То обстоятельство, что Россия самая холодная из индустриальных стран мира и в силу этого ее энергетические и прочие затраты для достижения западных стандартов материального обеспечения должны быть значительно выше, стало почти общепризнанным и поэтому не нуждается в особом обосновании. Тем, кто еще не достаточно осознал значение этого факта для бытия каждого русского человека, настоятельно советуем познакомиться с блестящей книжкой Андрея Петровича Паршева «Почему Россия не Америка». В ней автор всесторонне проанализировал негативное воздействие климата на стоимость производства в России и убедительно доказал, что экономическая глобализация, предполагающая слияние экономики России с мировой экономикой, гибельна для России. При этом разрушение России было бы трагедией не только для русских, но означало бы сдачу позиций всей Европейской цивилизации, неотъемлемой частью которой является Россия.
Однако нет безвыходных ситуаций. Действительно, если природные условия так недружественны по отношению к России, то, как же тогда вообще возникло и просуществовало долгие столетия Российское государство, включая и его советскую форму? Можно ожидать, что ответ на этот вопрос будет содержать подсказку того, как с наименьшими издержками встретить вызов экономической глобализации. Очевидно, что ясный ответ на подобный вопрос должен быть конкретным и убедительным.
«ПОЧЕМУ РОССИЯ НЕ АМЕРИКА»
Как известно, эффективность общественного производства определяется эффективностью составляющих его предприятий. Поэтому для начала рассмотрим представленный на рис.1 график финансового состояния среднестатистического предприятия за рубежом и в более жестких природно-климатических условиях России. По горизонтальной оси на этом графике отложена величина уровня загруженности предприятия в процентах от максимальной загруженности, определяемой предельным объемом продукции, которое в состоянии производить предприятие в единицу времени. По вертикальной оси отложен уровень затрат и доходов предприятия также в единицу времени.
Рассмотрим кривые, обозначенные на графике сплошными жирными линиями. Одна из них выражает затраты, которые необходимо сделать, чтобы осуществить производство. Другая — выражает доходы, получаемые в результате реализации продукции.
Нетрудно видеть, что кривая затрат начинается не в нулевой точке, а отсекает некоторый отрезок от вертикальной оси графика слева. Величина этого отрезка характеризует уровень затрат предприятия, не связанный с производством продукции. Это налоги на недвижимость, выплаты банкам ссудных процентов и погашение задолженностей по основному капиталу, выплаты за простои рабочим и т.д. Далее, по мере роста загруженности предприятия, затраты начинают увеличиваться в связи с ростом расходов на приобретение сырья, комплектующих, энергоресурсов и т.д., необходимых для данного уровня загруженности предприятия. Поскольку в рыночной экономике уровень загруженности предприятия зависит от достаточно случайного процесса заключения договоров, то он обычно колеблется в интервале от 30 до 70 процентов и лишь в исключительных случаях приближается к 100 процентам.
В отличие от кривой затрат, кривая доходов на графике начинается в нулевой точке потому, что уже первая партия готовой продукции отгружается заказчику и за нее перечисляется оплата.
Из графика нетрудно видеть, что прибыльность предприятия для данного уровня его загруженности будет определяться расстоянием по вертикали между кривыми доходов и затрат. При этом нулевая прибыль будет в точке пересечения этих кривых, левее этой точки предприятие будет убыточным, правее — прибыльным. То есть предприятие начинает приносить прибыль только после определенного минимального уровня загруженности. На графике эта точка соответствует 30-ти процентам загруженности. Понятно также, что максимальная прибыль будет при 100 процентной загруженности предприятия.
Если сравнить кривую затрат западного предприятия и кривую затрат аналогичного предприятия, работающего в условиях российского климата (жирная пунктирная линия), то окажется, что последняя будет выше и круче первой. Это связано с большими налогами, обусловленными возрастающими социальными расходами государства, большей стоимостью строительства зданий и коммуникаций и, соответственно, увеличением размеров выплат на погашение банковских задолженностей, большими расходами на отопление, увеличением затрат на оплату труда работников в связи с повышенными расходами на восстановление рабочей силы в более жестких климатических условиях, более высокой стоимостью материалов и комплектующих и т.д. Именно большими экономическими расходами на территориях с жестим климатом может быть объяснен тот факт, что в районах северных стран Европы, Канады и Аляски, сходных по климату с Московской областью, обрабатывающая промышленность в условиях рыночной экономики не развивается, а плотность населения составляет около 0.2 человека на квадратный километр. При этом анализ климатической карты мира показывает, что почти нигде западная рыночная цивилизация не пересекает границу образования устойчивого ледового покрова на естественных водоемах.
Нетрудно видеть, что сдвиг кривой затрат вверх сопровождается сдвигом точки ее пересечения с кривой доходов вправо, и, следовательно, производство становится рентабельным при более высоком уровне загруженности предприятия. На графике это соответствует примерно 80% загруженности. Это значит, что для получения заметной прибыли загрузка предприятия должна приближаться к 100%. Ясно, что такая высокая степень загруженности предприятий может быть достигнута лишь при всеобщей увязке производства и потребления в рамках единого государственного плана.
Если провести линию, параллельную кривой доходов, из точки 100% загруженности отечественного предприятия на кривой затрат, то проекция точки пересечения этой линии с кривой затрат зарубежного предприятия на горизонтальную ось укажет на уровень загруженности последнего, при котором его прибыль будет равна прибыли отечественного предприятия. Нетрудно видеть, что на графике этот уровень соответствует примерно 50% загруженности. Из сказанного следует, что конкурентоспособность нашей экономики по отношению к капиталистической — рыночной раньше обеспечивала технология централизованного государственного планирования, которая гарантировала предприятиям загруженность, близкую к 100%. Иначе говоря, отказ от государственного планирования в условиях нашей природно-климатической зоны был равносилен действиям, направленным на уничтожение отечественной экономики. Именно этот процесс был инициирован и привел к тем негативным последствиям, которые мы наблюдаем в настоящее время.
Но, возникает вопрос: почему же плановая отечественная экономика еще в советские времена начала уступать по конкурентоспособности капиталистической рыночной? Причину этого можно искать в несовершенстве планирования. Это действительно имело место, но не это главное. Дело в том, что, пока наша страна строила плановую экономику, остальной мир также не стоял на месте. Северные страны Европы, Канада, Япония и Южная Корея начали широко осуществлять государственное планирование экономики, этому примеру также последовали страны Западной Европы и США. Для индустриальной экономики возникновение централизованного планирования это результат естественного процесса, который, с одной стороны, вызван потребностью внутрипроизводственного планирования в устойчивых экономических связях, а с другой — стремлением государства предотвратить экономические кризисы, угрожающие социальными потрясениями.
В результате расширения государственного регулирования экономики в этих странах было ослаблено действие экономических кризисов, что способствовало повышению уровня загруженности их производственных мощностей и значительному росту эффективности экономики. Если интерпретировать события при помощи графика, то это значит, что загруженность их предприятий перешла 50% рубеж, и уровень получаемых прибылей превысил уровень прибылей на предприятиях, работающих в условиях СССР при 100% загруженности.
Могут возразить, что для устойчивости работы экономики как сложной системы нужны избыточные мощности, дублирующие основной производственный процесс. Действительно, чтобы избежать непропорционально больших потерь, связанных со стихийными явлениями или с неожиданным отказом каких-то узлов оборудования, которые могут привести к разрушению производственных систем, необходимы дополнительные затраты для повышения их надежности, в том числе и дублирование. Однако в этом случае речь идет о технической устойчивости систем. Меры, направленные на повышение этой устойчивости, страхуют от производственных потерь, вызванных плохой предсказуемостью некоторых естественных процессов, и никак не связаны с экономической расточительностью, обусловленной образованием избыточных мощностей в результате несовершенства экономической системы.
Из того, что мировая экономика в настоящее время широко использует технологию государственного планирования, следует, что для восстановления конкурентоспособности отечественной экономики уже не достаточно вернуться к этой технологии. Чтобы восстановить конкурентоспособность, необходимо наряду с возвратом к государственному планированию во что бы то ни стало понизить уровень производственных затрат, т.е. жирную пунктирную кривую на графике необходимо опустить вниз. Как это сделать?
Общий ответ достаточно прост. Очевидно, этого можно достичь посредством внедрения в экономику таких технологий, которые обеспечили бы в наших климатических условиях более высокую производительность труда.
Понятно, что преимущества в производительности труда невозможно достичь путем простого переноса западных высокопроизводительных технологий на российскую почву. Для этого необходимо разработать уникальные отечественные технологии, которые недостатки нашей природно-климатической зоны могли бы обратить в преимущества. Подобные технологии уместно назвать холодовыми. Эти технологии должны базироваться на использовании бесплатного холода или фазового перехода вода-лед.
Могут сказать, что не имеет значения, на чем будут базироваться новые технологии. Главное, чтобы они обеспечивали более высокую производительность труда. На первый взгляд это правильно. Но лишь на первый. Дело в том, что технологические секреты не просто удержать в месте их разработки. Они легко пересекают государственные границы. Лучшие отечественные технологии могут оказаться на чужой почве еще более эффективными, и, следовательно, предприятия, применившие их, составят конкуренцию отечественным. То есть, опустить кривую затрат отечественного предприятия на уровень кривой затрат аналогичного предприятия в странах с более мягким климатом невозможно ни на путях копирования совершенных западных технологий, ни посредством разработки каких попало высокопроизводительных отечественных технологий. Это можно сделать только путем разработки и внедрения технологий, специфически использующих особенности нашей природно-климатической зоны. Такие технологии будут наиболее эффективны только в нашей стране, то есть их следует рассматривать как подлинно национальные.
Однако возникает вопрос: а как же быть с теми отраслями, которые не могут быть переведены на технологии, более эффективные в нашей природно-климатической зоне? Неужели от этих отраслей придется отказаться? Ни в коем случае. Если их ликвидировать, страна окажется зависимой от ценового произвола господствующих на мировом рынке транснациональных монополий, а это обойдется дороже, чем любое неконкурентоспособное отечественное производство. Кроме того, отказ от традиционных производств означал бы разрыв технологического и, следовательно, культурного единства с Европейской цивилизацией. Поэтому все неконкурентные на мировом рынке, но выпускающие необходимую продукцию предприятия, следует дотировать за счет отраслей, основанных на конкурентных национальных технологиях, либо защищать таможенными тарифами.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ОПЫТ ПРЕДКОВ
Преимущества холодовых технологий умело использовали наши предки. Ведь у них не было государственной монополии на экономическую деятельность, которая так эффективно защищала нас от экономической экспансии западных соседей в годы советской власти. Поэтому есть большой смысл в том, чтобы в новых условиях обратиться к их богатому опыту.
Исторический анализ показывает, что в прошлые века эффективность экономической деятельности в России обеспечивали как минимум две основанные на использовании холода национальных технологии. Первая — сохранение сельскохозяйственных продуктов в заполненных льдом погребах. Вторая — зимний санный путь.
Действительно, когда почти вся экономика основывалась на сельскохозяйственном производстве, технология сохранения до следующего урожая продуктов сельского хозяйства давала России большие экономические преимущество перед ее западными и южными соседями. Необходимость усиления консервирующего действия холода вызвало к жизни производство и потребление больших количеств поваренной соли, не сравнимые с другими странами Европы. На торговле солью возникли первые торговые монополисты — Строгановы, доходы которых были столь велики, что они могли позволить себе снаряжение отрядов Ермака для «покорения Сибири» при Иване Грозном и финансирование строительства казенного флота при Петре I.
С холодом связан и секрет выделки русской кожи. Русская юфть по качеству не имела себе равных на рынках Европы. Секрет же состоял в том, что благодаря охлаждению можно было продлить технологический срок обработки шкур без ухудшения их качества.
В свою очередь, транспортная технология санного пути обеспечивала перемещение на большие расстояния как пищевой, так и технической продукции сельскохозяйственного производства, формируя единый рынок на всей необъятной территории России и предопределяя тем самым ее государственные границы. Движение санных обозов по замерзшим руслам рек, перевозка металлов из сибирских рудников, китайская торговля, многочисленные зимние ярмарки по всей территории России и, наконец, неприемлемость для перевозки грузов летнего состояния сухопутных дорог, так убедительно описанного в книжке Радищева «Путешествие из Петербурга в Москву», — все это свидетельствует о значении санного пути как основного транспортного средства для экономического общения в России.
Чтобы зримо представить экономическое значение этих двух технологий, достаточно вспомнить всем известный исторический факт перехода молодого Ломоносова их Холмогор (Белое море) за две тысячи верст в Москву с обозом мороженой рыбы. Для Западной Европы, где средне январская температура обычно не пересекает нулевой отметки, дальнее перемещение скоропортящегося товара было невозможным. Рыба протухала, а деревянные колеса и оси телег подобных расстояний не выдерживали. А о благотворном воздействии льда на сохранность пищевых продуктов, как можно судить при знакомстве с сочинениями Френсиса Бэкона, где приводится описание опытов со снегом, большинство европейцев могло узнавать лишь из отчетов ученых.
Внутренняя торговли стран Западной Европы в то время вынуждена была ограничиваться в основном речным и прибрежным морским сообщением. Из-за отсутствия хороших дорог и пересеченности местности колесный транспорт не был развит. Поэтому размеры рынка, а, следовательно, и границы западноевропейских государств зачастую определялись бассейнами соответствующих рек. Отсутствию единой сухопутной транспортной системы не смог противостоять ни один завоеватель, пытавшийся осуществить насильственную «глобализацию» Европы: ни Карл Великий, ни Наполеон, ни Гитлер. И только в настоящее время, когда Европа покрылась сетью шоссейных дорог, обеспечивающих эффективную экономическую связь между всеми ее населенными пунктами, возникли реальные условия для объединения.
Тем не менее, уже девятнадцатый век коренным образом изменил экономическую ситуацию в Европе не в лучшую для России сторону. Технический прогресс привел к тому, что экономика Европы стала базироваться на машинном производстве. Россия, хотя и пользовалась плодами технического прогресса в виде заимствования технологий, в принципе не могла соревноваться с Западом, поскольку технологии были оптимизированы под западноевропейские природные условия. Поэтому история девятнадцатого века для России — это медленная сдача мировых позиций, завоеванных в восемнадцатом веке и как результат — революция. Революционные преобразования позволили вернуть на некоторое время утраченные позиции, но уже при помощи описанных выше технологий государственного планирования и регулирования экономики. Однако перемены новейшей истории заставляют вновь обратиться к экономическому опыту прошлых столетий.
ХОЛОДОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КАК ЗАЩИТА ОТ РАЗРУШИТЕЛЬНЫХ ПОСЛЕДСТВИЙ ГЛОБАЛИЗАЦИИ
Глобализация как историческое явление процесс неотвратимый. Как всякая стихия она рано или поздно сметет на своем пути любое лобовое сопротивление. Однако имеется много примеров, когда изощренный человеческий ум изобретал эффективные способы защиты от разрушающего действия стихии и даже обращал ее в свою пользу. В данном случае экономическим издержкам глобализации в России можно противопоставить национальные холодовые технологии.
Очевидно, что на разработке конкурентных национальных технологий должна сосредоточиться отечественная наука. Тот факт, что посредством правильной организации в стране научно-технической работы возможно решать национальные проблемы неоднократно доказано как отечественной, так и зарубежной историей.
Действительно, разработка советскими учеными и инженерами перед второй мировой войной новых видов военной техники в значительной степени определило нашу победу. Создание в СССР ракетно-ядерного потенциала нейтрализовало угрозу ядерной войны.
Один пример из зарубежного опыта. Результаты исследований Л.Пастера природы брожения в середине 19 века способствовали развитию французской винодельческой промышленности в такой степени, что полученные от торговли вином средства позволили Франции выплатить контрибуцию Германии и тем самым решить свои национальные проблемы.
Как же мобилизовать отечественный научно-технический потенциал на разработку высокоэффективных холодовых технологий? Очевидно, что надо начать с концепции, то есть с понимания: что такое новая технология. В основе любой технологии лежат природные явления, которые, в конечном счете, используются для получения экономического эффекта. То есть, эффективно эксплуатируя эти явления, удается снизить себестоимость товара или получить новый, который ранее отсутствовал на рынке. Сами явления либо известны, либо могут быть открыты неожиданно как в научной, так и в другой сфере человеческой деятельности. Однако для того, чтобы явление эффективно использовать, его необходимо правильно оценить и всесторонне изучить. Последнее — это задача фундаментальной науки. Понятно, что результаты исследования могут быть использованы для любой подходящей сферы деятельности, в том числе и для создания эффективных технологий. Разработка подобных технологий — это уже задача прикладной науки и конкретных изобретателей.
В настоящее время трудно предугадать все направления исследований, которые могут привести к разработке высокоэффективных холодовых технологий. Но некоторые из них можно наметить уже сейчас.
Одно из направлений, которое просматривается с достаточной очевидностью, — это энергетика. Диапазон возможных реализаций этого направления велик: от разработки тепловых машин, использующих тепло фазового перехода вода-лед, до проектов смягчения климата за счет полного промораживания и оттаивания естественных водоемов.
При замораживании одного кубометра воды выделяется примерно столько же тепла, сколько при сжигании десяти литров жидкого топлива. Если учесть необъятные масштабы естественного образования льда в условиях России, то от энергогенераторов, работающих на фазовом переходе вода-лед, следует ожидать существенно большей эффективности, чем от традиционных установок, использующих низко потенциальные источники энергии, такие, например, как широко разрекламированные ветрогенераторы, генераторы, работающие на биогазе, на рапсовом масле и т.д.
На рис.2 представлена собранная автором из подручных средств действующая модель тепловой машины замкнутого цикла, иллюстрирующая принцип ее работы. Нижняя колба служит нагревателем, в котором происходит испарение жидкости, используемой в качестве рабочего тела. Струя пара, направляемая двумя стеклянными соплами в верхнюю колбу, приводит во вращение размещенную в ней турбинку. Затем пар конденсируется на стенках верхней колбы, служащей холодильником, и возвращается в виде жидкости в нижнюю колбу по стеклянной трубке, опущенной до дна нижней колбы. При этом столб жидкости в трубке обеспечивает постоянную разность давлений пара в нижней и верхней колбах, выполняя тем самым функцию питающего насоса тепловой машины.
Эти установки будут работать на разнице температуры тающего льда или замерзающей воды (0o) и соответственно положительных летних или отрицательных зимних температур окружающей среды. Поэтому разница температур нагревателя и холодильника в большинстве случаев не будет превышать 20о и, следовательно, к.п.д. таких установок не велик. Но эффективность этих установок определяется не их к.п.д., поскольку источник энергии практически бесплатный, а отношением мощности установки к ее стоимости. Повышение этого отношения будет задачей для инженеров и изобретателей.
Однако можно повысить и к.п.д., если задаться целью утилизизации низкокалорийного тепла (50-100о), которое бесполезно рассеивается в окружающую среду сжигающими топливо предприятиями. Из стократного превышения удельной теплоты сгорания жидкого топлива над удельной теплотой замораживания воды нетрудно вычислить, что для охлаждения продуктов сгорания, образуемых на предприятии, сжигающем 1000 кубометров жидкого топлива в год, необходимы запасы льда, которые получаются при промораживании бассейна с линейными размерами всего 100х100х10 метров. Предприятие, сжигающее 100000 кубометров жидкого топлива в год, для охлаждения продуктов сгорания требует промораживания бассейна размерами 500х500х40 метров и т. д. Наличие таких мощных резервуаров холода позволит эффективно утилизировать побочное низкокалорийное тепло, превращая его в электрическую энергию при помощи тепловых машин замкнутого цикла. При этом, как уже отмечалось, для подобных тепловых машин источником энергии может быть не только процесс таяния льда в водоемах, но и обратный процесс — их промораживания. В любом случае предлагаемые способы получения энергии не предполагают дополнительной тепловой или химической нагрузки на окружающую среду и, следовательно, могут быть отнесены к экологически чистым и не влияющим на тепловой баланс планеты.
Необходимое для производства больших масс льда промораживание водоемов в естественных условиях затруднено свойством холодной воды (ниже 4о С) и льда всплывать, затрудняя тем самым доступ холодного воздуха сверху к более теплым массам воды. Однако это препятствие легко преодолеть, если холодный воздух пропускать через трубы, проложенные по дну водоемов. При этом для возбуждения циркуляции воздуха по трубам можно воспользоваться реактивным эффектом, возникающим при нагревании холодного воздуха в результате теплообмена с массами воды.
На предприятиях всего мира от летучих продуктов сгорания избавляются путем их рассеивания в атмосфере при помощи дымовых труб. Ввиду того, что кроме углекислого газа и паров воды из труб вылетают вредные для окружающей среды и здоровья человека соединения, — это очень расточительная и экологически грязная технология. Россия единственная индустриальная страна, где многие летучие продукты сгорания можно было бы эффективно собирать путем конденсации их при помощи естественного охлаждения. При этом большие перспективы могут иметь технологии, основанные на сорбционных свойствах снега. С проявлением этих свойств мы обычно сталкиваемся весной, когда водопроводная вода в результате таяния снега начинает приобретать специфические вкус и запах. Очевидно, что сорбционные свойства снега можно успешно применить для очистки гидрофобных газов и жидкостей от водяных паров и других гидрофильных примесей.
Технологии физико-химического направления могут использовать эффект концентрации водных растворов посредством вымораживания воды. Раньше этот эффект широко применялся для концентрации водных растворов спирта, вин и органических кислот, получения глауберовой соли из морской воды и т.д. Понятно, что эффект вымораживания может быть использован в очень больших масштабах для извлечения любых ценных веществ из разбавленных водных растворов. Этот способ более предпочтителен, чем выпаривание, уже потому, что для своего осуществления требует существенно меньших затрат тепловой энергии.
С другой стороны, вымораживание в зимних условиях может быть использовано для получения пресной воды и экологически эффективной очистки сточных вод или водоемов от загрязняющих их растворенных соединений. Эту же технологию можно использовать для очистки воды, образующейся при сжигании углеводородных топлив и извлечения из нее ценных остаточных продуктов. В природе эффективная очистка воды путем вымораживания, по-видимому, осуществляется в замерзающих проточных водоемах, таких, например, как озеро Байкал, из которого в течение зимы выносится вода, обогащенная растворимыми примесями, вытесняемыми в нее при образовании ледяного покрова.
Методом зонной плавки замороженных водных растворов можно было бы разделять и обогащать содержащиеся в них смеси химических соединений. В настоящее время в нефтяной и газовой промышленности холод используется для выделения из смесей различных компонентов путем их вымораживания из жидкостей или конденсации из газов.
Известно, что многократное замерзание и оттаивание воды в микротрещинах бетонных или кирпичных построек, а также в полотне шоссейных дорог приводит к их быстрому разрушению. Напрашивается мысль о разработке и широком использовании технологий по измельчению горных пород и других твердых материалов, основанных на эффекте расширения замороженной воды в микротрещинах. Очевидно, что в условиях нашего климата такие технологии с экономической точки зрения были бы весьма перспективны.
Отечественная химическая наука имеет давние традиции использования холода для контроля за химическими процессами. Вплоть до середины прошлого века, пока не получили широкое распространение современные хололодильные агрегаты, в российских университетах на химических факультетах было принято зимой сгребать во дворе снег в кучу, которую затем засыпали слоем опилок. Этим снегом дипломники и аспиранты пользовались для проведения своих опытов обычно до середины лета.
Замедление нежелательных реакций путем охлаждения реакционной массы является одним из многообещающих направлений при разработке новых химических технологий.
В органической химии многие высокотемпературные экзотермические процессы сопровождаются цепными реакциями, приводящими к осмолению участвующих в них соединений. Образование нежелательных продуктов осмоления можно исключить, если принудительно охлаждать зону протекания реакции ниже температуры инициации образования цепей. Автору этих строк в свое время удалось при помощи глубокого охлаждения решить проблему получения устойчивых гидрохлоридов 3-аминокетонов, попытки синтеза которых при нормальных температурах приводили к осмолению исходных компонентов. Синтезированные соединения впоследствии нашли применение в производстве комплексонов для извлечения цветных металлов.
Замечательной областью применения бесплатного холода могут быть фотохимические процессы, поскольку для избирательного протекания многие из них требуют эффективного охлаждения.
Самородное железо в природе встречается весьма редко. Один из видов самородного железа иногда обнаруживают в северных болотах. Оно образуется в реакциии диспропорционирования окиси железа на магнетит и металлическое железо в результате длительного воздействия низких температур. Выявление условий быстрого протекания этой реакции могло бы привести к технологическому перевороту в черной металлургии.
На рис. 3 в колбочке при помощи магнита демонстрируются магнитные свойства продуктов реакции диспропорционирования окиси железа, которую автору удалось воспроизвести в лаборатории.
Всем известно, что учредитель нобелевской премии Альфред Нобель свое богатство составил на производстве динамита — инфузорной земли пропитанной нитроглицерином. Однако мало кто знает, что реакция нитрования глицерина устойчиво протекает лишь при отрицательных температурах. Следовательно, производство динамита это пример эффективной холодовой технологии, которая не только обогатила ее владельца, но и способствовала глубоким изменениям в системе мировых экономических связей. Вспомним, что при помощи динамита были прорыты Панамский и Суэцкий каналы, а также построено большинство железных дорог, изменивших транспортное лицо планеты.
К холодовым технологиям можно также отнести производство и применение сжиженных газов. Ведь очевидно, что сжижение газа с уровня отрицательных температур экономически гораздо выгоднее, чем с уровня двадцати и более градусов по Цельсию.
Весьма перспективным является биологическое направление. Оно, прежде всего, включает широкое использование традиционной технологии сохранения пищевых продуктов или других биологических материалов в условиях естественного холода.
На значение технологии применения льда для сохранения продуктов в наше время указывают следующие статистические данные. В СССР производилось в год 20 млн. т естественного льда и только 1 млн. т искусственного льда. В США — 30 млн. т льда, большая часть которого имела искусственное происхождение. Поскольку при производстве 10 кг льда необходимо затратить около 1 л жидкого топлива, то несложно сделать вывод, что экономический эффект от замены искусственного льда естественным в масштабах страны был весьма высоким.
Среди известных холодовых технологий биологического направления можно также назвать весенний высев семян озимых культур, предварительно прошедших дозированную обработку холодом (яровизация), с целью предохранения посевов от зимнего вымерзания и повышения урожайности.
Еще одним примером эффективной холодовой технологии в сельском хозяйстве может служить специальная обработка всходов теплолюбивых растений с целью повышения их морозостойкости и т.д.
В США зеленый корм для скота сохраняют в виде силосных масс. Тот, кому приходилось наблюдать процесс брожения силоса и его использование для корма скота, знает насколько это «ароматная» и грязная технология. В нашей стране есть уникальная возможность сохранять зеленую массу в холоде. Для этого нужно всего лишь приблизить зиму к лету, то есть заготовить снег или лед зимой в больших компактных объемах и сохранять до осени. Необходимая техника и всякого рода эффективные теплоизоляционные материалы — опилки, солома, пенопласт — не являются дефицитом. Требуется только инженерная и конструкторская мысль, чтобы оформить это в эффективную технологию.
Даже сушка материалов, которая, казалось бы, в принципе не должна обходиться без нагрева, может быть весьма эффективно осуществлена при помощи холода. Известно, что скорость удаления влаги из сырого материала обратно пропорционально содержанию влаги в окружающем воздухе. Удалить из воздуха избыточную влагу можно посредством ее конденсации при пропускании воздуха через погруженный в лед теплообменник и последующем доведении температуры воздуха до исходной. Технология сушки обезвоженным воздухом может оказаться особенно полезной в сельском хозяйстве для сохранения больших объемов продуктов полеводства (зерна, сена и др.), которые, в противном случае трудно уберечь от гниения в условиях нашего дождливого лета. На возражение, что низкие температуры не способствуют процессу сушки, можно привести факт широко используемой домохозяйками практики сушки белья на морозном воздухе, не менее эффективной, чем в условиях теплой погоды.
Нет сомнений, что широкий научный поиск позволит обнаружить множество неизвестных современной науке эффектов, связанных с воздействием холода и, особенно с фазовым переходом вода-лед, которые инженеры смогут использовать для разработки уникальных холодовых технологий. Для этого необходимо лишь проводить государственную политику поощрения научных исследований соответствующего направления. Как это лучше осуществить? Бюджетные средства на науку ограничены, и можно сделать вывод, что для развития холодовых исследований необходимо отказаться от традиционных направлений. Это было бы в корне неверно. Холодовые направления можно развивать только на базе традиционных. Если бы оригинальные холодовые эффекты можно было бы открывать на пустом месте, они были бы уже давно обнаружены и соответствующие технологии — давно разработаны. Только высочайший уровень овладения всеми достижениями мировой науки и расширение исследований обнаруживаемых явлений в область околонулевых температур позволит открыть новые холодовые эффекты и новые сферы практического приложения этих эффектов в условиях нашей природно-климатической зоны.
Инженеры и изобретатели, вооруженные благородной идеей спасения Отечества, уже сейчас, не дожидаясь новых открытий в науке, могли бы предложить промышленности множество оригинальных решений, которые позволят недостатки нашего климата превратить в национальные технологические преимущества, обеспечивающие отечественной экономике конкурентоспособность. Это поможет уберечь страну от опасных последствий глобализации и одновременно сохранить ее как форпост Европейской цивилизации на Востоке. Чтобы осуществить подобную программу, нужно не так уж много. Государство должно осознать важность вопроса и оказать энтузиастам необходимую поддержку.