Энергетический кризис или Борьба за огонь
Вопрос: чего больше всего хотели наши далекие предки, жившие десятки тысяч лет назад? Ответ: удовлетворения насущных потребностей. Нет, были у них уже и какие-то общественные амбиции, и тяга к накоплению – но еда и сон стояли на первом месте. Собственно, и сейчас ситуация мало изменилась. Причем, как и наши пращуры, поесть и поспать мы любим в тепле. Летом проблем нет, а вот зимой приходится обогреваться искусственно.
Тысячелетия назад главным источником тепла и света был костер. Пламя называли священным, следить за общим очагом считалось большой честью. Если огонь гас, племя, скорее всего, ждала гибель. А потому потушить чужой костер было страшным преступлением – за это карали смертью. Ведь долгое время люди не умели добывать огонь самостоятельно, и, чтобы вернуть его себе, приходилось ждать милости от природы. Например молнии, которая подожжет ствол дерева.
Со временем люди научились согреваться не только у костра или очага, но именно огонь по-прежнему остался символом тепла и уюта домашнего очага.
Однако речь в этой статье пойдет не о допотопных источниках энергии, а о самых что ни на есть новейших.
«Люди гибнут за металл», – пел персонаж оперы Шарля Франсуа Гуно, написанной в XIX веке. В веке XXI люди готовы сражаться насмерть за энергию. Более того, они уже сражаются. Нефть Персидского залива обошлась в десятки, если не сотни тысяч жизней. Про деньги и говорить нечего. Слово «нефтедоллары» давно и прочно вошло в обиход.
Масла в огонь подливают ученые всех мастей, предрекающие планете энергетический кризис. По идее, черного золота должно хватить до 2050 года. Правда, если верить данным Международного энергетического агентства, потребление его год от года изменяется не так уж и сильно, и не всегда в сторону увеличения. Например, в 2009-м нефти было использовано на 1,5% меньше, чем в 2008-м. Но радоваться рано. За счет стремительного и непредсказуемого развития экономик двух основных потребителей энергии – Китая и США – сказать, какова будет ситуация завтра, никто не может. А неизвестность – самое страшное.
Но и это еще не все. То, что черного золота осталось всего на 40 лет, вовсе не означает, что его на этот срок хватит всем. Дешевая нефть закончится гораздо раньше. В дальнейшем придется разрабатывать труднодоступные месторождения. Чем сложнее разработка, тем выше цены за баррель. Вот и получится, что те, кто победнее, могут уже сегодня начинать устанавливать в домах буржуйки.
В общем, проблема стоит остро – новостью это не является. И решение у нее тоже старое – альтернативные источники энергии. О них и расскажем. Вернее, о последних новостях в сфере энергетики.
Солнечная энергия
Поистине, тот, кто впервые придумал использовать энергию сил природы – вроде солнца, ветра и воды – был гениален. И в самом деле, что оно зря светит, дует или льется? Пусть еще и подарит людям тепло и свет. Достоверный факт: много лет назад дворец турецкого султана отапливался горячей водой. Так вот, воду эту нагревали при помощи солнечной энергии. Сегодня солнечными батареями никого не удивишь, их монтируют везде – от калькуляторов до космических кораблей. Даже Ватикан обзавелся новинкой, установив 2,5 года назад на крыше зала Павла VI солнечные панели. Кстати, это микроскопическое государство в ближайшем будущем планирует полностью отказаться от традиционных источников энергии и довериться солнцу. Уже сейчас разработан проект постройки небольшой электростанции недалеко от деревни Санта-Мария ди Галерия. Ее стоимость составляет порядка 600 млн. долларов. Но в Ватикане живет всего около тысячи человек. А что делать более крупным странам? Их одной электростанцией не обогреешь и не осветишь. Оказывается, и тут есть варианты.
Например, японцы вплотную подошли к строительству искусственного спутника земли, предназначенного для того, чтобы аккумулировать солнечную энергию и передавать ее на планету. Идея, собственно, не нова, но до сих пор ее реализация упиралась в серьезные финансовые затраты. Получаемая энергия стоила таких денег, что дешевле было обходиться традиционным топливом. И вот разработан новый подход. Причем запрягали медленно, а поехали быстро.
В июне прошлого года общественности представили новый космический план, посвященный как раз «энергетике космического базирования». А уже в ноябре в Университете Киото собрались инженеры, ученые и политики, готовые воплотить его в жизнь. Тем не менее, проблем пока множество. В первую очередь, все та же дороговизна получаемой энергии. Скептики даже считают, что проект в принципе неосуществим. Но оптимисты предполагают, что первый спутник-электростанция вознесется над Землей уже к 2030 году.
Принцип его работы будет следующим. Фотоэлементы собирают энергию солнца, а станция преобразует ее в электромагнитное излучение. После оно при помощи передающей антенны отправляется на нашу планету, где и превращается (опять же на специальной станции) в электроэнергию. Подобные опыты проводились еще в 1975 году в Лаборатории реактивного движения, принадлежащей NASA. Правда, тогда удалось передать энергию на расстояние всего в 1,54 км. В 2008-м дистанцию смогли увеличить до 148 км, это уже близко к необходимому, но еще явно недостаточно. К тому же, пока передача осуществлялась только на поверхности планеты. У японцев в этом деле есть собственный опыт. В 2009 году ученые из Университета Киото сумели передать микроволны с зависшего на высоте 30 м дирижабля на Землю.
Еще одна проблема – добиться мощного пучка электроэнергии. Иначе нет смысла городить огород – что толку за огромные деньги освещать один небоскреб. Для решения этой проблемы планируется провести ряд тестов со все возрастающей мощностью. Сперва попытаются отправить один киловатт. Сначала на Земле, а потом уже из космоса (либо с МКС, либо со специального спутника). К 2020 году планируется создать первый образец космической электростанции. Она будет представлять собой несколько пластин шириной около 2 км, утыканных небольшими антеннами, направленными в сторону Земли.
Что же касается дороговизны всей этой затеи, то эксперты произвели некоторые подсчеты. Спутник не должен стоить дороже 11 млрд. долларов (на данный момент приблизительная стоимость его – 1,1 трлн.). Чтобы хоть как-то приблизиться к оптимальной цифре, необходимо увеличить КПД передачи энергии хотя бы до 75% (пока удалось достичь только 40%). Однозначно следует сделать дешевле запуск оборудования в космос. И тут ученые вновь возвращаются к идее многоразовых носителей. Кстати, научная мысль вовсю работает над тем, чтобы ракета тоже отчасти получала энергию от висящей в космосе станции. Это означает, что на нее можно будет загрузить меньше топлива и больше полезного груза, а следовательно, сделать его доставку на орбиту дешевле.
Подготовку к сему грандиозному мероприятию оценивают максимум в 55 млрд. йен – где-то 610 млн. долларов. Главный конкурент Японии в деле построения космических солнечных электростанции – США – устами одного из своих чиновников заявил: «Япония очень хорошо сформулировала планы и намерена проложить путь в этой области, интерес же США к ней несколько угас». Это вполне соответствует действительности. Что, впрочем, не помешало частной компании «Solaren» подписать контракт на производство 200 мегаватт энергии на солнечной спутниковой электростанции, начиная уже с 2016 года.
Но вернемся на Землю. Тем более что существуют оригинальные идеи насчет использования энергии солнца и без космических технологий. Речь идет о проекте под названием Desertec – строительстве электростанции в Сахаре. Он стартовал 13 июля прошлого года, и уже через десять лет должен, по задумке разработчиков, удовлетворить 15% потребности Евросоюза в электроэнергии. Уже сейчас творение немецких ученых и инженеров окрестили «солнечным городом». Пока, правда, не очень понятно, откуда взять 400 млрд. евро на его строительство, ведь эта сумма превышает годовой бюджет Германии. Хотя саму идею одобрили уже и канцлер страны Ангела Меркель, и председатель еврокомиссии Жозе Мануэль Баррозу.
Принцип действия новой электростанции таков: солнечные лучи попадают на огромные зеркала, перенаправляющие их на специальные башни. Там под действием тепла вода превращается в пар, который вращает турбины, вырабатывающие электричество. «Конечный продукт» по высоковольтным линиям электропередач должен поступать в Европу. Хотя как раз насчет этих самых линий пока идут споры. Некоторые эксперты (например, исполнительный директор Немецкого энергетического агентства Штефан Колер) считают, что слишком длинные коммуникации будут слишком дорого стоить – проще использовать полученную энергию прямо на месте.
Но технические споры – это еще не все. Уже сегодня очевидно, что есть как минимум две проблемы, не связанные с технической стороной вопроса. Во-первых, как все вы знаете из уроков географии, Германия находится далековато от Сахары, а потому для реализации проекта необходимо заключить целый ряд межправительственных соглашений.
Во-вторых, как мы уже упоминали, родине Гете и Гейне этот проект просто не по карману, а следовательно, придется искать деньги и реализовывать его вскладчину. Но и тут есть свои барьеры. Например, Франция сделала ставку на атомные электростанции и, скорее всего, отнесется к идее оплачивать развитие солнечной энергетики скептически. Не меньше вопросов проект может вызвать и у Великобритании, традиционно глядящей косо на все задумки Евросоюза делать что-либо всем миром. Бритты – старые скептики.
При этом плюсы проекта очевидны. Солнце будет светить еще очень долго, а потому запасы его энергии можно считать условно бесконечными. Вреда экологии при использовании его лучей практически никакого. Опять же, создаются новые рабочие места. Собственно, Испания уже реализовала аналогичный проект на своей территории. Причем настолько успешно, что готовится еще вкладывать средства в эту отрасль. Кстати, Испания очень любит альтернативные источники энергии.
Энергия ветра
Это еще один вид «дармовой» энергии, на которую делают ставку все те, кому не досталось нефти и газа. По данным Глобального совета по ветроэнергетике, в 2009 году в мире было создано такое количество ветряных электростанций, что по своей мощности они превышают 25 АЭС. Кстати, как это ни удивительно, больше всех ветряков построили Китай, США и уже упомянутая Испания. Вообще эта страна в смысле альтернативных источников энергии бьет мыслимые и немыслимые рекорды. 22 марта 2008 года 40,8% всей ее энергии было получено при помощи ветра.
Долго говорить о достоинствах этой отрасли мы не будем. Они давно известны. Низкая себестоимость, простота в установке и эксплуатации и т.д. С недостатками все тоже более-менее понятно. Количество вырабатываемой энергии целиком и полностью зависит от капризов природы. Однако эту проблему теоретически можно решить. На высоте от 7–14 км мощность потока ветра в 10–15 раз выше, чем у земли. Если удастся поднять ветряк на такую высоту, не тратя на это больших денег – количество получаемой энергии будет гораздо стабильнее.
Так или иначе, очень многие страны намерены развивать ветроэнергетику с максимально возможной скоростью. Мы приведем лишь несколько примеров. Канада планирует к 2015 году производить 10% электроэнергии из ветра, Германия рассчитывает достичь планки в 20%, но, правда, лишь к 2020 году, Китай к тому же времени надеется увеличить мощность своих ветряков в 6 раз. Хотя основную ставку страна делает на другую отрасль энергетики.
Строительство АЭС
Несмотря на то, что мир постоянно пугают ядерными страшилками, число атомных электростанций неуклонно растет. После чернобыльской трагедии говорить о строительстве новых АЭС стало дурным тоном. Хотя сегодня эксперты в один голос утверждают, что современные станции в десятки раз надежнее. Собственно, в виду грядущего энергетического кризиса и глобального потепления выбор у человечества не особенно велик. Либо начинать греться у печей и снижать темпы производства – либо опираться на мирный атом. Последнее экологическое сборище в Копенгагене, как утверждают специалисты, подтолкнуло президента США сделать то, чего боялись четверо его предшественников.
«Мы должны начать строительство нового поколения безопасных, экологически чистых АЭС в Америке», – заявил Обама во время своего выступления в штаб-квартире Международной ассоциации работников энергетики. И его слова не разошлись с делом. Президент тут же распорядился выделить 8,5 млрд. долларов на развитие этой отрасли.
Советник генерального директора госкорпорации «Росатом» Владимир Грачев прокомментировал выступление американского лидера: «Это является продолжением политики, связанной с копенгагенским соглашением, с продолжением киотского процесса, с продолжением в целом борьбы с глобальным потеплением климата. Такие решения принимают сейчас очень многие страны. Большинство стран мира осознали, что необходимо строительство электростанций на ядерном топливе». Собственно, в отличие от США, например, Британия, Китай и Франция никогда не замораживали строительство АЭС. Как и наша соседка Россия. Сейчас в этой стране идет создание семи блоков различных атомных станций. Для некоторых регионов решить проблему энергоснабжения планируется, именно построив новые АЭС. Например, давно обсуждаемая Балтийская атомная электростанция сможет не только обеспечить энергией Калининградскую область, но и удовлетворить, хотя бы отчасти, потребности Прибалтики. Планируется, что первый блок будет построен в 2010–2016 годах, а второй еще через 2–3 года.
Надо сказать, что в Прибалтике тоже не сидят сложа руки. 11 февраля нынешнего года президент Литвы Даля Грибаускайте отклонила предложение Владимира Путина о совместном строительстве Калининградской АЭС и сообщила, что ее страна собирается возводить собственную атомную электростанцию. Она должна появиться на месте знаменитой Игналинской АЭС на территории Литвы. В строительстве первоначально принимали участие Польша, Литва, Латвия и Эстония. Но после недавних президентских выборов состав партнеров было решено изменить. Сейчас идет конкурс, по итогам которого должен остаться один инвестор, которому и поручат строительство АЭС. Причем войти в эксплуатацию станция должна уже к 2016 году. То есть практически одновременно с Калининградской.
Надо сказать, что противники создания новых атомных электростанций часто оперируют устаревшими данными. Например, в декабре прошлого года Немецкое агентство по радиационной защите пришло к выводу, что, вопреки утверждениям некоторых экологов, АЭС не влияют на заболевание лейкемией. То же самое касается и безопасности работы станций. Уже давно управление ими контролирует автоматика. Но так как и она небезупречна, используются так называемые пассивные системы безопасности. В них от аварии защищают не хитрые датчики, а законы физики.
И тем не менее человечество стремится открыть для себя еще более надежный источник энергии.
Термояд
Речь пойдет о еще одном суперпопулярном в последнее время альтернативном виде энергии. Об этом уже много раз писали, но нынешний год внес свои корректировки в развитие отрасли.
Основным и самым удобным видом топлива для термоядерного реактора считается гелий-3. Не будем в очередной раз повторять все подробности, напомним лишь, что на земле запасы этого вещества крайне ограничены (от 500 кг до тонны), а вот на Луне его очень много. Именно поэтому так часто говорят о том, что следует наладить добычу гелия-3 «там» и транспортировку «сюда». Академик Э.М. Галимов утверждает: двух рейсов «Шаттла» хватит для того, чтобы удовлетворить годовую потребность планеты в электроэнергии.
Проблема только одна – совсем недавно США решила закрыть свою космическую программу. Понятно, идею покорения естественного спутника Земли вынашивала не только эта страна, но как раз у нее был неплохой шанс (в силу огромных финансовых возможностей) наладить поставки гелия-3.
Зато теперь первыми создать лунные базы могут Китай и Япония. До сего момента эти страны отставали от безусловного лидера «гонки» приблизительно на 10 лет. Сегодня ситуация изменилась.
Так или иначе, вопрос начала строительства первого термоядерного реактора отложен до 1 апреля нынешнего года. Проблема, как обычно, в деньгах. Участники проекта никак не могут решить, во что он обойдется и кто будет платить. Пока только определено место строительства – исследовательский центр Кадараш в 60 км от Марселя. И хотя кажется, что после закрытия американской космической программы борьба за источники энергии несколько ослабнет, на самом деле это не так.
Война
Как было верно отмечено, вполне возможно, что последняя капля топлива сгорит в баке танка. ХХ век вместе с компьютерами и авиацией принес и новый тип войн – за энергоресурсы. Еще в 1918–1920 годах англичане совместно с турками пытались отрезать молодую советскую Россию от бакинского нефтепровода. Гитлер развернул всю летнюю кампанию 1942 года на Восточном фронте ради борьбы за нефть. Но по-настоящему научный подход в деле захвата черного золота разработали, наверное, все-таки американцы.
Экс-советник по национальной безопасности президента США Картера – Збигнев Бжезинский – в своей книге «Великая шахматная доска» в конце 90-х писал, что одним из важнейших приоритетов внешней политики Белого дома является стабильность на Ближнем Востоке. Почему – понятно. Здесь сконцентрировано более 60% мировых запасов нефти. А слово «стабильность» может быть использовано в разных значениях. Как известно, идеал порядка – кладбище: тишина, никто не суетится и могилки расположены ровными рядами.
Когда Джордж Буш-младший обвинил Хусейна в том, что тот где-то прячет бактериологическое оружие, а потом, разбив в пух и прах иракскую армию и оккупировав страну, его не нашел – многие смеялись. Дескать, вот тупой ковбой из Техаса, влез по уши в войну по одному подозрению и теперь не выпутается. Но те, кто читал Бжезинского, видят иную версию событий. Хусейна долго пытались призвать к порядку, чтобы он своей активностью не нарушал уже упомянутую стабильность и не нервировал Штаты. Когда стало понятно, что этому непоседе дешевле и надежнее сломать хребет, чем ждать, что он выкинет в очередной раз, – хребет ему сломали. Причем в самом прямом смысле этого слова – повесив. «Голубь мира» Обама клянется направо и налево обязательно вывести войска из Ирака уже в нынешнем году. Может быть, так и случится. Но пока его администрация только и делает, что наращивает военную мощь в регионе.
Как только обострилась ситуация в Йемене, миролюбивый президент тут же предложил отправить туда солдат. В Афганистан США и НАТО направят более 40 тыс. военнослужащих. К тому же Персидский залив – это место постоянного базирования 5-го флота ВМС США (в скобках отметим, что всего у США 7 флотов).
Опять же, выход фаворита лунной гонки из игры можно рассматривать по-разному. Понятно, что Белый дом решил сконцентрироваться на разработке земных источников энергии. Вопрос лишь в том, каким образом. Только ли при помощи строительства новых АЭС? Бюджет Пентагона растет из года в год, и этому росту не помешал даже мировой экономический кризис. В 2010-м финансовые вливания снова увеличились более чем на 20 млрд. долларов.
Помните, с каким жаром еще совсем недавно северные страны кинулись делить полюс? Так вот, страсти по Северу улеглись только в прессе. Борьба за богатства Арктики продолжается. Просто из стадии громких заявлений и бряцанья оружием она на время перешла в стадию «подковерной возни».
Как известно, воюют не только за нефть, но и с ее помощью. Чего стоят, скажем, последние демарши России против соседей. Правда, в данном случае сложно сказать, кому Москва сделала хуже. Пока Кремль добился только того, что большая часть его партнеров в области энергетики начала искать другие источники получения газа и черного золота. А некоторые и вовсе думают, как бы отказаться и от того, и от другого. Но энергетический шантаж по-прежнему крайне популярен. Помните, как в кинофильме «Бриллиантовая рука»: «А если не будут брать – отключим газ».
Лобби нефтяных компаний
Есть и еще одна проблема. Все чаще разного рода эксперты говорят, что открытию новых источников снабжения жителей планеты электроэнергией мешают те, кто делает деньги на нефти и газе. И если бы не энергетическое лобби, то новые способы добычи были бы давно открыты и активно использовались уже сегодня. Вам известно что-нибудь о вакуумном триодном усилителе Флойда Свита или опытах Авраменко? Нет? Сейчас расскажем.
Авраменко еще в 90-х предлагал генератор плазменного «жгута», способный работать от 9-вольтовой батарейки и при этом имел коэффициент полезного действия в 150%. Флойд Свит от той же батарейки умудрился получить 1 кВт мощности при напряжении 120 В и частоте 60 Гц. Разработки первого не внедрены до сих пор по непонятной причине, технологии второго после его смерти были переданы некоему автомобильному концерну и там сгинули.
Очевидно, что открытие альтернативных источников энергии станет концом процветания не только для крупных нефтяных компаний, но и для целых государств, строящих свою экономику на торговле углеводородным топливом. Например, для России. Именно поэтому здесь до сих пор не только не внедряются какие-то суперновые разработки, но и в принципе практически остановлена работа над теми источниками энергии, которые во всем мире активно продвигаются.
Собственно, многие страны постепенно начинают давить так называемое нефтяное лобби. В Норвегии, например, которая до сих пор считается нефтяным придатком Европы, введен корпоративный налог 28% и специальный налог 50% на сверхприбыль от нефтяной деятельности. На эти деньги правительство пытается развивать программы по поиску новых видов энергии. Но до сих пор непонятно, что делать, например, когда ученому, добившемуся серьезных успехов в этой отрасли, будет предложена огромная взятка от очередного нефтяного монстра за сворачивание исследований.
Так или иначе, работа над альтернативными источниками энергии ведется постоянно и с каждым годом все активнее и активнее. Правда, пока непонятно, успеют ли ученые «прокормить» мировую экономику до того, как она начнет всерьез голодать. Ведь уже через 10 лет потребность этой ненасытной дамы в электроэнергии может увеличиться в 1,5 раза. Или даже больше. Чем дальше, тем осторожнее эксперты делают прогнозы. И пока нет однозначного ответа, как решить эту проблему.
