Урбанизация

Города, особенно большие, имеют долгую историю (Mumford 1961; Chandler 1987). Рим I столетия н. э. был домом для более чем полумиллиона человек. Багдад времен Гаруна аль-Рашида, в начале IX века имел население 700 тысяч, современный ему Чанъань (столица Китая времен династии Тан) – 800 тысяч. Тысячелетием позже Пекин, ставший новой столицей, перешел цифру в миллион; в 1800 году существовало около 50 городов с населением более 100 тысяч. Но даже в Европе в 1800 году не более 10 % людей жили в городах. Последующий быстрый рост как населения самых крупных городов мира, так и общей доли городских обитателей был бы невозможен без ископаемого топлива. Традиционные общества могли поддерживать лишь очень небольшое количество крупных городов, поскольку энергия поступала от полей и лесов, площадь которых была как минимум в 50, а обычно в 100 раз больше, чем площадь самого поселения (примечание 6.11).

Примечание 6.11. Плотность мощности поставки и использования энергии в традиционном обществе

Приняв среднее поступление пищи на человека за 9 МДж/день, которое обеспечивается, как это обычно было в доиндустриальных обществах, почти полностью (90 %) за счет растительной пищи, и типичный урожай зерновых за 750 кг/га, мы можем рассчитать, что традиционный город в 500 тысяч человек нуждался в 150 тысячах гектаров обработанной земли. В более холодном климате годовые потребности в топливе (дерево и древесный уголь) составляли около 2 тонны на душу населения. Если оно поставлялось благодаря надежному базису в виде лесов с годовым приростом древесины в 10 т/га, то около 100 тысяч гектаров требовалось, чтобы обеспечить город. Плотно населенный город занимал всего 2500 гектаров и должен был полагаться на площадь примерно в 100 раз больше, чтобы получать достаточно пищи и топлива.

В терминах средней плотности мощности этот пример подразумевает около 25 Вт/м² общего потребления энергии и 0,25 Вт/м² для поставки энергии. Актуальный же разброс показателей плотности мощности был на самом деле очень большим. В зависимости от поступления продуктов питания, принятых способов отопления и приготовления пищи, энергетических потребностей в области ремесленного производства и эффективности сжигания топлива общее потребление энергии в доиндустриальных городах находилось между 5 и 30 Вт/м². Надежное производство топлива в ближайших лесах и угодьях приносило примерно между 0,1 и 1 Вт/м². Вследствие этого города должны были полагаться на засаженные и лесные территории в 50-150 раз большие, чем они сами. Отсутствие мощных и недорогих первичных движителей лимитировало объем поставок пищи и топлива из отдаленных регионов и порождало давление на растительные ресурсы в окрестностях города (Smil 2015b).

Современные города используют топливо с более высокой эффективностью, но значительная концентрация жилых зданий, производства и транспорта подняла плотность мощности в них до 15 Вт/м² в разбросанных поселениях в теплом климате, а в индустриальных городах в более холодном климате до 150 Вт/м². Однако как уголь, так и нефть, поставляемые для обеспечения этих потребностей, добываются с плотностью мощности, которая варьируется обычно между 1000 и 10 000 Вт/м² (Smil 2015b). Это значит, что индустриальный город должен полагаться на угольный разрез или нефтяное месторождение, чей размер составляет не более чем одну седьмую, а иногда менее одной тысячной от застроенной территории, и на новые, мощные первичные движители, перевозящие топливо от мест добычи к городам-потребителям. Если традиционные города жили благодаря концентрации разбросанных потоков энергии, которые приходилось собирать на большой территории, то современные города обеспечивают распространение ископаемых энергий, добытых централизовано на сравнительно малом пространстве.

Что касается пищи, то современный город в 500 тысяч, потребляющий в день 11 МДж/на душу населения (примерно одна треть поступает от животных источников пищи, требующих, в среднем, в четыре раза больше энергии в виде корма), нуждается только примерно в 70 тысяч гектаров для выращивания злаков, даже если их урожайность составит всего 4 т/га – это менее половины значения для традиционных городов. Ископаемое топливо и электричество обеспечивают перевозки пищи в больших объемах на большие расстояния. И только электричество и жидкое транспортное топливо сделали возможной подкачку питьевой воды, удаление жидких и твердых отходов, и смогли удовлетворить транспортные и коммуникационные потребности мегаполисов (города с населением более 10 миллионов человек). Все современные города возникли благодаря потокам ископаемой энергии, подвергшимся конверсии с высокой плотностью мощности, но у мегаполисов особенно большие потребности: недавний обзор (Kennedy and co-workers 2015) показал, что в 2011 году 27 мегаполисов (где обитает почти 7 % населения мира) потребляли 9 % всего электричества и 10 % всего бензина в мире.

Рост городов, питающихся ископаемым топливом (сначала только углем) был быстрым. В 1800 году только один из десяти крупнейших городов мира, Лондон (второй в десятке), находился в стране, чьи энергетические потребности обеспечивались в основном углем. Столетием позже девять из десяти находились в этой категории: Лондон, Нью-Йорк, Париж, Берлин, Чикаго, Вена, Санкт-Петербург, Филадельфия и Манчестер, в то время как Токио был столицей страны, где растительное топливо все еще давало около половины всей первичной энергии (Smil 2010а). Доля городского населения в мире в 1900 году составляла всего около 15 %, но показатель был куда выше для трех крупнейших производителей угля. Это более 70 % в Великобритании, до 50 % в Германии и 40 % в США. Последующая урбанизация привела к значительному увеличению числа очень больших городов. К 2015 году почти 550 городских агломераций превысили отметку в миллион жителей, и это по сравнению с тринадцатью в 1900 году и только двумя, Пекином и Большим Лондоном, в 1800-м (City Population 2015).

Ископаемое топливо также стимулировало движущие силы миграции: рост городов был обусловлен повышением механизации сельского хозяйства и развитием индустриализации. Конечно, урбанизация и индустриализация не являются синонимами, но эти процессы тесно связаны многими взаимно усиливающими друг друга обстоятельствами. В первую очередь следует отметить, что технический прогресс в Европе и Северной Америке имеет в значительной степени городское происхождение, и города по-прежнему являются источниками инноваций (Bairoch 1988; Wolfe and Bramwell 2008). Был сделан вывод (Bettencourt and West 2010), что по мере того, как население города удваивается, экономическая продуктивность увеличивается в среднем на 130 %, причем и общая, и на душу населения. В другом исследовании (Pan and co-workers 2013) этот результат приписали большей частью «сверхлинейному масштабированию», иными словами, рост плотности городского населения дает жителям больше возможностей для личного взаимодействия.

Масштабный сдвиг занятости в сторону сферы услуг был характерен для развития городов после Второй мировой войны. К 2015 году все эти трансформации привели к тому, что городское население превысило 75 % от совокупного не только в странах Запада, но и в Бразилии и Мексике (соответственно 90 % и 80 %). Во многих африканских и азиатских странах доля городского населения составляет меньше 50 %, в Индии – 35 %, в Нигерии – 47 %, но в Китае цифра превысила 55 %. Сравнительно низким показателем Китай обязан в значительной степени десятилетиям жестко контролируемой миграции при маоистском режиме; быстрая урбанизация в стране началась только в 1990-х годах. Экономические, экологические и социальные последствия столь масштабного перемещения людей находятся среди наиболее живо изучаемых феноменов современной истории. Отчаяние, лишения, грязь и болезни, общие для быстро растущих городов XIX века, широко отражены в литературе. Тексты варьируются от просто описательных (Кау 1832) до негодующих (Engels 1845), от записей парламентских слушаний до романов-бестселлеров (Dickens 1854; Gaskell 1855).

Схожие обстоятельства – если исключить опасность самых заразных болезней, ныне побежденных благодаря прививкам – можно видеть сегодня во многих городах Азии, Африки и Латинской Америки. Но люди все так же стремятся в эти самые города. Сейчас, как и ранее, они часто покидают условия еще более худшие, и этот факт обычно упускали и упускают из виду все, кто пишет о негативных сторонах урбанизации. Сейчас, как и ранее, нужно взвесить отчаянное состояние городской окружающей среды – эстетический кошмар, загрязнение воздуха и воды, шум, толпы, условия жизни в трущобах – и часто ничуть не менее неприятное состояние среды в сельской местности.

Обычные проблемы включают высокую концентрацию загрязняющих веществ в воздухе жилищ (особенно высокую в случае взвешенных частиц) от сжигания растительного топлива, неадекватное отопление в холодном климате, ненадежное обеспечение водой, плохие условия персональной гигиены, обветшавшие, перенаселенные жилища, минимальные возможности или их отсутствие в области нормального образования для детей. Более того, тягостный труд в поле редко кажется предпочтительным, даже если сравнивать его с неквалифицированной работой в промышленности. В среднем типичные заводские задачи требуют меньших затрат энергии, чем работа на ферме, и за удивительно короткий срок после начала массовой городской индустриализации продолжительность рабочего дня на фабриках стала жестко регулироваться.

Позже возникла тенденция к прогрессивному росту зарплат, появились такие преимущества, как страховая медицина и пенсионное обеспечение. Вместе с лучшими возможностями в сфере образования эти изменения привели к значительному росту средних стандартов жизни. Следом появился немаленький по объему городской средний класс, примерно одинаковый во всех большей частью либеральных экономиках. Привлекательность подобного великого, хотя и несколько потускневшего к настоящему моменту достижения западной цивилизации почувствовали люди по всему индустриализирующемуся миру. И, без всяких сомнений, оно оказалось важным фактором в падении коммунистических режимов, которые не смогли обеспечить схожие преимущества. И совершенно очевидно, какие именно последствия имела урбанизация для потребления энергии. Жизнь в городе требует значительного роста потребления энергии на душу населения даже в отсутствие тяжелой промышленности или крупных портов: для поддержания жизни человека, переехавшего в один из новых мегаполисов Азии, нужно на порядок больше энергии в виде ископаемого топлива и электричества, чем для того, кто остался в деревне.