Алармисты утверждают, что человечество истощает ограниченные запасы пресной воды на Земле из-за чрезмерного использования и загрязнения, призывая к радикальным мерам экономии. Однако в этом нарративе неправильно понимается понятие «пресной воды». Пресная вода не столько некий природный ресурс с заданным количеством, сколько продукт человеческих инноваций и инженерии. По мере развития технологий и выстраивания экономических стимулов люди продолжают расширять доступные запасы воды, превращая океан, сточные воды и даже воздух в источники чистой питьевой воды.

Экологические алармисты уже много лет выдают мрачные прогнозы — человечество якобы скоро останется без пресной воды. «Только 3% воды в мире является пресной, и две трети из неё находятся в замёрзших ледниках или недоступны для использования. … При текущем уровне потребления ситуация только ухудшится. К 2025 году две трети населения мира могут столкнуться с нехваткой воды», — заявляет Всемирный фонд дикой природы. ООН предупреждает, что «к 2030 году миру может грозить 40-процентный дефицит водных ресурсов».

Предлагаемые экспертами решения повторяют привычный сценарий: единственный способ избежать кризиса — это радикально изменить социальные и бытовые привычки, под влиянием нравственных проповедей, государственного вмешательства или обоих факторов, чтобы «спасти» запасы воды. Экологи призывают людей заменить старые унитазы на малолитражные, не оставлять кран открытым при чистке зубов или мытье посуды, а также перейти на менее «водоёмкие» продукты питания. Тем временем активисты оказывают давление на политиков, требуя ввести ограничения на использование воды, запретить выращивание определённых культур в засушливых регионах и регулировать всё — от бассейнов до мойки автомобилей.

К счастью, экономика водных инноваций объясняет, почему кажущаяся нехватка имеет тенденцию к самокоррекции без необходимости вести аскетический образ жизни или выполнять символические действия вроде подбирания упавших кубиков льда, чтобы полить комнатные растения, или написания писем избранным чиновникам. Рост цен, а не морализаторские призывы, побуждает людей экономить, искать заменители, перерабатывать ресурсы и внедрять инновации, что помогает удовлетворять спрос альтернативными способами или за счёт повышения эффективности.

Пресная вода — продукт человеческой изобретательности

Редкость — фундаментальная черта нашего мира, но представление проблемы нехватки воды как «заканчивания» пресной воды вводит в заблуждение и указывает на глубокую концептуальную ошибку. Такой термин предполагает, что человечество потребляет фиксированный природный запас чистой воды, пока он полностью не иссякнет. Однако пресная вода не является фиксированным запасом и не существует в природе в готовом для использования виде. Она создаётся в результате человеческих усилий.

В том, что при открывании крана из него льётся чистая пресная вода, нет ничего «естественного». Эта вода начинала свой путь как дождь, грунтовые или поверхностные воды и становилась «пресной» только после прохождения через очистные сооружения, фильтрационные системы и сети распределения. То, что мы называем пресной водой, правильнее понимать как воду, сделанную пригодной для человеческих нужд благодаря технологиям и инфраструктуре.

Если бы у нас была волшебная палочка, чтобы мгновенно превращать морскую воду, сельскохозяйственные стоки или промышленные сточные воды в чистую H₂O, разница между пресной и прочей водой исчезла бы. Но человеческая изобретательность, подкреплённая рынками и ценовой системой, справляется с нехваткой воды не хуже, чем любая магия.

По мере того как цена на воду растёт из-за увеличения спроса или сокращения предложения, начинают действовать рыночные механизмы, стимулируя экономию и повышение эффективности, а более высокие цены делают ранее нерентабельные источники воды прибыльными, что, в свою очередь, подталкивает инвестиции в новые технологии и источники поставок. На самом деле спектр решений проблемы нехватки воды значительно шире и разнообразнее, чем можно предположить, если полагать проблему однородной. Чтобы это понять, полезно разделить основные сферы использования пресной воды.

Больше всего пресную воду используют сельское хозяйство и промышленность. Согласно Докладу ООН о развитии мировых водных ресурсов за 2024 год, на сельское хозяйство приходится около 70% заборов пресной воды, на промышленность — 18%, а на бытовое использование — оставшиеся 12%. Эти пропорции сильно различаются от страны к стране: в более богатых странах выше доля промышленности, а в наименее развитых — сельского хозяйства.

Аграрная революция: точность и эффективность

Решающая доля сельского хозяйства в использовании воды отражает воздействие рыночных сил и технологий, которые обеспечивают впечатляющий рост эффективности. Израиль, где «две трети земли — полупустынные или пустынные районы, значительная часть почв низкого качества, а природные водные ресурсы и осадки в дефиците», является мировым лидером в сельскохозяйственных инновациях. С 1986 по 2008 год производство сельхозкультур в стране выросло на 40%, при этом объём потребления воды в сельском хозяйстве остался прежним. Как это стало возможным? Благодаря таким технологиям, как капельное орошение, при котором вода подаётся прямо к корням растений и на 95% усваивается, минуя испарение; этот метод применяется для полива 75% сельхозугодий Израиля.

В других странах используются такие технологии, как точное земледелие с применением GPS и датчиков, позволяющее фермерам подавать воду именно туда и тогда, где и когда она нужна. Например, интеллектуальные системы кругового орошения компании Valley Irrigation регулируют подачу воды на основе данных о влажности почвы в режиме реального времени. Сельское хозяйство в контролируемой среде — ещё более значительный шаг вперёд в экономии воды. Вертикальные фермы AeroFarms используют на 95% меньше воды по сравнению с полевым земледелием и дают урожай в 75 раз выше на квадратный фут. Закрытые фермы Plenty перерабатывают 99% своей воды и производят урожай круглый год независимо от климата. По мере развития технологий генетические инновации также могут снизить потребность сельского хозяйства в воде, например, с помощью редактирования генов CRISPR для создания культур, которые требуют меньше воды при сохранении питательной ценности.

Переделываем старое на новое

Современная переработка сточных вод сегодня даёт воду, качество которой превышает стандарты ВОЗ для питьевой воды. Страны с дефицитом воды, такие как Сингапур, обеспечивают 40% (и эта доля растёт) своих потребностей за счёт переработки сточных вод. Программа Pure Water в Сан-Диего к 2035 году будет получать половину городского водоснабжения из очищенных сточных вод.

Достижения в химии и материаловедении обещают сделать очистку воды ещё более дешёвой. Мембраны из оксида графена, разработанные в Манчестерском университете, могут сделать опреснение значительно более энергоэффективным, а биомиметические мембраны, вдохновлённые структурой растительных клеток, сулят прорывную эффективность в фильтрации и опреснении воды. Кроме того, электрохимическая обработка способна удалить практически любой загрязнитель, что позволяет повторно использовать ранее непригодные промышленные сточные воды.

Помимо очистных сооружений, инновационное управление подземными водами включает закачку очищенных сточных и избыточных поверхностных вод обратно в подземные водоносные горизонты, создавая огромные подземные резервуары для защиты от засухи. Подобные проекты по искусственному пополнению водоносных слоёв по всему миру уже ежегодно сохраняют миллиарды галлонов, превращая природные хранилища в активно управляемые «водные банки».

Замена пресной воды альтернативами

Анализ доли в 18%, пресной воды, которую потребляет промышленность показывает, что многие функции, которые сейчас выполняются водой, например охлаждение, на самом деле могут обходиться без неё. Дата-центры, потребляющие 5–10% всего объёма электроэнергии США, традиционно используют огромное количество воды для охлаждения, так как она была дешёвой и доступной.

Здесь мы видим демонстрацию действия рыночных сил: рост ценности ресурсов стимулирует инновации и поиск заменителей. Так, Google разработала систему охлаждения на основе искусственного интеллекта, которая снижает энергопотребление на 40%, а Microsoft тестирует подводные дата-центры, использующие морскую воду для охлаждения и обеспечивающие более высокую эффективность по сравнению с наземными объектами. Кроме того, технология иммерсионного охлаждения погружает серверы в специальные жидкости, полностью исключая использование воды и одновременно повышая их производительность.

Тем временем тепловые электростанции, на которые приходится 34% забора пресной воды в США, всё активнее используют системы сухого охлаждения и переработанные сточные воды. Крупнейшая в США электростанция Palo Verde Nuclear Station работает исключительно на очищенной сточной воде из близлежащих муниципалитетов.

Превращение океанов и воздуха в источники пресной воды

Возможно, самым показательным примером создания человеком пресной воды из ранее непригодных источников является опреснение. Эта технология превратила морскую воду в основной источник пресной воды в некоторых странах. Израиль опресняет более 55% своего внутреннего водоснабжения, и эта цифра, как ожидается, вырастет до 90%. Аналогично, Катар опресняет 48% своих потребностей в воде. Современные технологии обратного осмоса существенно снизили стоимость опреснения. Так, новые израильские установки, к примеру, производят воду по цене менее 0,50 доллара за кубометр, что сопоставимо по стоимости со многими традиционными источниками пресной воды.

И, возможно, одной из самых футуристичных технологий получения пресной воды, уже существующих сегодня, является генерация воды из атмосферной влаги. Технология атмосферного водоснабжения, разработанная компаниями вроде Watergen, позволяет извлекать воду напрямую из влажности воздуха, используя солнечную энергию. Подобные системы уже работают более чем в 65 странах и способны производить до 5000 литров в сутки даже в условиях пустыни. Устройство AIR4WATER компании FountAir LTD совмещает функции кондиционирования воздуха и генерации воды, одновременно охлаждая воздух и получая очищенную питьевую воду из конденсата.

Интегрированные в здания системы водоснабжения собирают дождевую воду и конденсат для повторного использования. Альянс Skysource/Skywater разработал атмосферные водогенераторы, встроенные в здания, которые могут обеспечивать значительную часть потребностей жильцов. «Умные» здания всё чаще оснащают системами рециркуляции воды, повторно использующими воду из душа и раковины для полива и охлаждения.

Заключение: поток инноваций и мировые рынки снижают будущие риски

Запасы воды на Земле не истощаются — так же, как не истощились продукты питания после мрачных прогнозов английского проповедника Томаса Мальтуса о последствиях перенаселения более двух столетий назад. Вода следует той же логике, что и любой другой ресурс: человеческая креативность, направленная на решение проблемы редкости, рождает инновации, создающие новые формы изобилия.

От древних акведуков до современных станций опреснения и генераторов атмосферной воды — люди никогда не соглашались с природными ограничениями на запасы пресной воды. Та же изобретательность, которая превратила морскую воду в муниципальное водоснабжение и очистила сточные воды до состояния питьевых, продолжает расширять само определение пригодной для использования воды. Мировые рынки дополнительно снижают редкость, позволяя регионам специализироваться: импортировать товары, производство которых требует больших объёмов воды, из водоизбыточных областей, а не производить всё локально.

Рост спроса создает растущие стимулы для инноваций. По мере того как традиционные источники становятся дороже, рыночные сигналы стимулируют как экономию, так и технологический прогресс, что приводит к постоянно расширяющемуся водоснабжению, способному расти в соответствии с потребностями и возможностями человека.

Вывод очевиден: редкость воды связана не с планетарными ограничениями, а с темпами человеческих инноваций по отношению к росту спроса. Учитывая уже появляющиеся выдающиеся технологии и мощные экономические стимулы, способствующие их развитию, будущее сулит изобилие воды благодаря человеческой изобретательности и инновациям, движимым рынком, а не жертвам и ограничениям.

Оригинал статьи

Перевод: Наталия Афончина

Редактор: Владимир Золоторев