Энергия и цивилизация

Примечание 4.23. Энергетические потребности производства железа в Британии и Америке

В 1720 году 60 английских домен производили около 17 тысяч тонн чугуна, на что требовалось, из расчета 40 кг дерева на килограмм металла, около 680 тысяч тонн древесины. Ковка металла для производства 12 тысяч тонн чушек добавляла, при 2,5 килограмма древесного угля на килограмм чушки, еще 150 тысяч тонн, и в результате получалось годовое потребление в 830 тысяч тонн древесины на древесный уголь. Со средней продуктивностью в 7,5 т/га территории это соответствовало бы около 1100 км²

лесов и порослевой вырубки.

Для США самые ранние результаты по производству чугуна доступны для 1810 года, когда на около 49 тысяч тонн металла потребовалось (предполагая 5 кг угля или как минимум 20 кг древесины на килограмм горячего металла) около 1 Мт дерева. В то время весь этот объем можно было получить, вырубая девственные леса, богатые экосистемы, которые содержали порядка 250 т/га (Brown, Schroeder and Birdsey 1997). Если вся наземная фитомасса уходила на древесный уголь, то площадь в 4000 га (квадрат со стороной в 6,3 км) требовалось очищать каждый год, чтобы не упал уровень продуктивности. Богатые леса США могли поддерживать и более высокий уровень, и к 1840 году все железо в США выплавляли на древесном угле. Но после быстрого перехода на кокс, который обеспечивал до 90 % выплавки железа в 1880 году, резко выросло производство металла, так что древесного угля не хватило бы ни при каких условиях. В 1910 году, когда выход железа составлял 25 Мт, даже со сниженной потребностью в 1,2 килограмма угля и 5 килограммов дерева на килограмм горячего металла стране потребовалось бы 125 Мт древесины в год.

Даже предполагая высокий прирост вторичных лесов в 7 т/га, постоянное потребление древесины потребовало бы в год вырубать почти 180 000 км²

, площадь штата Миссури (или трети Франции), квадрат со стороной от Филадельфии до Бостона или от Парижа до Франкфурта. Очевидно, что даже богатая лесами Америка не могла обеспечить черную металлургию древесным углем.

Этот эффект по необходимости концентрировался в лесистых гористых регионах. Там можно было свести к минимуму расстояние для перевозки угля с помощью животных (ограничение это значительно усиливалось хрупкостью топлива), а энергию, необходимую для мехов, добывать с помощью водяных мельниц. Близость к залежам руды – тоже важный фактор, но поскольку топлива требовалось больше, чем руды, то проще было транспортировать именно ее. Сведение лесов было той неизбежной ценой, которую приходилось платить за изготовление гвоздей, топоров и подков, а также кольчуг, копий, пушек и ядер к ним. Ранняя экспансия черной металлургии и ограниченные запасы собственной древесины привели к энергетическому кризису в Британии в XVII веке. Ситуацию ухудшил высокий спрос на тот же материал в бурно развивавшейся тогда кораблестроительной отрасли.