Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[Hillbilly]

И ещё - животноводство кроме вкусного и полезного мяса, приносит шкуры для одежды и обуви, кучу сырья и удобрений.
Но, с другой стороны, рыбу в море ни кормить, ни растить не надо. Правда, она тоже не безгранична. Нужен бы кому был минтай да иваси, когда бы нормальную селёдку не выбили.

-Asket- уже много раз писал про питательную ценность насекомых. жаль попробовать не получилось до сих пор.

Какие Ваши годы, наедитесь ещё до отвращения.

[pkl]

Это уже кое-что. Это уже не 100% обвал, а некая надежда на счастливый исход и возможность проскочить и подняться на новую ступень прогресса. Да, возможно, придётся отказаться от личного авто. Но пересесть придётся на высокоскоростной ж/д транспорт, а не на лошадей. И жить в энергосберегающих небоскрёбах, а не в полуземлянках, подобных изображённым на фотках из Исландии.

Мне представляется, что при анализе возможных путей развития надо исходить из того, что технологии самоценностью не являются, а служат для решения каких-то конкретных проблем. Причём они должны делать это максимально дёшево и просто, создавая наименьшее число проблем сопутствующих. Человек создал технику чтобы она служила ему, а не превращала его в раба машины.

Вы рисуете картину запредельно сложного и высокотехнологического мира. Но нужно ли это в действительности? Явятся ли такой способ адаптации к бедной ресурсами среде оптимальным?

А что, собственно, не так? Вообще, если говорить предельно абстрактно, усложнение - это неотъемлемая черта эволюции любого человеческого общества. Начиная с неолита в Малой Азии. Это необходимая плата. За комфорт, за безопасность, за независимость от прихотей окружающей среды и, соответственно, за устойчивость и за возможность как можно больше людей на условном гектаре. А Вы предлагаете двигаться в обратном направлении!

Вопрос сложности весьма и весьма относителен. Вот, например, энергосистема Германии к 2050 г., какой её видят немецкие учёные:
https://astronomy.ru/forum/radikal/s017/i428/1504/67/99bfbf52d2cd.jpg
А это проект Десертек:

И, Вы знаете, насмотревшись вдоволь на эти мегапроекты... мне термоядерный реактор уже не кажется такой прямо сложной штукой. Не говоря об АЭС.

Скажем насколько хорошим решением является энергосберегающий небоскрёб. Он дорог в постройке...
...А если тепло от АСТ нужно передавать на большое расстояние (АСТ от города должна быть удалена просто в следствие требований безопасности), а это снова километры трубопроводов для горячей воды (и соответствующие капитальные затраты) и потери энергии, что будет съедать часть экономии. И всё ради небольшой экономии топлива для зимнего отопления. Это вообще окупится? Не окажется ли, что кирпичный или деревянный дом с дровяным отоплением окажется по полным затратам (включая строительство и стоимость инфраструктуры) за срок жизни в расчёте на человека дешевле этого небоскрёба?

Скажите, AlexAV, Вы, никогда не задумывались, почему все наши застройщики строят многоквартирные дома, а не индивидуальные или, хотя бы, коттеджи? А я Вам скажу: пытаясь реализовать Вашу идиллию, Вы на одних стройматериалах разоритесь. Даже если это дешёвый кирпич. Как его обжигать то будем? Топливо же надо! А деревянный дом не прослужит столько, сколько железобетонная конструкция. Многоквартирный дом на 10 000 семей имеет перед 10 000 отдельных домов то преимущество, что теплоизолировать необходимо только внешние его стены. Внутренние перегородки могут быть из фанеры, гипсоплиты, да хоть картона! Уже сейчас все строят дома т.н. свободной планировки, когда из железобетона только каркас и межэтажные перекрытия, стены кирпичные, а внутренние перегородки из гипсоплиты.

Дальше. Коммуникации. Термин "уплотнительная застройка" Вам не знаком? Так вот, строители в России предпочитают лепить свои халупы где угодно, но лишь бы в городе, даже во дворах, где они уже есть или где их можно провести с минимальными затратами. Именно потому, что прокладка труб и кабелей влетает в копеечку. А в Вашем случае коммуникации надо подводить к каждому дому. Да в том мире просто металла не хватит. А полностью автономный дом, с солнечными батареями и аккумуляторами/как часто надо будет их менять?/, тепловыми насосами и массой сложных инженерных систем будет просто не по карману подавляющему большинству населения. Он и сейчас то мало кому по карману.

Наконец, Вы не задумывались о том, во сколько обойдётся поддержание дорожной инфраструктуры и сколько потребуется топлива транспорту при рассредоточенном населении? В мегаполисе можно перемещаться на трамваях, метро, велосипедах и просто пешком. А при рассредоточенном населении без личного автотранспорте не обойтись. Причём для жителей сельской местности - не обойтись без джипов и пикапов с мощными двигателями. Да и горожанам, как показывает опыт Америки, без автотранспорта никак. Который один будет потреблять энергии больше, чем все небоскрёбы.

Шире - зачем вообще нужны мегаполисы в мире, где большая часть ресурсов равномерно размазана по поверхности земли?

А зачем вообще люди стекаются в города? Причём, заметьте, урбанизация началась задолго до индустриальной эры! А потому, что городской образ жизни даёт заметные преимущества перед сельским. Там безопаснее, там больше перспектив, больше возможностей. Там легче и комфортнее жить, в конечном счёте. Наконец, города позволяют концентрировать ресурсы /в т.ч. и трудовые/ для реализации масштабных проектов. Потому мегаполисы и возникают регулярно, причём в совершенно разные отрезки времени в разных, независимых друг от друга культурах /например, Рим и Тиутеуакан/. Про уязвимость - чепуха! Рим тот же пережил несколько эпох, включая цивилизацию, его породившую.

Причём уже сейчас возникает устойчивое ощущение, что мегаполисы в сущности являются экономической чёрной дырой, потребляющие непомерное количество людских и природных ресурсов не давая эквивалентной отдачи.

Неправильное у Вас ощущение. Поинтересуйтесь экономическим вкладом, допустим, Нью-Йорка в экономику США. Или Лондона - в британскую. Мегаполисы появились не просто так - это необходимое средство концентрации трудовых и интеллектуальных ресурсов.

Но у нас пока есть концентрированные ресурсы и пока ещё дешёвая логистика позволяющая их доставлять в любую точку.

Нет, пока у нас есть концентрированные ресурсы /а точнее, относительно дешёвые углеводороды/, у нас дешёвая логистика, т.е. транспорт, что позволяет существовать такому феномену расточительности как массовая автомобилизация. Всё очень просто: можно жить в своём особняке в пригороде и каждый день ездить на работу в город. Когда углеводородная блажь закончится, на работу придётся ходить пешком.

Какие задачи нельзя решить на базе малого и среднего города как формы расселения которую можно обеспечить более простыми и дешёвыми техническими и инфраструктурными решениями?

Ну, например, невозможно производить трудоёмкую и высокотехнологичную продукцию: для них просто не хватит рабочих рук.

А если не будет мегаполисов, то непонятно как окупится высокоскоростная железная дорога, она ведь требует огромного грузопотока, чтобы перевозки были рентабельны, если население не сконцентрировано, а рассеяно по территории, то грузоперевозки на единицу длинны сети будут невелики и здесь потребуется решение с более простой и менее затратной инфраструктурой. И это не говоря о том, что для высокоскоростной требуются качественные сплавы, а это редкие легирующие элементами, с которыми ведь тоже будет очень плохо. Железная дорога попроще (возможно даже не электрифицированная на паровозной тяге) и речной транспорт в этих условиях может оказаться даже более интересным решением. Ну а на море без дешевого ископаемого топлива в большинстве случаев скорее всего вне всякой конкуренции будет парус.

Ну вот опять возврат в доиндустриальную эпоху. При этом, если население живёт рассредоточенно, то от массового железнодорожного транспорта придётся отказаться: невозможно подвести рельсы и прорыть канал к каждому хутору. Значит - щебёночные дороги. Что по ним будет ездить? Паромобили? Но они громоздкие и капризные в эксплуатации. Значит - лошадь?

Вообще можно предположить, что мир после перехода к стационарному состоянию с ЗЯТЦ и без него будет не так уж сильно отличаться друг от друга, в первом случае конечно население по-больше, жизнь по-богаче, а вся конструкция устойчивее. Но в целом всё будет более-менее похоже.

Я бы не сказал. Во втором случае общество довольно быстро сваливается в доиндустриальную эпоху. Просто входит в штопор причинно-следственных связей и начинает деградировать. Например, резко возрастают расходы на транспорт, длинные производственные цепочки, и вслед за ними, высокотехнологичные производства станут невыгодными. У тут уже под вопросом массовое производство солнечных панелей и тепловых насосов. Как результат - топиться будут дровами, а освещаться - лучинами. Скорее всего.

Ядерный реактор - великолепный источник энергии для промышленности, выдающий стабильную постоянную мощность. А вот для всего остального уже не очень, плохо работает в маневровом режиме и как источник электроэнергии для населения его достоинства уже значительно меньше...

По ночам мощность ядерного реактора можно использовать для освещения вертикальных ферм и улиц - большой город никогда не спит. Смешанная энергетика? Ну конечно, там, где целесообразно использовать возобновляемые источники энергии, их будут использовать. В т.ч. и СЭС, и ВЭС и электростанции на щепках. Но они никогда не смогут стать основой энергетики для цивилизации.

Ну да у солнечной панели EROEI ~ 0.8. А EROEI ЛЭП выше?

А ЛЭП стоит дешевле и конструктивно проще. И, мне кажется, сверхпроводящая линия от АЭС до города обойдётся гораздо дешевле, чем поля солнечных батарей вкупе с аккумуляторами.

Что касается редких элементов... То кажется большинство задач от которых зависит выживания человека кажется можно решить и без них (для некоторых узких, но важных областей всё же будут нужны, вроде скажем катализаторов в органическом синтезе или вольфрама в нитях накала магнетронов, но совсем в мизерных количествах, буквально единицы -десятки тонн, это кажется реальным получить из различных попутных источников, также некую проблему представляют собой собственно ядерные реакторы, без легированных сталей они не получаются, правда лигатура там в основном хром и никель, которые хотя и редкие, но всё же по сравнению с другими имеют сравнительно высокие кларки). Ну будут характеристики электрических и тепловых двигателей, генераторов, металлорежущих и прочих инструментов заметно хуже, чем сейчас, а микроэлектроника представлена только чем-то весьма простым, то что можно сделать только из кремния и алюминия без экзотики. И дальше что? И того, что останется, для решения базовых задач скорее всего хватит. Ну не будет айфонов и выйдет из употребления реактивная авиация как и некоторые другие достижения 20-го и 21-го. Но ведь для жизни человека они совершенно не критичны. Так ли это существенно?

Я уже говорил, что в стационарной цивилизации добыча металлов имеет целью компенсацию потерь элементов, выпадающих из технологических циклов. Много их не надо.

[pkl]

Атом не будет способен решить эту проблему,извлекая водород из воды для синтеза углеводородов и спиртов из углекислого газа или неорганических карбонатов?

Технически можно, но дорого и энергетически неэффективно. Много стадий на каждой из которых будет непроизводительно расходоваться энергия, много оборудования, катализаторы требуются дефицитные (для синтеза Тропша-Фишера чаще всего кобальт), причём в этом процессе катализаторы довольно малоактивны, что требует очень больших объёмов химического реактора и количества находящегося в нём катализатора, а этого хотелось бы избежать.

Та же энергия инвестированная в кукурузное поле на выходе даст куда большее количество того же полиэтилена (этилен получается из этилового спирта при дегидратации над серной кислотой или оксидом алюминия) или синтетического каучука (в классическом синтезе каучука по методу Лебедева бутадиен используемый при его синтезе получают из этилового спирта на оксидном цинк-алюминиевом катализаторе).

Сколько надо сжечь топлива, чтобы собрать эту кукурузу? При этом, топливо надо ещё произвести, затратив энергию!

[pkl]

Ещё одна мысль не даёт мне покоя: почему Пётр I отправил Н.А. Демидова на Урал? Получается, уже Петровской России болотной руды не хватало.

Хватало, их и сейчас полно. Причина в другом. Болотная руда - относительно бедная и кроме того добывать её тяжело, т.е. она обычно не образует сплошных пластов, а лишь россыпь конкреции по болотам, её сбор занятие весьма трудоёмкое. Работать с ней человек умел, но при наличие нормальных месторождений всегда всегда предпочитал их. Месторождения Урала позволяли производить железо существенно дешевле по сравнению с болотными рудами центральной и северной России.

Ну вот, Вы и ответили на мой вопрос.

Если иными словами, то уже России времён Петра I, ещё до индустриальной революции, болотной руды не хватало. И это - при условно неограниченных запасах топлива /дрова и древесный уголь/!

[Nucleosome]

И ещё - животноводство кроме вкусного и полезного мяса, приносит шкуры для одежды и обуви

да, с этим будут проблемы, но эту проблему можно решить держа домашних животных. правда кожа будет не для всех видимо. но без неё в общем-то можно жить. правда, человечество не пробовало.

Какие Ваши годы, наедитесь ещё

надеюсь. ну в Мексику не поехал в итоге, а там это дело едят.

И, Вы знаете, насмотревшись вдоволь на эти мегапроекты... мне термоядерный реактор уже не кажется такой прямо сложной штукой. Не говоря об АЭС.

так просто разного рода трудности - в первом случае - как-то собрать много рассеянной энергии, во-втором - добыть концентрированную , но из очень твёрдого орешка.

В мегаполисе можно перемещаться на трамваях, метро, велосипедах и просто пешком. А при рассредоточенном населении без личного автотранспорте не обойтись.

шило на мыло - в первом случае подвозить продовольствие (как сейчас), во-втором - людей, правда не совсем понятно куда - почти всегда можно найти жильё рядом с работой тем более что промышленные гиганты особо будет не на чем гонять.

По ночам мощность ядерного реактора можно использовать для освещения вертикальных ферм и улиц - большой город никогда не спит.

чтобы для ферм это дало хоть что-то его придётся врубить на какую-то безумную мощность, на которую никакого урана выносимого реками не хватит.

Мегаполисы появились не просто так - это необходимое средство концентрации трудовых и интеллектуальных ресурсов.

скорее во многом просто человеческих фактор, далёкий как и многое того же рода от рационального. что касается интелектуальных ресурсов - то были и никуда не делись университские городки, которые не магаполисы.

У тут уже под вопросом массовое производство солнечных панелей и тепловых насосов.

ну они и без этого под вопросом. хотя конечно с ЗЯТЦ лучше чем без него.

Сколько надо сжечь топлива, чтобы собрать эту кукурузу?

не больше, чем можно получить из её ботвы.

Если иными словами, то уже России времён Петра I, ещё до индустриальной революции, болотной руды не хватало. И это - при условно неограниченных запасах топлива /дрова и древесный уголь/!

ну во-первых у них были весьма скромные технологии, во-вторых, там конкуренты наседали у которых руды была, в-третьих если из этого делается вывод, что без железной руды цивилизация не просуществует, то её не спасёт даже термояд...

[AlexAV]

Ну вот, Вы и ответили на мой вопрос.

Если иными словами, то уже России времён Петра I, ещё до индустриальной революции, болотной руды не хватало. И это - при условно неограниченных запасах топлива /дрова и древесный уголь/!

Физически - более чем хватало, причиной было лишь, то что болотная руда - сырьё низкокачественное и неудобное (это никак не связано с ограничениями на её количество, тем более что при уровне потребления 18-го века она в центральной России попросту неисчерпаема). На Урале же руда была куда лучше и удобнее в использование.


 

Сколько надо сжечь топлива, чтобы собрать эту кукурузу? При этом, топливо надо ещё произвести, затратив энергию!

Менее 75 кг топлива на гектар (эти затраты с избытком можно окупить даже сельскохозяйственным мусором с этих полей и ещё останется). Это все прямые затраты топлива. При этом с этого гектара можно получить до 10 тонн зерна, содержащего 7 тонн крахмала. Из них можно произвести скажем 2,4 тонны этилена или бутадиена (сырьё для синтеза полимеров).

Проблема растительного сырья не в прямых затратах топлива для сельхозтехники (они ничтожны на фоне количества получаемого сырья), а скорее в косвенных (прежде всего удобрений, т.е. компенсации геохимической не замкнутости полей). Впрочем даже с учётом этого растительное сырьё бесконечно выигрывает у синтеза органики из углекислого газа и воды обычными индустриальными методами (т.е. через получение водорода электролизом или в высокотемпературном цикле - с последующим синтезом по Тропшу-Фишеру или его модификации), там затраты энергии будут совсем невменяемыми, особенно если задача получить не горючую жидкость, а компонент чётко заданного состава для органического синтеза. 

[pkl]

Скатимся на уровень индейских цивилизаций или о. Пасхи. Камень, дерево, кость, обсидиан.

Железо человечество освоило задолго до 19-го века. И там где до него дошло - уже никогда не отказывалось. Никакого возврата к обсидиану не будет точно.

Однако, история знает подобный пример: в Древнем Египте в эпоху Древнего царства обрабатывали железо /метеоритное и получаемое попутно при добыче золота/, но затем вернулись к меди.

Ваших и Nucleosome!   Площадь земель, пригодных для обработки, сократится радикально, в разы, если не на порядок.

Раза в 2-3 - возможно, но не на порядок точно. Пустыни, тундры и ледники более 90% суши в ледниковый период конечно же не занимали. Даже этой оставшейся площади достаточно для проживания сотен миллион человек даже с уровнем хозяйства европейского средневековья.

Ну, XIX в. уже не получается. В моём варианте с атомными мегаполисами я надеюсь на несколько миллиардов человек.

Тут важно ещё важно понимать, что при выборе такого пути дороги назад не будет.

[pkl]

Наличие такого разбиения мира на множество отдельных "отсеков" с "переборками" между ними для сохранения долговременной устойчивости совершенно необходимо. Централизованный и глобализированный мир, где  все от всех критически зависят, сам по себе неустойчив и склонен к внутренним процессам деградации. Для его разрушения даже никаких проблем с ресурсами не потребуется. Сам деградирует и обрушится. Долгосрочно устойчива может быть только достаточно большая группа автономных друг от друга и конкурирующих друг с другом систем. Никакой механизм, кроме дарвиновского отбора, долгосрочно противодействовать деградации сложной системы не может.

В моём варианте так же, но размер кластера побольше, с континент. Соответственно, общество более сложное и более развитое. Думаю, у такого общества, с развитой наукой, шансов выжить куда больше, чем у примитивных полуаграрных.

[pkl]

Только в Германии и не понятно на каких исходных данных....

Так не говорят. Подозревают, что считали вместе с аккумуляцией.

Честно говоря, у меня подсознательно было такое же ощущение.

[pkl]

Производство машин энергоемко, уже начиная с конструкционных материалов. Сверхпроводимость крайне ресурсоемкая технология. Энергосбережение на бытовом уровне - это всё вручную.

Вообще есть несколько путей сокращения ресурсоемкости:
1) Апгрейд: замена старой технологии новой, например, замена ламп накаливания светодиодами экономит электроэнергию потребителя.
2) Оптимизация процессов: логистика, сбор макулатуры и прочий рециклинг, небольшие модификации продукции и её технологии, ведущие к экономии.
3) Масштаб - при большом объёме выпуска продукции/услуг цена на отделеную снижается. Хочу ещё раз обратить внимание на этот фактор! При снижении вала мы наблюдаем обратный процесс, а оно при ресурсном дефиците неизбежно. Высокие технологии за счёт масштаба выигрывают очень и очень сильно. То есть, простите за каламбур, либо вал, либо обвал.
4) Даунгрейд - здесь противоположность пп. 1 и 3: проигрывая в технологичности, выигрываем в локальной доступности.
5) Переход технологии на альтернативный, ситуативно более доступный ресурс.

Так вот, пункты 1 и 3 взаимосвязаны напрямую. Не будет масштаба производства/потребления, не будет и соответствующего ему НИОКРа. А для масштаба нужно много ресурсов.

Потому надо стремиться сохранить численность населения на уровне не ниже 1 млрд. Лучше 4 - 5. Моя концепция, в принципе, это позволяет. Вариант Alex'a AV исключает полностью.

Ресурсов полно /земная кора/. Вопрос - как их взять. Надо много дешёвой энергии. ЗЯТЦ и УТС, в принципе, это позволяют. С ещё кое-какими ухищрениями. Итак: уран + тория + литий + ГЭС и прочие возобновляемые источники, где это выгодно + максимальная замкнутость и вообще ресурсосбережение. Как то так.

[pkl]

Получается, уже Петровской России болотной руды не хватало.

и качеством она хреновая и восстановителя - древесного угля мало в туле

Вот-вот. Я об этом писал уже - древесный уголь и болотная руда не могли обеспечить металлом даже Петровскую Россию, с её мизерными, по сравнению с современными, потребностями. И это при полунатуральном хозяйстве! О чём тогда вообще можно говорить?

[pkl]

Армоцементный бетон не так уж и крошится. Кроме того, это всего лишь определяет площадь единичной платформы.

Хорошо будет стеклопластик или углепластик. Полагаете стекло и полимеры будут очень дорогими?
Гермокупол, какая там космическая промышленность, стеклопластиковые окна и герметик, наливной пластиковый пол, шлюзы.
Купол необязательно должен быть полностью герметичен, главное чтобы он не пускал внутрь птиц и летающих насекомых, лёгкая утечка водяного пара может быть покрыта, за счёт конденсирующихся испарений морской водой, прокачиваемой по каким-нибудь жёлобам внутри купола.Потребуются воздушные фильтры для подачи воздуха внутрь и сетки против насекомых и птиц на выходных трубах.
Геодезический купол.

Как всё это будет работать в шторм? Выглядит всё уж очень сложно и дорого. Вертикальные фермы в черте города кажутся куда более простыми. Там хоть купола не нужны и стеклопластиковые окна тоже. Вдобавок, как Вы себе представляете, Ваши плавучие острова будут свободно дрейфовать стоять на якоре?

[stuuvi]

Нет, пока у нас есть концентрированные ресурсы /а точнее, относительно дешёвые углеводороды/, у нас дешёвая логистика, т.е. транспорт, что позволяет существовать такому феномену расточительности как массовая автомобилизация. Всё очень просто: можно жить в своём особняке в пригороде и каждый день ездить на работу в город. Когда углеводородная блажь закончится, на работу придётся ходить пешком.

Всё что вы привели как аргументы, выше этой цитаты в том числе - скорее на мой взгляд аргументы не за продолжение цивилизации с мегаполисами, а скорее проблемы которые возникнут в мире, где мегаполис уже не окупается. То есть вполне вероятно никакой распределённой цивилизации в том числе и не выйдет.

[Nucleosome]

древесный уголь и болотная руда не могли обеспечить металлом даже Петровскую Россию

да могли они её обеспечить, просто зачем, если нашлась руда и средства её доставки?

Надо много дешёвой энергии. ЗЯТЦ и УТС, в принципе, это позволяют.

не позволяют. и много не выйдет, и дешевизна под большим вопросом даже у ЗЯТЦ (при условии если он вообще пойдёт)
кстати, pkl, вы пишите подряд несколько сообщений это чтобы их общее число у вас было больше?

[AlexAV]

Вопрос сложности весьма и весьма относителен. Вот, например, энергосистема Германии к 2050 г., какой её видят немецкие учёные:
https://astronomy.ru/forum/radikal/s017/i428/1504/67/99bfbf52d2cd.jpg
А это проект Десертек:

С трудом верится, что это будет реализовано. Как по экономическим, так и по политическим причинам. Гигантизм - это зло.

А я Вам скажу: пытаясь реализовать Вашу идиллию, Вы на одних стройматериалах разоритесь.

Да ничего подобного. Малоэтажное строительство дешевле многоэтажного в расчёте на 1 м2, не говоря уж о небоскрёбах (естественно без стоимости земли). Требования на прочность несравнимо ниже, материалы соотвественно попроще, да и нужно их никак не больше (хотя это конечно зависит от выбранной технологии строительства). Для низкоэтажного дома на 100 м2 достаточно 50 м3 древесины, т.е. усреднённо 0.5 м3/м2. А при многоэтажном в самых оптимистическом варианте - 0.8 тонн строительного материала и 22 кг стали. Ничего особо разорительного не видно.

Кроме того дерево - самый дешёвый и требующий меньше всего в цикле своего производства энергии  материал в рассматриваемой ситуации.

А деревянный дом не прослужит столько, сколько железобетонная конструкция.

Ничто не вечно. Исчерпает ресурс - снести и построить новый. Если даже заложить жилую площадь по 50 м2 на человека, а ресурс здания - 75 лет, то усреднённый расход на такие строительные нужды окажется около 0.3 м3/чел. в год. На фоне всего прочего - это не очень большая проблема.

А при рассредоточенном населении без личного автотранспорте не обойтись.

А как оно до 20-го века обходилось? Ведь жили тогда совсем не в мегаполисах. Естественно когда речь о рассредоточенном население имеется ввиду совсем не американский субурбан, а нечто совершенно иное. Естественно предполагается, что человек живёт и работает в одном населённом пункте и никуда далеко не ездит. А для малого города в 20 - 50 тыс. человек даже общественный транспорт не слишком критичен, и любой точки города в любую иную без проблем можно дойти пешком. Ну максимум пара автобусных маршрутов с несколькими автобусами. И естественно никаких джипов.

С учётом специфики индустриальной экономики в данном случае речь естественно не об расселение по удалённом хуторам (это другая крайность), а о сети достаточно автономных в хозяйственном плане малых городов по 20-50 тыс. населения равномерно распределённых по территории. Каждый город в этом случае должен вместе с пригородными с/х территориями должен образовывать хозяйственный комплекс в основном самообеспечивающийся наиболее массовыми продуктами - продуктами питания, стройматериалами, топливом (перечисленное - это большая часть грузоперевозок, если основная часть здесь будет замкнута на местном уровне, это позволит резко, в разы уменьшит количество дальних перевозок). Ну и какие-то технически сложные производства уже работающие не на локальном уровне, а в региональной системе разделения труда.

Ну вот опять возврат в доиндустриальную эпоху. При этом, если население живёт рассредоточенно, то от массового железнодорожного транспорта придётся отказаться: невозможно подвести рельсы и прорыть канал к каждому хутору. Значит - щебёночные дороги. Что по ним будет ездить? Паромобили? Но они громоздкие и капризные в эксплуатации. Значит - лошадь?

Грузонапряжённость между городами такой сети должно для железной дороги хватить.

Причём, заметьте, урбанизация началась задолго до индустриальной эры!

Очень ограниченная. Даже в Италии позднего средневековья (самый развитый регион планеты на тот момент) процентов 20 от силы, а в других местах значительно меньше. Люди живут там где есть ресурсы. А если ресурсы размазаны тонким слоем по территории (а так кроме последних двух столетий всегда и было) - концентрироваться в одной точке не очень получается.

 

Рим тот же пережил несколько эпох, включая цивилизацию, его породившую.

Рим был мегаполисом пока был центром гигантской империи. Как империя исчезла - город конечно остался, но мегаполисом быть перестал. Мегаполис - убыточен, может жить только на потоке ресурсов из вне.

Неправильное у Вас ощущение. Поинтересуйтесь экономическим вкладом, допустим, Нью-Йорка в экономику США. Или Лондона - в британскую.

Это очень странный вклад. Что конкретно там производится физически? Подавляющая часть этого вклада - циркуляция денежных знаков и проедание ресурсов поступающих из вне без создание чего-то полезного. Масса людей занимающихся неизвестно чем и неизвестно для чего. С точки зрения физической экономики - это по сути чёрные дыры, поглощающие людей и ресурсы без всякой отдачи. Реальная основа нашей цивилизации (промышленность) в своей массе находится совсем не в мегаполисах.

Ну, например, невозможно производить трудоёмкую и высокотехнологичную продукцию: для них просто не хватит рабочих рук

Дубна, Снежинск, Саров. Более сложные производства и виды деятельности, чем те, которые имеют место там представить сложно. И все перечисленные - вовсе не мегаполисы.

Например, резко возрастают расходы на транспорт, длинные производственные цепочки, и вслед за ними, высокотехнологичные производства станут невыгодными.

Наиболее сложные изделия промышленности кстати к подражанию транспорта, как ни странно, наименее чувствительны. Килограмм микросхем стоит дороже килограмма золота. Их будет рентабельно возить даже на осле. А вот транспортировка массовых грузов с невысокой удельной стоимостью - проблема. Поэтому куда важнее цена транспорта для зерна, кирпича, цемента, удобрений, а не высокотехнологичной продукции. Для высокотехнологичной существеннее население и полный объём рынка. Но  если не решить проблему логистики этих массовых дешёвых продуктов - не будет ни населения, ни рынка, ни хайтека. А её решение при удорожание транспорта - приближение людей к источнику ресурсов, а не концентрация их в удалённой от них точке.

Дальше. Коммуникации. Термин "уплотнительная застройка" Вам не знаком? Так вот, строители в России предпочитают лепить свои халупы где угодно, но лишь бы в городе, даже во дворах, где они уже есть или где их можно провести с минимальными затратами. Именно потому, что прокладка труб и кабелей влетает в копеечку. А в Вашем случае коммуникации надо подводить к каждому дому. Да в том мире просто металла не хватит. А полностью автономный дом, с солнечными батареями и аккумуляторами/как часто надо будет их менять?/, тепловыми насосами и массой сложных инженерных систем будет просто не по карману подавляющему большинству населения. Он и сейчас то мало кому по карману.

И тем не менее инфраструктура малого города в расчёте на человека обходится неизмеримо дешевле, чем мегаполиса. В этом легко убедиться,сравнив бюджеты того и другого. Возьмём г. Бобров с населением 20500 человек (есть такой город в Воронежской области) в нём преобладает низко этажная застройка. Расходная часть бюджета города (http://muob.ru/aktualno/npa/postanovleniya/397758.html) в 2015 - 224.9 млн. руб. Итого 10971 руб./чел. Город для жизни вполне пригоден, т.е. как минимум для решения инфраструктурных проблем хотя бы в минимальном варианте этого хватает.

Теперь посмотрим на мегаполис Москву. Население - 12.3 млн. человек. Расходная часть бюджета (http://budget.mos.ru/exp_fkr) в 2015 -  1633 млрд. руб. Т.е. 132764 руб./чел.

Различие в 12 раз! И на самом деле такой разрыв вполне закономерен, при повышение концентрации людей начинают возникать проблемы, которых при малой плотности просто нет вообще. И их решение обходится очень не дёшево. Ну не нужен при малой плотности ни подземный метрополитен, ни многоэтажные развязки, дороги могут быть поуже и попроще и т.д. А в сумме это и приводит к таким чудовищным разрывам в стоимости обслуживания инфраструктуры.

[AlexAV]

Я не предлагаю заменять поля небоскрёбами без обладания достаточным количеством дешёвой энергии.
Я предлагаю заменить поля - теплицами - фитотронами и климатронами, где контролируется климат поступление удобрений, состав воздуха, влажность. Где всё выращивается на гидропонике и аэропонике, на искусственных субстратах и совсем без почвы, где рециркулируется вода и солевые растворы, где все канализационные стоки и остатки растений перерабатываются в удобрения и топливо.

Гидропоника, как ни странно,  замыкание сельского хозяйства по биогенам не облегчит, а наоборот затруднит. Вынос биогенов происходит по двум каналам - эрозия почв и вынос с продуктами растениеводства (зерно содержит фосфор, калий, азот, микроэлементы и когда мы это зерно вывозим, вмести с ним мигрируют и они).  Далее они неизбежно окажутся в канализационном стоке. В случае обычных агроценозов возврат биогенов из канализационного стока проблемой не являетсяю Осадки канализационного стока можно просто вывести в поля и запахать (ну может быть предварительно обеззараживая, что обычно делается добавкой извести и стоит тоже не слишком дорого). В какой форме там находятся эти биогенные элементы - неважно, растения прекрасно рассеянные элементы могут извлекать. Единственная сложность - транспортные плечи. Когда пища потребляется в Москве, а выращивается под Урюпинском, то таким образом биогены будут мигрировать  из почв Урюпинска (где они нужны)  в сточные коллекторы Москвы (где для них никакого применения нет). Транспортировка же больших объёмов такого низкоконцентрированного удобрения на большие расстояния на экономику процесса может повлиять весьма негативно (кстати это одна из причин почему это сейчас делается лишь в очень ограниченном масштабе). Но это уже о вреде чрезмерной концентрации населения при рассеянных ресурсах.

С гидропоникой хуже. Там вам нужна не тонна непонятно чего с несколькими килограммами фосфора, азота и т.д., а чистый фосфыты, нитраты или соли аммония и т.д. для составления рецептурных смесей. Выделение чистого фосфата из канализационных осадков - совсем не тоже самое, что вывезти эти осадки в поле и запахать. Это куда более затратная процедура. Но это половина проблемы. Растением нужен не только азот, фосфор, калий, но и микроэлементы - цинк, медь, молибден, даже такие редкости как селен. В агроценозах с микроэлементами проблемы возникают редко и как правило из-за их низкой подвижности, а не недостатка в почве. Потребность растений в элементах обычно хорошо согласована с их кларками и их дефицит редок (исключение кстати фосфор, который будучи элементом сравнительно редким, требуется живым организмам в очень больших количествах, вообще фосфор - самый странный элемент биосферы). И это всё придётся добавлять в рецептурные растворы в форме чистых соединений. А потом регенерировать из стока (или ещё откуда то брать). Как выделять молибден в чистом виде из канализационных осадков - совершенная загадка. Даже медь с цинком - огромная проблема. Вывезти их в поле - куда легче.  

Вообще если и существует способ решения этих геохимических проблем в сельском хозяйстве, то тут я полностью согласен с Nucleosome - он лежит в детальном понимании геохимических циклов и в конструирование агроценозов в природоподобной форме с естественным замыканием по биогенам (за счёт подбора видов, ландшафтов и т.д., а не за счёт грубых индустриальных методов). В конце концов естественная наземная же биота с проблемой биогенных элементов как-то справляется уже сотни миллионов лет и демонстрирует ведь при этом гигантскую продуктивность.

[AlexAV]

к сожалению нет там про средиземное море отдельно, но на стр 10, есть диаграмма по аквакультуре - и она очень сильно пошла вверх - прям революция почти как неолетическая  (шутка)

Помимо основной функции (т.е. производства продуктов питания) морская аквакультура (по крайней мере водорослей и фильтраторов) - ведь ещё и геохимический канал переноса фосфора из океана на сушу. Полностью проблему в современном объёме он скорее всего не закроет, но хоть что-то. Т.е. её значение может быть даже глубже и фундаментальнее ещё одного источника пищи.

[AlexAV]

Я уже говорил, что в стационарной цивилизации добыча металлов имеет целью компенсацию потерь элементов, выпадающих из технологических циклов. Много их не надо.

Хорошо рециклятся только элементы использующиеся в виде массивных деталей, вроде электродов свинцовых аккумуляторов, ювелирных изделий и т.д.  А когда речь о тонких плёнках и малых примесях в сплавах - то регенерация становится гигантской проблемой, чрезвычайно затратной и во многих случаях сложно разрешимой. Проблема в том, что большинство редких элементов так и применяются. Даже по рению (мягко говоря не самый дешёвый элемент) рециклингом удаётся покрыть только 50% потребностей (http://idc-met.com/analitika/poleznaya-informatsiya/pi/renij-tekhnologicheskaya-i-kon-yunkturnaya-informatsiya.html). А его применяют не в ширпотребе, а в военных и промышленных приложениях, где сбор и рециклинг организовать проще всего.

Тотальный рециклинг позволит сократить потребность в добычи редких элементов в несколько раз от современного уровня, но не более. Далее только даунгрейд техники останется.

Вообще масштаб бедствия с редкими элементами сильно недооценивается. Чтобы оценить насколько всё печально, можно посмотреть на такой элемент как галлий. Галлий в силу особенностей геохимии собственных месторадений практически не образует и уже сейчас мы его вынуждены добывать из бокситов с кларковым по сути его содержанием (попутно с алюминием). Галлий - сам по себе элемент сравнительно распространённый. В земной коре его в 1.3 раза больше, чем свинца, в 8 раз чем олова, в 18 - чем молибдена, в 260 - чем серебра, и всего в 2.8 раз меньше, чем меди.

И что мы имеем для такого не особо экстремально редкого элемента, к тому же в силу химических свойств довольно легко извлекаемом попутно с алюминием? Мы едва-едва можем наковырять чуть менее 200 тонн галлия в год (http://www.metaltorg.ru/analytics/publication/index.php?id=3785). Низкая доступность галлия и его высокие цены являются существенным ограничивающим фактором для его технического применения (в тех же солнечных батареях соединения галлия как полупроводники куда интереснее кремния, но дефицитность галлия не позволяет им стать массовым продуктом). А в каком количестве будет доступен какой-нибудь вольфрам с его распространённостью в 18 раз ниже? В количестве единиц тонн? А ведь современная потребность в вольфраме около 75 тыс. тонн. Здесь уже никакой рециклинг не спасёт. Практически невозможно его осуществить на 99.9999%. Про какое-нибудь серебро с селеном лучше вообще не вспоминать. Даже цинк, медь, никель, если ориентироваться на галлий и их кларки, будут доступны в количестве в лучшем случае порядка одной тысячи тонн. А потребляются в количествах 13.6 млн.т, 16.5 млн.т и 1.8 млн.т. соответственно. Никакой рециклинг потребность в первичной добычи в 10 тыс. раз не уменьшит, это совершенно нереально.

Но перечисленное - ещё половина проблемы. Вторая половина - что реально все эти редкие металлы извлекать не самостоятельно, а лишь попутно с чем-то. А алюминий и сталь потенциально рециклить проще,чем большинство редких элементов. Собрать старую алюминиевую проволоку несравненно более проста задача, чем собирать стружку инструментальной стали и пытаться оттуда вернуть вольфрам. А значит при увеличение рециклинга проблема дефицита редких элементов будет в определённом смысле даже усиливаться, т.к. сокращение потребности в первичном железе и алюминии будет идти быстрее (а все редкости придётся извлекать только попутно с ними, то что попутно извлечь не получится - будет вообще практически недоступно), чем сокращение  потребности в редких элементах.

Даунгрейд совершенно неизбежен, попросту невозможно потреблять столько редких элементов, сколько потребляем мы сейчас. Причём разрыв между нашими текущими потребностями и тем, что потенциально можно извлекать из пород с кларковым содержанием, столь гигантский, что никакой рециклинг здесь не спасёт.

[stuuvi]

С учётом специфики индустриальной экономики в данном случае речь естественно не об расселение по удалённом хуторам (это другая крайность), а о сети достаточно автономных в хозяйственном плане малых городов по 20-50 тыс. населения равномерно распределённых по территории.

Мегаполисы всё равно будут. Чтобы их не было нужно условие что государство отсутствует. Просто управляющий аппарат, плюс более сильная экономика - за счёт того что налоги концентрируются в столице, торговый центр. Обслуга для всего этого и тд. Тем самым утопии разумеется не выйдет.

Тут вопрос - от чего зависят размеры государства? Если в тех уловиях государства не смогут быть большими, то конечно нечто приближенное к описанной вами схеме возможно.

[Проходящий Кот]

Ленин говорил Уэльсу о городах до 300 тысяч.
Несложилось....