУ определены в значительных количествах.
Аналогичная картина и с парниковыми газами. Фторуглеродные соединения (СF4 и др.) также были в атмосфере в доиндустриальный период, о чём свидетельствуют данные о составе примесей альпийского снега 200-300-летней давности [ 3 ]. Их количество (40 рртv СF4) в атмосферном воздухе было близко к современному и зависело от интенсивности вулканической деятельности.
Судя по балансу масс фторидов в атмосфере [ 2 ], человек в индустриальную эпоху по выбросам фторидов в атмосферу на порядок уступает вулканам. Однако за 80-100 лет деятельности он всё-таки выбросил в атмосферу около 100 Мт одного только СF4, выплавляя сталь и алюминий. Но несмотря на расчётный срок жизни в 50000 лет [ 4 ], сегодня количество СF4 в атмосфере Земли не превышает 2 Мт [ 5 ], что свидетельствует о времени жизни этого самого устойчивого фтористого соединения в пределах 1-1,5 лет.
Причиной столь серьёзного расхождения расчётного и измеренного времени жизни CF4 видимо является неполнота действующих факторов в модели, а также методические ошибки. Для фторсодержащих газов, среди которых есть и "озоноопасные" и "парниковые", характерно гидратообразование в присутствии паров воды и других газов. В итоге при низких температурах и давлениях образуются соединения, устойчивые вплоть до условий космоса [ 6 ]. Вероятность их образования в атмосфере очень высока как для антропогенных, так и для вулканических газов. Однако в официальных моделях об этом факторе не упоминается. Не учтён также фактор плотности наиболее долгоживущих в атмосфере газов. А они в 5-7 раз тяжелее воздуха ( SF6 и CF4) и для их диффузии в атмосфере необходима побудительная конвекция, иначе они могут длительно находиться в приземном слое, как это наблюдается у СО2, имеющего плотность всего в полтора раза больше, чем у воздуха. Но в приземном слое очень велика вероятность их попадания в топки котлов или двигатели внутреннего сгорания, где сгорание происходит в присутствии паров влаги и фториды неизбежно перейдут в другие соединения. В доиндустриальную эпоху чистильщиком атмосферы Земли были грозовые разряды.
Наибольший интерес представляют методические несоответствия. Взяв за официальную версию модель, представленную в IPCC-94, WMO, UNEP, рассмотрим эти несоответствия.
1. В модели по IPCC-94 учитывается лишь часть энергии Солнца, поступающая на Землю в виде стационарных потоков УФ- и ИК- излучения , а также видимая часть спектра. Волновое излучение от сантиметрового диапазона и выше, а также корпускулярное излучение Солнца, циклически изменяющиеся по интенсивности, в модели не учтены. Это даёт в определении энергии воздействия погрешности неизвестного уровня, т. е. неполная по факторам воздействия статическая модель используется для описания многофакторного динамического процесса.
2. Утверждение об антропогенном происхождении хлора, участвующего в уничтожении озона, носит вероятностный характер и не имеет прямого экспериментального подтверждения. Это надо было сделать по методике "меченых атомов", т. е. с использованием Фреона-12 в составе молекулы которого находился бы хлор с изменённым ( от природного) изотопным соотношением. При отсутствии таких данных пока нет однозначного подтверждения антропогенного происхождения хлора и нет достаточных научных оснований для запретов на производство и использование хлорсодержащих фреонов .
3. Данные мониторинга по концентрации "озоноопасных" и "парниковых газов" в атмосфере Земли, приведённые в IPCC-94 на уровне ррт и ррв (10-12% и 10-9% ) без указания места, способа взятия и подготовки пробы, метода анализа и обработки результатов и уровня погрешности, имеют неподтверждённый характер, т.к. чувствительность аналитической аппаратуры вовсе не означает достоверности метода в целом. Отсутствие данных, подтверждающих балансовые соотношения по накоплению в атмосфере массы хотя бы одного из полусотни "парниковых" газов, лишает практического смысла расчёты версий потепления атмосферы Земли от этих газов.
4. Введению запретов на использование более 10 промышленно важных газов должна бы предшествовать серьёзная научная работа по расчёту и обоснованию допустимого количественного порога воздействия каждого конкретного вещества на озонный слой с учётом процессов самоочищения атмосферы. История геологических эпох Земли в условиях постоянной тектонической и вулканической деятельности, как и известный сегодня состав вулканических газов, не подтверждают версию синтеза человеком неизвестных в природе галогеносодержащих соединений (фреонов), которые в близкой перспективе разрушат весь озон или приведут к всемирному потопу. Вулканы и ранее "выпускали" весь спектр фреонов, однако атмосфера Земли имела и имеет механизм самоочищения , исследования которого велись в России ещё в 50-60 годы и экспериментально подтверждены проф. И.С. Стекольниковым с учениками [ 7 ].
5. Потенциалы озоновой опасности (ОDР) и парникового эффекта (GWP) представлены в официальных публикациях с точностью на 3-4 порядка выше значений, реально обеспеченных уровнем знаний современной науки об атмосфере Земли. Эти потенциалы представляются как удобный показатель, позволяющий в понятном для всех людей виде представить меру нежелательности последствий сложных тепло-массообменных атмосферных процессов протекающих с фазовыми переходами и химическими реакциями, понятных только учёным. Но если указать погрешность современных моделей атмосферных процессов, то исчезнет обоснованность упоминаемых потенциалов, а вместе с ними и вся научная часть Монреальского протокола, в котором (по Статье 2, п. 9а) на всякий случай предусмотрена корректировка Сторонами значений этих расчётных коэффициентов для всех регулируемых веществ на основе ... голосования. Эта особенность характеризует Монреальский протокол как политический акт, не зависящий от результатов научных исследований.
Несоответствия технического характера более принципиальны по сути. Есть официальная версия "озонобезопасных" хладагентов, -альтернативных по воздействию на озоновый слой веществ. Например: R -134а, R-123, R-124, R-125 и R-32. Однако эти хладагенты не являются альтернативами для ХФУ по существу применения в условиях наземной эксплуатации, т.к. либо ядовиты (подробнее см. Приложение 1), либо горючи, либо неэффективны по энергопотреблению. Все они почти на порядок дороже прежнего Фреона-12. По существу они являются суррогатами в отношении "озоноопасных" ХФУ, и сегодня пока нет действительных альтернатив ни Фреону-12, ни Фреону-11, ни Фреону-502 [ 7 ], ни бромсодержащим галонам.
В целом запрет на производство и использование с 1996 года хлор- и бромсодержащих фреонов, галонов (пожаротушащих веществ) и сольвентов (растворителей) создал тупиковую ситуацию в технике по целым отраслям промышленности - холодильной, пожарнотехнической, электронной и медицинской из-за отсутствия действительных альтернатив. И по сегодняшний день нет чётко сформулированных критериев выбора альтернатив, т.к. в 1987 году речь шла только о безхлорных фреонах, а с 1991 года ограничения возникли и по "парниковым" газам". C 1994 года появилось понятие TEWI, а с 1996 года и "Double zero". Однако ни после ОDР, ни после GWP, ни после появления более поздних понятий, конкретного технического задания на альтернативный хладагент в любой из версий так и не появилось. Поэтому разработать альтернативу принципиально невозможно, т.к. критерии переменны во времени, не имеют строгой научной базы и зависят от случайных факторов. Длительность разработки альтернативного хладагента не менее 10 лет, а разработка компрессора под него требует ещё 5 лет работы при затратах не менее 5 млн. долларов США. В этих условиях найти инвестора практически невозможно, т.к. риск по капиталовложениям равен бесконечности. Попытки холодильной промышленности перейти на многокомпонентные смеси пока ещё разрешённых фреонов практически ничего не дали [ 8 ], поскольку их энергетическая эффективность хуже фреона-12. Исключением является азеотропная смесь R-218 и SF6, - "Хладон-510", эффективность которой выше , чем у R-12 на 10-20% при условии полной безопасности и возможности прямой замены R-12 и R-22 [ 10 ]. Горючие углеводородные смеси в качестве альтернатив можно рассматривать лишь для очень малых холодильных агрегатов с объёмом заправки не более 50 граммов, доля которых в общем объёме выпуска холодильной техники едва достигает 2%. Иллюстрацией сказанного служит таблица 1, а вывод вполне ясен - необходимы Технические условия на альтернативные хладагенты, как новые, так и бывшие в употреблении, соответствующие последней версии Монреальского протокола. Без этого документа задача не имеет решения.
Более подробно вопрос представлен в Приложении 2.
Юридические несоответствия связаны с научно-техническими, поскольку логическая схема Монреальского протокола предполагает запрет ХФУ на основе наличия альтернатив, т. е. полноценных заменителей.
Озонный слой Земли, который Стороны Монреальского протокола считают главным приоритетом и обязуются сохранять и защищать всеми средствами от разрушения, никак не отражён в Конституции России , ни в Гражданском, ни в Трудовом законодательствах, где приоритетом пока оставлен Человек. Следствием замены приоритета Человека стала принципиальная возможность применения неизученных и токсичных "озонобезопасных" хладагентов в соответствии с рекомендациями официальных документов Монреальского пртокола. Но при этом ответственность за последствия от применения ядовитых или неисследованных веществ пользователи или изготовители будут нести по национальному законодательству, не связанному с приоритетом защиты озонового слоя Земли.
Венская конвенция предполагала введение запретов на производство и использование озоноопасных веществ только на основе результатов исследований по программе из Приложения 1 Конвенции, где рассматривались не менее пяти версий причин гибели озонового слоя. Монреальский протокол спустя два года уже базировался только на хлорной модели гибели озона и программа исследований по Венской конвенции уже не упоминалась. Таким образом Монреальский протокол противоречит основному условию Венской конвенции - "найти причину и запретить" и прежде всего в том, что однозначность причины появления "озонных дыр" не была доказана ни в 1987 году, ни спустя десять лет. Этот факт позволяет утверждать о действительности обязательств Сторон только в рамках Венской конвенции и о отсутствии условия перехода Венской Конвенции в Монреальский протокол.
Отсутствие действительных альтернатив запрещённым "озоноопасным" хладагентам лишает юридических последствий нарушение условий Монреальского протокола, поскольку применение рекомендуемых R-134a или R-123 в условиях России для пользователя может означать уголовную ответственность по Трудовому законодательству за применение токсичных и неизученных веществ в холодильниках (подробнее см. Приложение 1).
Невыполнимые условия Монреальского протокола по переходу на действительно альтернативные хладагенты, которых пока не существует в природе и отсутствие принятого Сторонами Технического Задания на разработку такой альтернативы, делает этот протокол о намерениях невыполнимым, кабальным , а потому и недействительным.
Международный стандарт ISO-9001, принятый в России ещё 10 лет назад в виде ГОСТ-40001-87 полностью решает проблему защиты озонового слоя Земли от возможности его разрушения за счёт воздействия фреонов, используемых в холодильниках. Это обеспечивается условием стандарта по утилизации и рециклированию выпускаемого оборудования и его составляющих частей после окончания срока эксплуатации. Для герметичных агрегатов бытовых и торговых холодильников ограничения Монреальского протокола входят в логическое противоречие со стандартом ISO-9001. Для негерметичных агрегатов средней и большой мощности взамен ограничений по использованию прежних хладагентов достаточно было ввести ограничения по степени негерметичности до уровня 1-3% в год по массе хладагента, что вполне достижимо. При этом убытки изготовителей оборудования и пользователей уменьшатся на 1-2 порядка. Осуществление рецикла хладагентов остаётся обязанностью изготовителя агрегата, что и обеспечит сохранение озонового слоя Земли.
Однако этот простой сценарий в рамках ISO-9001 не рассматривался. В целом юридическая основа Монреальского протокола противоречит российскому законодательству и международным стандартам и имеет характер диктата технически и научно несостоятельной концепции. Этот вывод созвучен характеристике всего протокола в целом, которую дал Ашок Хосла в Монреале на юбилейном коллоквиуме в сентябре 1997 года: " При обсуждении сотрудничества процесс всемирных переговоров сравним с игрой в казино, в которой Юг не может полностью ни выиграть, ни проиграть; где победители постоянно изменяют правила игры и даже то, как играть, и где нет возможности выйти из игры". Сегодняшнюю Россию по её экономическому состоянию вполне можно отнести к Югу.
Сравнительный анализ юридических и других аспектов задачи представлен в таблице 2.
При оценке экономических последствий Монреальского протокола в первую очередь можно констатировать потерю 50-100 тыс. рабочих мест в холодильной и химической промышленности России, а также потерю рынка сбыта отечественной продукции в России и за рубежом. Это основной итог.
Переход на альтернативные озонобезопасные хладагенты "от Дюпона" для России даст убытки от увеличенного расхода электроэнергии и увеличенной на порядок цены "альтернатив" не менее 5 млрд. долл. США в год. Разовый убыток от уничтоженного оборудования, использующего ХФУ составит 10-15 млрд. долл. США.
Переход на "озонобезопасные" хладагенты увеличит вдвое расход сырьевого фтора, используемого на изготовление хладагентов. Как известно, его запасов в виде минерального сырья осталось на 20-30 лет при условии потребления на уровне 90 года [ 9 ]. По этой причине Монреальский протокол можно считать разорительным для России, поскольку он уменьшает не только объём Валового Национального Продукта (ВНП), но и существенно уменьшает сырьевые ресурсы фтора, стратегического сырья, необходимого для целого ряда производств. Здесь полное рециклирование хладагентов остаётся пока единственно верным направлением. Более подробно в Приложении 3.
Поскольку Монреальский протокол является первым действительно международным природоохранным договором под эгидой ООН, то его достоинства и недостатки в значительной мере определят судьбу и эффективность рамочной конвенции ООН по изменению климата , а также Базельской конвенции по трансграничному переносу загрязняющих веществ на большие расстояния. По этой причине Монреальский протокол должен принять более продуманные и обоснованные очертания во всех аспектах, характерных для такого всеобъемлющего документа.
В перспективе развития обязательств, вытекающих из условий Монреальского протокола, очевидно, что под эгидой защиты Земли от "парникового эффекта" будут попытки упрощённого представления причинно-следственных связей неисследованных эффектов и изобретения универсальных методов ликвидации очередных опасностей в виде запретов на существующие технологии и предложения неизученных альтернатив.
Наибольшую настороженность вызывает подключение к неисследованным глобальным проблемам "зелёных" политических движений, которые существенно деформируют отношения "НАУКА-ОБЩЕСТВО", приводя к поспешным выводам в чисто политических целях. Вред от поспешных выводов в климатологии трудно оценить, но то что он имеет гигантские размеры не вызывает никаких сомнений. Поэтому в первую очередь мировое сообщество должно найти способ защиты науки от некомпетентных активистов, в чьих бы интересах они не действовали.
Политизация климатологии, как и любой другой науки неизбежно приводит к мракобесию, что подтверждается всей мировой историей. Здесь важное место должна занимать обратная связь в виде компенсации убытков для потерпевшей стороны, если навязанные гипотезы не найдут подтверждения а предложенные альтернативы окажутся суррогатами и целью их внедрения окажется не защита природы Земли, а вульгарный захват рынков.
Изложенное выше позволяет сделать заключение о необходимости возврата к условиям Венской конвенции и выполнения необходимого объёма исследований по проблеме озонового слоя Земли по Приложению 1.
Любые ограничения по производству и применению технически важных газов можно вводить при условии однозначной доказанности их роли в гибели озона, "парниковом" и других эффектах, наличия действительных альтернатив и при невозможности их утилизации и рециклирования.
Ограничения и запреты не должны противоречить национальному законодательству и принятым международным стандартам. Альтернативы не должны истощать природные запасы стратегического сырья стран-Участниц Венской конвенции.
Авторы неподтверждённых версий "гибели озона" и "парникового эффекта" и их пропагандисты должны нести ответственность за убытки, возникшие в результате принятых запретов в течение полувека после их введения. При этом гарантами по возможным убыткам должны быть фирмы-монополисты, получающие прибыли от вводимых ограничений и чей капитал достаточен для покрытия возможных убытков.
Без наличия обратной связи в виде гарантий по убыткам договор о запрещении производства технически важных газов быстро превращается в кабальный в силу неопределённости начальных условий, бессрочности обязательств и непредсказуемости развития сценариев последствий от вводимых запретов.
Добровольный характер принимаемых обязательств по охране окружающей среды для стран-Участниц не должен означать уменьшения объёма ВНП, уничтожения рабочих мест и потери рынков.
Политизация климатологии не должна иметь места и мировое сообщество должно исключить эту опасность в первую очередь.
1. Г.И. Крученицкий, А. М. Звягинцев. Сенсационное открытие в Антарктике. Холодильники неповинны в озоновых дырах. "МК" № 137. 25.07. 1997.
2. Е.Б.Дубкова, В.А.Кузнецов, В.А.Зайцев. Антропогенный вклад в круговорот фтора в природе. "Химическая промышленность", 1994. №6.
3. Harmich et al. Nature № 384, 7.11.96.
4. IPCC-94. UNEP WMO. Genev.1994.
5. I. M. Mazurin, E. F. Utkin. "Technical and economic and humanitarian aspects of ozone safe refrigerants searching problem". Int. CFC and HALON alternatives. Int. Conf. Oct 24-25 1994. Washington.
6. С.Ш. Бык, Ю.Ф. Макагон, В.И. Фомина. Газовые гидраты. Москва. "Химия". 1980.
7. И.С. Стекольников. Теория искры. Москва. " Наука". 1965.
8. A. Covallini. Working fluids for mechanical refrigeration. 19-th Int. Congr. of Refriger. Proc. IVa. The Hague, Aug 20-25, 1995.
9. R. E. Banks. Isolation of fluorine by Moisan. Journal of fluorine chemistry. Vol 33. 1986.
10. I.M. Mazurin et al. New refrigerant for refrigerators and air conditioners. 19 th Int. Congr. of Refriger. Proc. Ivb. Hague. Aug. 20-25, 1995.