Ключевые идеи книги: Как на самом деле устроен мир. Научный гид по нашему прошлому, настоящему и будущему. Вацлав Смил

Автор:

Vaclav Smil

Оригинальное название:

How the World Really Works: A Scientist’s Guide to Our Past, Present and Future

www.smartreading.ru

Голос науки в хоре спекуляций

«Я никогда не ошибался в вопросах энергетики и охраны окружающей среды, потому что, в отличие от компаний и политиков, я ничего не продаю», – говорит Вацлав Смил, заслуженный профессор Университета Манитобы и автор более 40 книг.

Независимость мышления, которую демонстрирует Смил в своих книгах, поначалу может показаться обескураживающей. Он одинаково критично смотрит на прошлое и настоящее нашей планеты и, кажется, совершенно не склонен мечтать о будущем. Он открыто иронизирует над теми, кто считает человека всемогущим повелителем будущего, разбирает по косточкам проекты быстрого перехода на чистую энергию и не устает напоминать: мы – существа из плоти и крови, и, прежде чем заняться перекодированием генома и освоением дальнего космоса, мы должны обеспечить себя едой, теплом и жилищем.

Численность человечества растет с каждым днем, и только максимально практичный взгляд на вещи поможет нам позаботиться о каждом, кто рождается. Вацлав Смил настаивает на том, что не является ни оптимистом, ни пессимистом. Он просто ученый, который пытается объяснить, как устроен мир. Реализм, факты и логика – вот его кредо. При всей строгости подхода его книги читаются как хороший детектив: переворачивая страницу за страницей, читатель стремится увидеть будущее не воображаемым, а таким, каким оно, скорее всего, и будет.

«Я жду каждой книги Вацлава Смила с таким же нетерпением, с каким фанаты ждут очередную серию Star Wars», – признается Билл Гейтс.

Чем больше людей присоединятся к основателю Microsoft в этом увлечении идеями Вацлава Смила, тем больше у нашего вида шансов на достойное будущее.

Как мы забыли об основах

Большинство населения развитых стран сегодня живет в городах и занято в сфере услуг. Процессы, связанные с получением топлива и электричества, производством и обработкой продуктов питания, строительством жилья и дорог остаются как бы за кадром. Люди не то чтобы начинают верить в то, что булки растут на деревьях, – они просто не задумываются о том, как на их столе оказывается хлеб, откуда берутся тепло в батарее и электричество в розетке.

Лучшие умы человечества сегодня заняты не реальным материальным производством, а цифровыми технологиями. Стремительный прогресс в скорости обмена данными, распространении гаджетов, расширение возможностей цифровых инструментов во всех сферах жизни поражают воображение. Мы постоянно слышим о том, что прогресс человечества связан исключительно с цифровыми технологиями.

Мы знаем все больше о мире, в котором живем: на нано-, микро-и макроуровнях. Цена этого знания – невиданная доселе специализация науки. В наши дни термины «физика» и «биология» уже мало что объясняют, внутри каждой отрасли появилось огромное число специальностей, представители которых говорят на своем языке. В публичном поле идут бесконечные дискуссии экспертов по всем вопросам: от диет и образа жизни до перспектив полного перехода автомобилей на электричество. Предметы, которыми мы пользуемся ежедневно, все чаще похожи на «черные ящики»: мы нажимаем на кнопки и получаем результат, не имея понятия о том, что происходит внутри.

В этой ситуации человек невольно привыкает к позиции «профессионального дилетанта» – ведь мир слишком сложен, чтобы даже ученые поняли его до конца. Это и правда, и неправда.

С одной стороны, мир действительно непостижимо сложен. С другой – его базовые законы остаются неизменными. И если не забывать, как на самом деле устроен наш мир, можно относительно легко разобраться с тем, каким он будет в ближайшее время, и принять решения, которые необходимо начать воплощать уже сегодня.

Энергетика – двигатель прогресса

Изобрести не значит внедрить

Человек стал главным видом на Земле, потому что научился использовать внешние источники энергии.

Несколько сотен тысяч лет назад мы научились добывать огонь – и стали использовать его энергию для приготовления пищи, обеспечения комфорта и безопасности. Около 10 тысяч лет назад мы приручили процесс фотосинтеза – научились выращивать растения, которые употребляем в пищу.

Примерно 9000 лет назад одомашнили скот и переложили на животных работу, которую изначально делали силой своих мышц.

Затем последовали: парус (5000 лет назад), водяное колесо (2000 лет назад), ветряная мельница (более 1000 лет назад). Однако вплоть до начала XVII века более 90 % всей полезной механической энергии человек получал от живой силы (людей и животных), а всю тепловую энергию – от сжигания растительного сырья (дерева, соломы, древесного угля или высушенного навоза).

Энергетическая революция произошла около 1620 года на Британских островах, где впервые начали использовать в качестве топлива ископаемые углеводороды – конкретно каменный уголь. К 1700 году 75 % тепловой энергии в Британии получали от сжигания ископаемого топлива. Это обеспечило стране лидирующие позиции в мире на протяжении всего XIX столетия. В Англии появились и первые паровые машины. Но переход на новые источники энергии происходил медленнее, чем можно предположить. К 1850 году в Британии и Северной Америке паровые машины, водяные и ветряные мельницы обеспечивали лишь около 15 % всей энергии, а ископаемое топливо – 7 %. Большую часть работы по-прежнему делали животные и люди.

В 1880-х годах появились гидротурбины. Затем человек научился использовать геотермальную энергию, а после Второй мировой войны – атомную, а также получать электричество из солнечных батарей и ветрогенераторов. И все же к 2020 году более половины всей энергии человечество получает от сжигания ископаемых углеводородов – главным образом угля и природного газа. 12 % всей энергии мы по-прежнему получаем, сжигая дерево и солому, а 5 % – от мускульной силы животных.

Нам нужно все больше энергии

Современный мир и наш образ жизни – результат нарастающего потребления энергии.

В течение XX века суммарное потребление энергии выросло в 40 раз[1]. В сравнении с 1800 годом сегодня мы тратим в 3500 раз больше энергии. И темпы роста увеличиваются: с 1950 по 2020 год потребление энергии из ископаемого топлива и первичного электричества на человека выросло в США в два раза, в Японии – в четыре, а в Китае – в 120 раз. И оно продолжает расти.

Энергия – это трансформация

Энергия – единственная настоящая универсальная валюта, без которой невозможны ни движение планет, ни жизнь простейших микроорганизмов. Она существует в различных видах и приносит пользу в момент трансформации (энергия солнца преобразуется в биомассу растений благодаря фотосинтезу, энергия ископаемого топлива – в кинетическую энергию в процессе сжигания и т. д.).

В истории человечества освоение все новых видов трансформации энергии тоже связано с прорывами: например, замена паровых и дизельных локомотивов электрическими сделала железнодорожные перевозки быстрее, чище и экономичнее. Проблема в том, что многие замены на деле оказываются слишком дорогостоящими, сложными и/или недостаточно эффективными.

Невозможно заменить двигатель внутреннего сгорания в самолете ядерным реактором – потому что не существует достаточно легкого реактора, который можно поднять в воздух. Очень сложно заменить атомную электростанцию, которая генерирует электричество примерно 95 % времени, ветряками и солнечными батареями, которые эффективно работают, соответственно, 45 и 25 % времени (в Германии, где не так уж много солнца, и вовсе 12 %).

Германия – страна, которая за 20 лет в 10 раз увеличила объем энергии из возобновляемых источников (ветра, солнца и воды). Объем вырабатываемой чистой энергии вырос с 11 до 40 %. Но из-за постоянно растущей потребности в энергии потребление углеводородов при этом удалось снизить всего на 6 %. Это мировой рекорд, и если Германии удастся его повторить, то к 2040 году зависимость этой страны от углеводородов снизится… до 70 %.

Жидкие углеводороды – кровь нашей цивилизации

Из всех общедоступных видов топлива именно жидкие углеводороды, произведенные из сырой нефти (бензин, авиационный керосин, дизельное топливо, остаточная тяжелая нефть), имеют самую высокую плотность энергии и подходят для всех видов транспорта. Кроме того, их, по сравнению со многими другими источниками энергии, гораздо проще производить, хранить и транспортировать к потребителям. Немаловажно и то, что переработка нефти дает побочные вещества, без которых немыслимо существование целых отраслей:

▶ смазочные материалы (для турбин, всевозможных двигателей и т. п.) – годовое потребление более 120 мегатонн;

▶ асфальт (покрытие дорог и крыш) – более 100 мегатонн в год;

▶ другие продукты, жизненно необходимые для современного производства: этан, пропан и бутан, разнообразные синтетические волокна, смолы, клеи, красители, краски и покрытия, моющие средства и пестициды.

В период между 1950 и 1973 годами (когда страны ОПЕК впервые резко подняли цены на нефть) ВВП западноевропейских стран утроился, а ВВП США – удвоился на фоне пропорционально растущего потребления нефти. Когда нефть подорожала, экономический рост прекратился: падение составило 90 % за два года. Мы долго выбирались из этой ямы: лишь в 1995 году производство нефти восстановилось до уровня 1979 года. Но нефть навсегда потеряла лидирующие позиции в энергетике – теперь это место занял природный газ.

Электричество – тоже из углеводородов

Электричество – лучший вид энергии для освещения. На нем работает практически весь современный сервис, от эскалаторов и лифтов до конвейеров с товарами на складах гигантов электронной коммерции. В ряде стран бурно развивается скоростной транспорт, основанный на электричестве. И даже самый простой современный автомобиль, который питается бензином или дизельным топливом, имеет от 20 до 40 маленьких электрических моторчиков. Без электричества немыслим современный город, который пьет воду, поставляемую электронасосами, и современный дом с бытовой техникой, а часто и отоплением. Электричество питает все гаджеты, которые связывают нас друг с другом и обрабатывают информацию.

Как и в случае с углеводородами, потребность в электричестве постоянно растет: с 1970 до 2020 года она увеличилась в пять раз.

При этом лишь 18 % мировой энергии приходится на электричество. И две трети всего вырабатываемого объема генерируется на основе ископаемых углеводородов (еще 16 % дают ГЭС и 7 % – солнечные и ветряные электрогенераторы).

Надолго ли нам хватит углеводородов?

При сохранении уровня добычи 2020 года запасов каменного угля человечеству хватит на 120 лет, нефти и газа – на 50. Благодаря совершенствованию разведки и добычи эти ресурсы будут увеличиваться. Значит, дефицит углеводородов нам не грозит

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

Примечания

1

Первичное электричество – это энергия, которую предприятия энергетического сектора получают из возобновляемых или невозобновляемых источников и преобразуют в энергоносители, которыми пользуются потребители.

Вернуться