Отказ от нефти (часть 2)
реклама
7 Глава Отказ от нефти (часть 2) Н едавно в журнале New York Times была опубликована занимательная статья о владельце ресторана, который усовершенствовал свою машину Ford Excursion с турбодизельным двигателем так, что она стала работать на остатках растительного масла, на котором в ресторане жарили картошку. По сути дела, топливо было бесплатным, потому что, если бы не машина, в конце рабочего дня масло бы просто выливали. Автомобиль, очевидно, ездил так же мягко, как и всегда, и не выбрасывал в атмосферу вредных загрязняющих веществ. Единственным так называемым недостатком был едва различимый запах жареной картошки, исходивший от выхлопов машины. Когда пишешь книгу об энергетике, обращаешь внимание на подобные истории. Вполне возможно, что и другие владельцы ресторанов могут начать заливать растительное или даже оливковое масло в баки своих машин. Но в целом, когда речь заходит об альтернативах бензину, масло, используемое для готовки, редко приходит в голову. Понятно, что подобные случаи — единичны, и на этом мы закончим разговор о них. Возвращаясь к более традиционным видам топлива, вспомним, что использование всех источников энергии, перечисленных в предыдущей главе, в каком-то смысле проблематично. Они грязны (уголь), опасны (атомный распад и, в некоторой мере, уголь), истощимы (природный газ), недоступны для повсеместного использования (гидроэлектроэнергия). И в самом деле, жалкая картина. Поэтому сейчас мы обратимся к источникам, которые больше подходят под общепринятые представления об 116 ♦ Фактор нефти альтернативных видах энергии. Это — источники энергии, порождаемые неограниченными природными ресурсами, которые восстановимы и не представляют экологической угрозы. Ветер, солнце, водород, извлеченный из воды, — из этих источников мы надеемся извлекать энергию в будущем. Если мы достигнем достаточных успехов в покорении ветра, Ближний Восток нам больше не понадобится. Если мы научимся улавливать солнечные лучи, нам не придется беспокоиться о глобальном потеплении. Вы только подумайте, нам даже не придется беспокоиться об экономическом росте и инфляции. Масса проблем будет решена. Не то чтобы все перечисленные виды энергии были совсем новыми и никогда не использовались, некоторые виды в той или иной форме применяются достаточно давно — вспомните ветряные мельницы в Нидерландах, которые и сегодня помогают нам в удовлетворении энергетических потребностей. Но все они требуют значительных капиталовложений с целью развития инфраструктуры, необходимой для повсеместного использования или преодоления технологических ограничений. Иными словами, альтернативные источники еще не готовы к исполнению главной роли. Но не стоит впадать в заблуждение по этому поводу: если не предпринять решительных мер по разработке хотя бы некоторых из перечисленных источников, у нас возникнут серьезные проблемы. Далее мы рассматриваем, насколько существенно мы продвинулись в развитии альтернативных источников энергии, насколько трудоемким будет процесс перехода к их повсеместному использованию и на каких видах энергии следует сосредоточить наибольшее внимание, чтобы успешно преодолеть предстоящие десятилетия. Осуществить переход будет непросто. В данный момент на экологически чистые восстановимые источники энергии приходится лишь одна десятая процента энергопотребления США, и за последние десять лет показатель практически не изменился. В течение нескольких последующих десятилетий он должен расти с экспоненциаль- Отказ от нефти (часть 2) ♦ 117 ной скоростью. Это — сложная задача, и основная тяжесть ее решения ляжет на экономику и инвесторов. Солнечная энергия Когда речь идет о переходе к чистым, неистощимым источникам энергии, вероятно, самые дерзкие надежды возлагаются на возможность использования солнечного света для обеспечения энергетических нужд Земли. Согласно оценкам экспертов, каждый день поверхности земли достигает достаточное количество солнечного света, чтобы обеспечить планету энергией на двадцать лет вперед. Фокус в том, чтобы уловить солнечную энергию и сохранить ее для дальнейшего использования, затратив на этот процесс соразмерное количество финансовых, энергетических и природных ресурсов. В решении этих проблем наблюдается прогресс, но для перехода к широкомасштабному использованию солнечной энергии необходимо провести еще множество исследований. Технология улавливания солнечного света и преобразования его энергии в электричество построена на использовании солнечных батарей, также называемых фотогальваническими батареями. Идея заключается в том, что солнечный свет направляется на светопоглощающий материал и, возбуждая электроны этого материала, генерирует электроэнергию. Солнечные батареи были впервые использованы в конце XIX века для измерения света в фотолабораториях. В 1950-х годах ученые из лабораторий Белла существенно усовершенствовали технологию. Благодаря использованию кремния они изготовили батареи, которые могли преобразовывать 4% солнечной энергии в электрическую. Достаточно скоро солнечные батареи уже применялись в космических проектах. Сегодня солнечная энергия применяется в различных целях, от изготовления калькуляторов и часов, работающих на солнечных батареях, до производства раций, осветительных приборов и перекачивания воды для солнечных панелей на крышах зданий. В солнечные дни эти 118 ♦ Фактор нефти панели улавливают падающий на них свет, преобразуя его энергию в электроэнергию, достаточную для работы светильников, посудомоечных машин, кондиционеров и других приборов. Подобные солнечные панели часто используются в регионах, отдаленных от центральных электрических узлов. Их также можно подсоединить к коммунальным электросетям. В этом случае, когда светит солнце, оно становится основным источником энергии, а в остальное время энергия поступает из сети. Излишки энергии, произведенной солнечной панелью, могут поступать в электросеть и распределяться между другими жильцами — это позволяет снизить затраты ископаемого топлива и оплатить пользование солнечной панелью. Повышение экономичности фотогальванических батарей — необходимое условие будущего расширения использования солнечной энергии. Следует решить две проб­ лемы: снизить стоимость изготовления солнечных батарей и, главное, повысить их эффективность, чтобы они могли преобразовывать более существенную долю солнечной энергии в электрическую. Когда мы достаточно далеко продвинемся в этих направлениях, мы достаточно близко подойдем к обретению энергетической независимости. До сегодняшнего дня было разработано три основных вида солнечных батарей. Не углубляясь в детали, отметим, что важнее всего найти разумное соотношение между стоимостью их изготовления, затратами природных ресурсов, задействованных в производстве, и эффективностью, с которой они преобразуют световую энергию в электрическую. Ни один метод не удовлетворяет всем трем параметрам. При нынешнем темпе роста соотношения эффективности и затрат, который в среднем составляет 5% в год, понадобится как минимум тридцать лет для того, чтобы солнечные батареи могли составить конкуренцию природному газу и углю, а возможно, и гораздо больше. Такая перспектива не учитывает возможности резкого повышения уровня государственного финансирования исследований для ускорения процесса разработки. Но и в этом случае результат не гарантирован. Отказ от нефти (часть 2) ♦ 119 Кроме высокой стоимости изготовления и недостаточно высокого коэффициента полезного действия, у современных фотогальванических батарей есть еще несколько недостатков. Во-первых, производство батарей сопряжено с выбросом токсичных отходов. Во-вторых, для их изготовления необходимо большое количество природных ресурсов, таких как железо. В своей статье, опубликованной в журнале Foreign Affairs, к которой мы обращались в предыдущей главе, Роудс и Беллер заявляют, что создание глобальной системы солнечных батарей займет сто лет и поглотит большую часть мировой добычи железа. Картина кажется совершенно ясной: при современном уровне технологического развития солнечная энергия не может и близко считаться решением мировой энергетической проблемы. Один из экспертов в данной области, Джон Тернер, в номере журнала Science за 30 июля 1999 года отстаивает другую точку зрения, утверждая, что теоретически современный уровень развития технологий позволяет удовлетворить как транспортные, так и электроэнергетические потребности США за счет использования фотогальванических батарей. Но, к сожалению, его высказывание в защиту солнечной энергии только показывает, насколько мы далеки от мира солнечной энергетики. К примеру, согласно расчетам эксперта, для свободного размещения необходимого числа солнечных батарей понадобится выделить территорию, равную по площади штату Невада. Тернер утверждает, что, хотя это и огромная территория, она вчетверо меньше площади, которую в нашей стране занимают дороги и улицы. Допустим, что мы готовы расчистить где-то на территории страны участок размером с Неваду или даже сравнять с землей Лас-Вегас с пригородами, чтобы на его месте поставить солнечные панели (такой шаг многим покажется вполне разумной жертвой). Шутка. Доводы Тернера беспочвенны, потому что построены они на предположении, что мы изобрели нечто, чем мы пока не располагаем, — метод эффективного расщепления воды с 120 ♦ Фактор нефти помощью солнечных лучей для получения чистого водорода, который можно использовать в качестве топлива. Водород Водород является Священным Граалем всех изысканий в энергетической сфере. Берете воду, любую, откуда угодно, и солнечный свет, ежедневно падающий на землю, и расщепляете молекулы воды, высвобождая водород. После этого сжигаете водород, т.е. проводите реакцию с кислородом, и генерируете энергию, необходимую для функционирования предприятий, обеспечения коммунальных нужд и работы автомобилей. Если вы, говоря языком альтернативной энергетики, способны расщепить воду с помощью солнечного света, то располагаете дешевым, неистощимым и совершенно безопасным с экологической точки зрения источником энергии. Вот это да! Водород действительно повергает в отчаяние. Во Вселенной он присутствует в наибольшем количестве, и, выделив его в чистом виде, вы получаете идеальное топливо. Его можно просто сжигать в двигателе внутреннего сгорания, где его использование гораздо экономичнее сжигания бензина и уровень загрязнения при этом значительно ниже, или заправлять им топливные элементы, где он генерирует энергию, соединяясь с кислородом. В любом случае в таком процессе выделяется огромное количество энергии, а единственный побочный продукт реакции — вода. Но проблема в том, что водород не встречается в чистом виде. Его нужно изолировать, отделять от других элементов. И изобретение эффективного и доступного способа осуществления этой процедуры — главный камень преткновения. Как уже было сказано в предыдущей главе, в природе водород соединен с углеродом. Используя ископаемое топливо, мы не пытаемся сначала отделить водород, а сжигаем все соединение и в результате получаем углеродные выбросы и иногда другие токсичные продукты. Проводятся экспериментальные попытки разделить водород и угле- Отказ от нефти (часть 2) ♦ 121 род, содержащиеся в угле, чтобы можно было использовать водород как топливо. Но на сегодняшний день такая процедура обходится очень дорого; к тому же открытым остается вопрос, как безопасно избавиться от двуокиси углерода, которая получается в результате реакции. У водорода, входящего в состав воды, нет указанного недостатка, но проблема по-прежнему состоит в том, чтобы найти доступный способ его изолировать, отделить от кислорода, с которым он соединен. Для этого требуется энергия, которую нужно откуда-то получить: возможно, из солнечного света, а возможно, из ископаемого топлива или какого-то другого источника. Итак, мы уяснили связь солнца и водорода. Водород является недостающим определяющим звеном в цепи исследований, направленных на максимально эффективное использование солнца как источника энергии. Причина в том, что без промежуточного посредника, такого как водород, солнечную энергию нельзя сохранить для последующего использования или транспортировать с места на место. Мы можем применять солнечные панели для генерирования электроэнергии в различных целях, как это описано выше, и эти устройства, несомненно, приблизят момент нашей независимости от ископаемых видов топлива. Однако без посредника в сохранении энергии, такого как водород, роль панелей ограничена. Мы не можем непосредственно использовать солнечную энергию, например, в автомобильных двигателях, или применять энергию, полученную с помощью фотогальванических батарей, для выполнения работ на большом расстоянии от места их расположения. Но если бы мы могли использовать солнечные лучи для расщепления воды, выделенный таким образом водород открыл бы перед нами все эти возможности. Исследования в данной области сосредоточены на экспериментах с различными комбинациями металлов, призванных определить металл, который мог бы эффективно поглощать солнечную энергию и с ее помощью выделять водород из воды, т.е. расщеплять воду. Теоретически этот 122 ♦ Фактор нефти процесс вполне возможен. Но пока что материалы, способные расщеплять воду, недостаточно эффективно поглощают солнечный свет для того, чтобы приносить практическую и экономическую выгоду, поскольку преобразуют лишь от 1 до 2% его энергии для получения химического топлива, которое можно хранить. Структура материалов, которые более эффективно поглощают солнечный свет, не позволяет им расщеплять воду. Это — первое препятствие на пути к развитой водородной энергетике. Есть и вторая проблема: нам еще предстоит значительно продвинуться в разработке средств безопасного и эффективного хранения и транспортировки водорода. Водород — относительно нестабильный элемент, и вы не сможете налить его, например, в канистру, и носить ее за собой. Ведутся исследования по созданию легких, но безопасных синтетических материалов, более подходящих для хранения водорода, чем материалы, которыми мы располагаем сейчас. И это еще не все. Если такие материалы будут созданы, перед нами сразу встанет следующая задача — создание широкомасштабной инфраструктуры, призванной обеспечить повсеместную доступность водорода для использования. Итак, нам кажется, что от действенной экономической системы, построенной на солнечной энергии и водородном топливе, нас отделяет, в лучшем случае, несколько десятилетий. Мы не отвергаем саму возможность как таковую и считаем, что исследования в данной области нуждаются в существенной финансовой поддержке. Но, на наш взгляд, нет ни малейшей надежды на то, что эта отрасль вовремя достигнет достаточно высокого уровня развития для того, чтобы помочь нам справиться с нехваткою нефти и ее подорожанием, которые ожидают нас в гораздо менее отдаленном будущем. Чтобы пережить предстоящий период, нам необходимо найти другой выход. Отказ от нефти (часть 2) ♦ 123 Суета вокруг автомобилей на водороде Если в течение последних нескольких лет вы обращали внимание на развитие событий в области восстановимых источников энергии, вы можете смутно помнить, что в 2003 году поднялся некоторый шум по поводу машин, работавших на водороде. И в самом деле, на первой странице коммерческого раздела газеты New York Times за 5 марта красовался заголовок: “Микроавтобусы и насосы, работающие на водороде, направляются в Вашингтон”. А в проекте бюджета на 2004 год Буш предложил выделить 1,7 млрд. долл. на разработку автомобилей, заправляемых водородом. Может быть, мы чрезмерно пессимистически смотрим на ситуацию и приход экономики, основанной на водородном топливе, гораздо ближе, чем нам кажется? Не совсем. Во-первых, хваленые автомобили компании General Motors, работающие на водороде, стоят примерно по 5 млн. долл. каждый. Ларри Бернс, вице-президент General Motors, отвечающий за исследовательскую работу, выразил надежду на то, что компания может изготовить доступный автомобиль, работающий на водороде, к 2010 году, хотя и признал, что задача — не из легких. Возможно, так и случится, но подобное свершение превзойдет все ожидания. Чтобы снизить цену с 5 млн. долл. до десятков тысяч за такой короткий период времени, понадобится гигантский скачок в повышении экономичности, который затмит все научные результаты, достигнутые даже в области электронных технологий. Иными словами, для выполнения этой задачи автомобильная индуст­рия должна превзойти все производственные достижения в любой сфере. Во-вторых, даже если General Motors под силу изготовить такой автомобиль, следует помнить, что сегодняшние разговоры о машинах, работающих на водороде, основаны на предположении, что водород получается из природного газа, того самого, производство которого, по нашим подсчетам, постоянно сокращается. В дополнение к этому, для топливных элементов 124 ♦ Фактор нефти в качестве катализаторов необходимы другие ресурсы, такие как платина, тоже весьма ограниченные. По мере того как применение в машинах топливных элементов получит более широкое распространение, цены на платину возрастут, вызвав подорожание этих машин. Остаются актуальными и другие вопросы, такие как необходимость разработки более надежного материала для хранения водорода и создания общегосударственной инфраструктуры, позволяющей водителям заправить автомобиль в любое время и в любом месте. Положительная сторона вопроса в том, что водородные топливные элементы генерируют энергию гораздо более эффективно, чем двигатель внутреннего сгорания, так что в целом они, вероятно, позволят сэкономить энергию. Более того, они не будут загрязнять атмосферу. Но до использования топливных элементов, по крайней мере, в сколько-нибудь значительных масштабах, еще так далеко, и оно само по себе не решит энергетических проблем и даже не приблизит нас к их решению еще в течение одного или двух десятилетий. Ядерный синтез Солнце — огромный ядерный реактор, в котором энергия генерируется за счет постоянного соединения ядер водорода. Таким образом, ядерный синтез является косвенным источником всей энергии на земле. Но хотя мы и пытались воспроизвести процессы, происходящие на Солнце, пока что у нас ничего не вышло. Или, точнее, мы знаем, как провести синтез, но только не знаем, как в результате него получить выигрыш в энергии. Чтобы заставить ядра разных атомов соединиться, нужно больше энергии, чем выделяется в процессе синтеза. Неважная сделка. Примерно так же алхимик мог поклясться, что обладает рецептом изготовления золота, но для получения двух унций металла ему, оказывается, требовалось три унции. Очень жаль, потому что ядерный синтез — экологически безвреден. Отказ от нефти (часть 2) ♦ 125 Насколько мы далеки от получения энергии путем синтеза? Очень далеки. На протяжении примерно двадцати лет группа стран, состав которой не всегда был неизменным, пыталась организовать финансирование и поддерж­ ку исследований, которые считаются наиболее успешной попыткой создания термоядерного экспериментального реактора (International Thermonuclear Experimental Reactor — ITER). На момент написания этой книги США, вышедшие на несколько лет из состава консорциума, приняли решение вернуться. Если в начале финансирование проекта составляло 10 млрд. долл., то теперь оно снизилось до 5 млрд. долл. Денис Нормайл в номере журнала Science за 28 февраля 2003 года подытожил перспективы: “Сердцевина ITER представляет гигантский сосуд, внутри которого — вакуум, окруженный несколькими типами сверхпроводимых колец… которые с помощью магнитного поля придают водородной плазме форму тороида…. Такие эксперименты считаются следующим шагом к эксплуатации ядерного синтеза для получения энергии. Кроме главного реактора, комплекс будет включать около дюжины зданий и сооружений, расположенных на территории площадью 30 гектаров. Ожидается, что сооружение комплекса займет десять лет”. Иными словами, пройдет десятилетие с момента начала строительства — а история не знает случаев, когда строительные проекты сдавались не позже предполагаемого срока, — пока ученые будут в состоянии определить последующие шаги исследования. Другими словами, ядерного синтеза нам придется ждать довольно долго. Конечно же, он не является решением, которое позволит нам совершить коренной переход от нефти к другим альтернативам в ближайшие десять лет. Ветер Колоссальное преимущество энергии ветра, по сравнению с солнечной энергией, в том, что технология ее применения намного проще и продвинулась гораздо дальше в своем развитии. Эта технология предполагает сооруже- 126 ♦ Фактор нефти ние ветряных турбин, высоких башен с вращающимися лопастями в местах, где достаточно часто наблюдается передвижение воздушных масс. Ветер вращает лопасти, а энергия передается на генераторную станцию, где происходит ее распределение между пользователями. Для эффективного использования энергии ветра необходима определенная кучность в размещении турбин, поэтому они располагаются группами на ветряных фермах. Единственным недостатком ветряных турбин, о котором иногда заходит речь, является массовое обезглавливание летящих птиц вращающимися лопастями. Впрочем, в большинстве случаев существует возможность размещения турбин в стороне от маршрутов миграции пернатых. Положительная сторона решения в том, что земля, на которой располагаются турбины, может одновременно использоваться и для других целей, таких как некоторые виды сельскохозяйственной деятельности. Турбины также можно ставить не на суше, а в океане. В Европе использование энергии ветра набирает обороты. На 2000 год в Германии было установлено 6113 мегаватт ветряных турбин (примерно 2% всей электроэнергии), а в Дании — 2300 мегаватт. Естественно, это ничтожная доля общих энергетических ресурсов указанных стран, но она существенно превышает показатель США, где установлено всего 2254 мегаватта ветряных турбин. За пределами США уровень использования ветра в качестве источника энергии возрастал на 20% ежегодно. В США показатели прироста колебались на уровне 5%, а изначальные темпы развития были гораздо ниже и колебались в пределах номинальных изменений. Итак, нет сомнения, что мы располагаем технологией применения энергии движения воздушных масс. Единст­ венную реальную проблему представляют затраты, но и по этой шкале энергия ветра лидирует среди других источников. Несомненно, стоимость энергии ветра существенно снизилась. В статье, опубликованной в журнале Science за 24 августа 2001 года, сотрудники факультета строительного и экологического проектирования Станфордского уни- Отказ от нефти (часть 2) ♦ 127 верситета, Марк Джейкобсон и Гилберт Мастерс, заявили, что энергия ветра на сегодняшний день дешевле угля. По их словам, в Дании энергия ветряных турбин, больших или малых, стоит 4 цента за киловатт-час. “Эти цифры свидетельствуют о том, что общая стоимость энергии ветра ниже стоимости энергии сжигания угля… от 36 до 40 тыс. турбин позволят США отказаться от 10% угля, стоимостью от 61 до 80 млрд. долл.” Существуют также веские подтверждения тому, что энергия ветра дешевле природного газа. Роберт И. Редлинге, Пер Даннеман Андерсен и Пол Эрик Морторст в своей книге Wind Energy in the 21st Century (“Энергия ветра в XXI веке”), напечатанной в 2001 го­ду, обращаясь к конфликту, разгоревшемуся в конце 1990‑х го­дов в Миннесоте между предприятиями и общественными организациями, отстаивают ту точку зрения, что энергия ветра на 7% дешевле газа, даже если не учитывать снижение налоговых кредитов на сооружение турбин, которые может предлагать правительство. Следует заметить, что, когда возникли прения, цены на природный газ составляли меньше половины уровня, которого они достигли в 2000–2002 годах. Более того, за последние несколько лет технология использования энергии ветра существенно продвинулась. Все это свидетельствует о том, что на сегодняшний день у данного вида энергии есть преимущество в цене по сравнению с природным газом. Другие придерживаются того же мнения. В докладе State of the World за 2003 год Worldwatch Institute заявил: “За последние 15–20 лет технология применения энергии ветра достигла уровня, позволяющего ей конкурировать с более традиционными формами получения энергии. Во многих отношениях ветер является самым дешевым вариантом, если брать расценки за киловатт”. Впрочем, некоторые ученые утверждают, что все эти оптимистические оценки не учитывают скрытые затраты, связанные с энергией воздушных масс, в частности с изменчивостью ветра (поскольку вы не можете рассчитывать на то, что ветер будет дуть все время, вам понадобится 128 ♦ Фактор нефти запасной источник энергии, который стоит денег) и преобразованием его энергии. (Необходимо перенести энергию из района перемещения воздушных масс в электросети, из которых она может быть передана в любые части страны. Поскольку Северная Дакота считается самым ветреным штатом, эту особенность нельзя игнорировать.) Опровергая приведенные аргументы, Джейкобсон и Мастерс заявляют, что на самом деле указанные затраты составляют меньше 2% стоимости энергии ветра и возможно их дальнейшее сокращение. При этом если те, кто подвергают сомнению конкурентоспособность энергии ветра вместо того, чтобы учитывать только рыночную стоимость угля, добавят к ней вполне ощутимый ущерб окружающей среде, то ветер составит вполне достойную конкуренцию. Ветер и уголь: наш проект Теоретически ветер может обеспечить нас львиной долей электроэнергии, но он не станет топливом для автомобилей, поездов и самолетов и поэтому не сможет прямо решить всех проблем, вызванных истощением запасов нефти и природного газа. Принимая во внимание это ограничение, а также тот факт, что до экономики, основанной на передовых технологиях проведения ядерного синтеза или выделения водорода с помощью солнечных лучей, нам еще очень далеко, как нам найти способ пережить следующее десятилетие и последующие годы? Существует ли хоть какая-то надежда? Мы считаем, что надежда есть. Вы, возможно, удивились, увидев, что в последнем разделе этой главы, посвященной “новой” альтернативной энергетике, наряду с ветром мы дерзнули упомянуть об угле, старом и грязном топливе. Да, мы признаем, что название несколько неуместно и напоминает задание теста на сообразительность для четырехлетних малышей, где им нужно выбрать лишний предмет из списка: пицца, гамбургер, бейс- Отказ от нефти (часть 2) ♦ 129 больная бита, жареная картошка. Однако в заголовке нет опечаток. Ниже мы объясним, как должно сработать предлагаемое нами готовое решение, позволяющее безболезненно совершить трудный переход от ископаемых видов топлива к неотвратимому, на наш взгляд, но, несомненно, далекому будущему, полностью построенному на чистых восстановимых источниках энергии. Самой разумной реакцией на истощение запасов нефти будет расширение использования энергии ветра в сочетании с применением угля, запасы которого избыточны, в прежних объемах, но с привлечением более экономичных подходов. Данная стратегия позволит нам ослабить свою зависимость от нефти и природного газа и больше полагаться на восстановимые источники энергии. И хотя то, что в своем проекте мы отвели определенную роль углю, может показаться консервативным, основная мысль состоит в том, что проект требует не увеличения, а реорганизации его добычи. Мы предлагаем без промедления принять меры по увеличению роли энергии ветра в электроэнергетике, чтобы снять часть нагрузки с угля и природного газа. На данный момент за счет сжигания угля удовлетворяется около 50% электроэнергетических потребностей США, а большая часть остальных потребностей страны удовлетворяется благодаря сжиганию постоянно растущих объемов природного газа. На ветер можно было бы и переложить львиную долю этой нагрузки. Такой шаг позволил бы сэкономить огромное количество природного газа и угля, которые, в свою очередь, можно было бы использовать для выполнения задач, которые сейчас решаются с помощью нефти, таких как заправка автомобилей. Как мы уже сказали, одна из проблем современных водородных топливных элементов состоит в том, что для их использования необходим природный газ, запасы которого истощаются. Но если бы мы не нуждались в природном газе как в источнике электроэнергии, он был бы более доступен для использования в топливных эле- 130 ♦ Фактор нефти ментах, независимо от того, в какой момент автомобили, работающие на водороде, выйдут на рынок. Что касается угля, то на сегодняшний день существует технология изготовления топлива для двигателей на его основе, которое можно использовать в транспортной сфере, и эта технология модернизируется. В конце 1970‑х — начале 1980-х годов, когда стоимость нефти по сегодняшним расценкам превышала 50 долл. за баррель, в данном направлении велись обширные исследования. В 1980 году Х. Хиллель, исследователь при немецком департаменте энергетики, заявил: “Экспериментально подтверждено, что существуют процессы преобразования угля, которые позволяют приступить к его непосредственному использованию в производственных масштабах. С учетом настоящей цены на нефть стоимость изготовления машинного топлива… [находится] в пределах, допускающих его коммерческую выгодность”. С тех пор сменилось не одно поколение. Конечно же, одной из причин, по которым мы все еще ждем перехода с нефти на уголь, является резкое снижение реальной цены на нефть, наблюдавшееся с 1980 года. Но когда цены на нефть поднимутся, потенциал подобных исследований будет весомым. Будь у нас желание профинансировать эксперименты по преобразованию угля, у нас появилась бы реальная возможность ослабить зависимость от нефти гораздо раньше, чем можно представить. Кстати, в главе 13 мы приводим весьма интересный пример использования именно этой технологии в рамках договора, заключенного одной компанией в Китае. Но как же аргументы, приведенные нами в предыдущей главе, касательно того, что экологические потери при использовании угля слишком велики, чтобы их игнорировать, как бы сильно мы ни нуждались в энергии? Мы от них не отказываемся. Одна из особенностей процесса заключается в том, что изготовление машинного масла из угля отличается от простого сжигания сырья, и его последствия для окружающей среды не столь значительны, хотя оно и сопряжено с некоторыми экологическими Отказ от нефти (часть 2) ♦ 131 проблемами, поскольку в ходе переработки получаются углеродные соединения, от которых нужно избавляться. И конечно же, необходимым условием остается добыча угля, которая сама по себе наносит вред окружающей среде и сопряжена с риском для здоровья шахтеров. Однако, в контексте нашего проекта, важнее всего то, что мы не собираемся повышать добычу сырья, мы просто применим его в иных целях. Раньше мы упоминали о технологиях очистки угля: идея состоит в выделении из угля газа, в результате горения которого не загрязняется окружающая среда, а побочным продуктом реакции является двуокись углерода. Один из экспериментальных заводов, где производится очистка, — Wabash River Coal Gasification Repowering Project по преобразованию энергии путем газации угля в Западной Терра-Хоте, штат Индиана. Впрочем, на данный момент затраты не оправдывают себя, и проект значительно превышает по стоимости ветряные турбины и стандартные угольные станции. Переориентация экономики США на выработку очищенного угля обойдется практически вдвое дороже, чем замена электростанций ветряными фермами. К тому же дополнительные осложнения вызваны необходимостью уничтожения двуокиси углерода, являющейся продуктом сжигания. Следует продолжать исследования в данном направлении, но сейчас основную часть ресурсов нужно сосредоточить на преобразовании энергии ветра. Еще один альтернативный источник, потенциал которого будет раскрыт сразу после развития ветряной энергетики, — перезаряжаемые батареи, которые применяются в электромобилях. Электромобили пропагандировались как средство сокращения выбросов традиционными двигателями внутреннего сгорания. Но, поскольку электроэнергия для них производится с помощью ископаемых видов топлива, на данном этапе они мало что собой представляют для технического прогресса. Если значимость ветра в электроэнергетике возрастет и соответственно 132 ♦ Фактор нефти продвинутся технологии изготовления батарей, то источник энергии для электромобилей станет восстановимым. Итак, мы считаем, что необходимо как можно скорее принять действенные меры на государственном уровне, направленные на приспособление большинства электросетей к преобразованию энергии ветра. Сооружение ветряных вышек, которые позволят получать существенную долю электроэнергии за счет движения воздушных масс, обойдется слишком дорого. Вероятно, стоимость строительства составит как минимум полтриллиона долларов. Это огромная сумма. Но повышение цен на нефть и газ вынудит нас что-то предпринять, и энергетика окажется в тупике гораздо скорее, чем принято считать. Мы предложили выполнимый и, на наш взгляд, разумный план действий. При этом у появившейся новой важной отрасли также будет много положительных аспектов. Возникнет много новых предприятий, появится множество новых рабочих мест. Данная сфера будет характеризоваться высочайшими темпами роста. И она даст нам время на разработку экономической системы, построенной исключительно на восстановимых видах топлива, и, если мы преуспеем в ее создании, преимущества окажутся грандиозными. Естественно, ключом к развитию сферы альтернативной энергетики являются деньги. Нам придется много вложить. Но множество технологических исследований уже дали результаты или очень близки к их получению. По мере повышения цен на нефть будет предприниматься все больше шагов по развитию и применению альтернативных источников энергии. Это — часть капиталистической системы. Правительство начнет уделять проблеме гораздо больше внимания. Будем надеяться, что в своих начинаниях оно поведет себя разумно и дальновидно и перейдет к действиям в кратчайшие сроки. Ветер — вполне естественная отправная точка этого пути. Отказ от нефти (часть 2) ♦ 133 Ключевые моменты • На экологически чистые восстановимые источники энергии приходится лишь одна десятая доля процента энергопотребления США. Рост этого показателя должен быть экспоненциальным. • Чтобы солнечные батареи могли удовлетворить наши энергетические потребности, должны пройти десятилетия. Пока мы не сможем с помощью солнца расщепить воду, потенциал солнечной энергии будет ограничен. • Несмотря на ажиотаж, машины с водородными топливными элементами еще долго не появятся на наших дорогах. • Технологии преобразования энергии ветра продвинулись гораздо дальше, а их стоимость существенно снизилась. • Мы предлагаем при поддержке правительства начать масштабное инвестирование в сферу ветряной энергетики. Ветер мог бы сгенерировать электроэнергию, которую мы получаем, сжигая уголь. Сэкономленные запасы угля могут быть переработаны в машинное топливо, которое заменит нефть в бензобаках автомобилей.
