Солнце и другие виды энергии

В оглушительных криках по поводу энергетического кризиса на нас обрушилось такое количество планов, предложений, аргументов и контраргументов, что было трудно сделать осмысленный выбор. Правительства были в таком же замешательстве, что и вошедший в поговорку человек с улицы.

Один из способов прорваться сквозь мрак - увидеть скрытые за деталями технологии и политики определяющие их принципы. Сделав это, мы обнаружим, что некоторые предложения служат для поддержания или расширения энергетической базы Второй волны в существующем виде, другие же основаны на новых принципах. В результате проясняются все спорные вопросы, касающиеся энергии.

Как мы видели раньше, энергетическая база Второй волны основана на не возобновляемых ресурсах, запасы которых истощаются, на дорогих, сильно централизованных технологиях, капитал не вкладывается в альтернативные источники энергии, удовлетворяясь созданными. Таковы основные черты энергетической базы всех наций Второй волны индустриальной эры.

Если мы теперь, имея это в виду, рассмотрим различные планы и предложения, порожденные нефтяным кризисом, то сможем быстро сказать, какие из них простое продолжение старого, а какие - предшественники чего-то фундаментально нового. И основной вопрос не в том, будет ли нефть продаваться по 40 долл. за баррель или будет ли построен атомный реактор в Сибруке или Гренде(2). Более существенным будет вопрос, сможет ли выжить какая-нибудь энергетическая база индустриального общества, основывающаяся на принципах Второй волны. На заданный в такой форме вопрос ответ один - не сможет.

На протяжении последней половины столетия источниками двух третей всей энергии в мире были нефть и газ(3). Сегодня большинство наблюдателей, от фанатичных борцов за сохранение энергии до свергнутого шаха Ирана, от " солнечных чудаков" и шейхов Саудовской Аравии до застегнутых на все пуговицы, составляющих резюме экспертов многих правительств, пришли к единому мнению, что зависимость от ископаемого горючего не может длиться бесконечно, сколько бы новых месторождений нефти ни было открыто.

Статистические данные неоднородны. Разгораются диспуты, сколько еще осталось миру до того, как он окончательно развалится. Сложность прогнозирования ужасно велика, и многие прежние прогнозы теперь кажутся глупыми. Все же ясно одно: никто не закачивает газ и нефть обратно в землю, чтобы пополнить их запасы.

Наступит ли конец в результате каких-то климатических катаклизмов или, что более вероятно, в результате сменяющей друг друга головокружительной, дестабилизирующей нехватки газа и нефти, за которой последует временный переизбыток их на рынке, сменяющийся еще более глубокой нехваткой, - все равно эпоха нефти заканчивается. Иранцы это знают. Кувейтцы, нигерийцы, венесуэльцы это знают. Арабы из Саудовской Аравии это знают - вот почему они пытаются построить экономику, основанную на чем-то еще, кроме доходов от нефти. Нефтяные компании это знают - вот почему они ведут конкурентную борьбу за вложение вынутых из нефти капиталов в другие источники энергии. Не так давно на обеде в Токио один президент нефтяной компании сказал мне, что, по его мнению, нефтяные гиганты превратятся в таких же промышленных динозавров, как и железные дороги. Время, которое он отводил на этот процесс, было кратким, как дыхание, - годы, не десятилетия.

Тем не менее, дебаты относительно физического истощения запасов энергии не являются предметом нашего рассмотрения. Ибо в современном мире не реальные запасы, а цена - решающий фактор. Факты говорят об этом наглядно.

За несколько десятилетий энергия может однажды оказаться в изобилии и стать дешевой в результате потрясающего технологического прорыва или изменений в экономике. Но что бы ни случалось, относительная цена нефти будет расти, так как мы будем вынуждены бурить скважины на все большую и большую глубину, осваивать более отдаленные регионы и бороться за повышение спроса. За последние пять лет ОПЕК совершила исторический переворот: несмотря на открытия новых обширных месторождений (например в Мексике), несмотря на возрастающие с космической скоростью цены, подлинное количество подтвержденных отчетом, коммерчески выгодных месторождений нефти не увеличилось, как это продолжалось десятилетиями, а уменьшилось(4). Вот, если необходимо, еще одно свидетельство того, что эпоха нефти начинает давать сбои.

Пока имеются достаточные, хотя и в конечном счете истощимые запасы угля, который является источником почти трети всей энергии в мире. Однако расширение использования угля влечет за собой дальнейшее загрязнение воздуха, возможную угрозу климату земли (поскольку повышается содержание в атмосфере двуокиси углерода) и даже уничтожение земли(5). Даже если все это принять в качестве необходимого риска, преодолимого в грядущие десятилетия, уголь не подходит для бака автомобиля и не может выполнять еще ряд задач, которые сейчас выполняют нефть или газ. Заводы по переработке угля в жидкое или газообразное состояние потребуют головокружительных капиталовложений, огромного количества воды (так необходимой в сельском хозяйстве) и в конечном счете окажутся так непроизводительны и нерентабельны, что смогут считаться не более чем дорогими, обходными и в высшей степени временными мерами.

Атомная технология на современной ступени развития представляет еще более грозную проблему. Обычные реакторы работают на уране, еще одном истощаемом топливе, и создают угрозу для безопасности, которую чрезвычайно трудно, если вообще возможно, преодолеть. Никто не способен окончательно решить проблему уничтожения ядерных отходов, и затраты на атомную энергию так высоки, что до сегодняшнего дня правительства субсидируют атомную энергетику, чтобы она была более конкурентоспособной(6).

Широко распространенные реакторы сами по себе первоклассны. Но, хотя их часто представляют неинформированной публике как вечный двигатель, поскольку вырабатываемый ими плутоний может быть использован в качестве топлива, они в конечном счете тоже зависят от маленьких и истощимых мировых запасов урана. Они не только высоко централизованы, невероятно дороги, выделяют летучие вещества и опасны, но и увеличивают угрозу атомной войны и захвата террористами радиоактивных материалов для создания ядерного оружия(7).

Однако все это не означает, что мы должны вернуться в средневековье или что дальнейший прогресс экономики невозможен. Но это, несомненно, означает, что мы достигли конца одной линии развития и должны начать другую. Это означает, что энергетическая база Второй волны несостоятельна.

На самом деле есть еще одна, даже более серьезная причина перехода на совершенно новую энергетическую основу. Любая энергетическая база сельскохозяйственной или промышленной экономики должна соответствовать уровню развития технологии общества, характеру производства, рынков, социальной структуре и многим другим факторам.

Подъем энергетической базы Второй волны был связан с переходом общества на совершенно новую стадию технологического развития. И хотя ископаемые виды топлива, несомненно, ускоряли технический прогресс, совершенно обратное утверждение будет в равной мере справедливо. Изобретение во время промышленной эры энергоемких, грубых технологий ускорило использование невозобновляемых видов топлива. Например, развитие автомобильной промышленности вызвало такую значительную экспансию нефтяного бизнеса, что тот в один миг попал в зависимость от Детройта. По словам Дональда Е. Карра, бывшего директора научно-исследовательского центра нефтяной компании и автора книги " Энергия и земляные механизмы", нефтяная промышленность превратилась " в рабыню одной из форм двигателей внутреннего сгорания" (8).

Сегодня мы опять стоим на пороге исторического скачка в технологии, и зарождающаяся сейчас новая система производства потребует радикальной реконструкции всего энергетического бизнеса, далее если ОПЕК свернет свои шатры и потихоньку удалится прочь.

До сих пор остается незамеченным факт огромного значения: энергетическая проблема не только количественная, но и структурная. Мы нуждаемся не только в определенном количестве энергии, но в энергии, вырабатываемой в возможно более разнообразных формах, в разных (и меняющихся) местах, в разное время дня, ночи и года и для конкретных целей.

Итак, не только ценовая политика ОПЕК объясняет, почему мир должен искать альтернативу старой энергетической системе. Решения ОПЕК лишь ускорили эти поиски, и теперь мы вкладываем в них новые материальные и интеллектуальные ресурсы. В результате появились неожиданные перспективы. Несмотря на то что переход от одной энергетической базы к другой будет, без сомнения, омрачаться экономическими и другими переворотами, имеется и другой, более положительный, аспект этой проблемы. Ибо никогда еще в истории так много людей не бросались с таким жаром на поиски энергии - и никогда еще перед нами не открывалось так много неизведанных и удивительных возможностей.

Ясно, что на этой стадии невозможно знать, какая комбинация технологий окажется более ценной и для выполнения какой задачи, но разнообразие орудий труда и видов топлива, которые окажутся в нашем распоряжении, несомненно, будет потрясающим, и, когда вырастут цены на нефть, все больше и больше экзотических возможностей станут коммерчески выгодными.

Эти возможности варьируются от фотоэлементов, преобразующих солнечный свет в электричество (технология, разрабатываемая в настоящее время " Texas Instruments", " Salarex", " Energy Conicrision Devices" и многими другими компаниями)(9), до советского плана размещения в тропопаузе*(10) аэростатов, несущих ветряные мельницы для передачи электричества по кабелю вниз, на землю. Нью-Йорк заключил контракт с частной фирмой на использование в качестве топлива отбросов, а на Филиппинах строят заводы по производству электричества из шелухи кокосовых орехов. Италия, Исландия и Новая Зеландия уже получают электричество из геотермальных источников(11), а пятисоттонная плавучая платформа у острова Хонсю в Японии вырабатывает электричество, преобразуя мощь волны(12). Во всем мире растет число сторонников солнечного отопления; Южнокалифорнийская " Edison Company" конструирует " башенный генератор" (13), который будет улавливать солнечную энергию при помощи управляемых компьютером зеркал, фокусировать их на башне и вырабатывать электричество для своих постоянных потребителей. В Штутгарте, в Германии, курсирует автобус на водородном топливе, построенный компанией " Даймлер-Бенц". Инженеры компании " Локхид" (Калифорния) работают над созданием работающего на водороде самолета. Разрабатывается так много новых подходов, что невозможно перечислить все из-за нехватки места(14).

* Тропопауза - переходный слой между тропосферой и стратосферой.

Когда мы объединяем новые технологии по выработке энергии с новыми способами ее сбережения и передачи, открываются еще более многообещающие возможности. Компания " Дженерал моторе" объявила о создании нового, более эффективного аккумулятора для электромобилей. Ученые НАСА подошли к созданию " Ридокса" - аккумулирующей окислительно-восстановительной системы, которая, как они полагают, будет на треть дешевле обычных свинцовых кислотных аккумуляторов(15). С более дальним прицелом мы исследуем сверхпроводимость(16) и даже волны Тесла (за пределами " респектабельной" науки) как способ передачи энергии с минимальными потерями(17).

Большинство этих технологий еще находится на ранних стадиях своего развития, многие, несомненно, окажутся потрясающе непрактичными, другие же явно на пороге коммерческого применения или достигнут его через одно-два десятилетия. Чрезвычайно важен факт, которым обычно пренебрегают, - крупные прорывы, как правило, результат развития не одной, изолированной от других, технологии, а своеобразного наложения или взаимодействия нескольких технологий. Так, солнечные фотоэлементы используются для получения электричества, которое, в свою очередь, будет применяться для освобождения водорода из воды и использоваться в автомобилях. Сегодня мы все еще находимся в ожидании взлета этих технологий. Как только мы начнем комбинировать многочисленные новые технологии, возможность выбора более мощных экспоненциально возрастет, и мы значительно ускорим создание энергетической базы Третьей волны.

Характерные черты новой базы резко отличаются от энергетической базы периода Второй волны. Большая часть энергетических запасов будет обеспечиваться за счет возобновляемых, а не истощаемых, источников. Энергетическая база Третьей волны не станет зависеть от сконцентрированных в нескольких местах источников топлива, будет пользоваться и целым спектром разбросанных во многих местах источников энергии. Уменьшится зависимость от высоко централизованных технологий, будут сочетаться как централизованное, так и децентрализованное производство энергии. И вместо опасной зависимости от чрезмерного доверия к горстке методов или источников энергии будет предложено богатое разнообразие методов и источников энергии. Именно это разнообразие позволит уменьшить количество отходов, так как мы сможем привести в соответствие типы и качество производимой энергии с растущим разнообразием потребностей.

Короче, мы теперь сможем увидеть контуры энергетической базы, основанной на принципах, почти диаметрально противоположных существующим на протяжении последних 300 лет. Также ясно, что энергетическая база Третьей волны не вступит в жизнь без ожесточенной борьбы.

В этой войне идей и денег, которая уже ведется во всех странах, обладающих высокими технологиями, можно выделить не двух, а трех противников. Прежде всего, это те, кто имеет обширные интересы в старой энергетической базе Второй волны. Они призывают использовать обычные источники энергии и технологии - уголь, нефть, газ, атомную энергию и их различные модификации. В действительности они борются за продление статус-кво Второй волны. И поскольку они засели в нефтяных компаниях, коммунальных службах, атомных комиссиях и в их ассоциированных профсоюзах, силы Второй волны кажутся неприступными.

В противоположность этому, те, кто приветствует приближение энергетической базы Третьей волны, - комбинация потребителей, специалистов по окружающей среде, ученых, организаторов передовых отраслей промышленности и их различные союзники - выглядят рассеянными, не имеющими достаточного количества денег и часто неискушенными в политике. Пропагандисты Второй волны регулярно изображают их наивными, не обращающими внимание на финансовую реальность и ослепленными технологией чистого неба.

Еще хуже то, что защитников Третьей волны публично запутывают в словесных кружевах те, кого лучше всего назвать силами Первой волны, - люди, которые призывают не к продвижению к новой, более разумной, более ресурсосберегающей и научно обоснованной системе, а к возврату в доиндустриальное прошлое. В крайней форме их политика приведет к уничтожению большей части техники, ограничению передвижения, что сделает города бесполезными и приведет к их умиранию, к навязыванию культуры аскетизма во имя охраны природы.

Смешивая без разбора эти две группы, лоббисты Второй волны, эксперты по связям с общественностью и политики углубляют общественное смятение и держат силы Третьей волны в обороне.

Тем не менее, те, кто не поддерживает политику ни Первой, ни Второй волны, могут в конце концов победить. Первые предаются фантазиям, а вторые стараются сохранить энергетическую базу, проблемы которой с трудом поддаются исцелению и действительно непреодолимы.

Неуклонный рост цен на топливо Второй волны решительно работает против интересов Второй волны. Уносящиеся ввысь со скоростью ракеты капитальные затраты на энергетические технологии Второй волны работают против них. Тот факт, что методы Второй волны часто требуют мощной подачи энергии, чтобы восполнить относительно небольшой прирост " чистой" энергии, работает против них. Растущая проблема загрязнения работает против них. Ядерная угроза работает против них. Тысячи людей во многих странах готовы сражаться с полицией, чтобы добиться остановки ядерных реакторов, за прекращение производства осколочных мин, за остановку гигантских заводов по выработке энергии, и это работает против них. Угрожающее стремление неиндустриального мира к созданию собственной энергетики и к повышению цен на энергоресурсы работает против них.

Короче, хотя атомные реакторы или заводы по газификации или гидрогенизации угля и другие подобные технологии могут казаться передовыми и прогрессивными, они в действительности являются артефактами уходящей Второй волны, запутавшейся в собственных неразрешимых противоречиях. Некоторые из них могут быть необходимы в качестве временной меры, но все они по существу регрессивны. Хотя силы Второй волны могут казаться могущественными, а их критики, ратующие за Третью волну, - слабыми, будет глупостью принимать слишком большое участие в прошлом. В самом деле, вопрос состоит не в том, будет ли энергетическая база Второй волны сметена новой, а в том, насколько быстро это произойдет. Ибо борьба за энергию неразрешимо переплелась с другими изменениями такой же глубины - свержением технологии Второй волны.