Текст книги "Что нас ждет, когда закончится нефть, изменится климат и разразятся другие катастрофы XXI века."

Автор книги: Джеймс Кунстлер

сообщить о нарушении

Текущая страница: 10 (всего у книги 18 страниц)

Природное топливо позволило людям создать чрезвычайно сложные широкомасштабные системы. Альтернативные источники энергии не совместимы с подобными системами. Они не смогут заменить в них нефть и газ. Многие, возможно, думают, что все, что нам нужно сделать, это просто переключиться на другие ресурсы. Вместо нефте– или газогенерирующих установок мы будем использовать ветряные фермы или массивные солнечные панели. Но такого не будет. Желание оставаться частью все той же широкомасштабной системы, работающей теперь на альтернативном топливе, всего лишь останется желанием, которое никогда не осуществится.

Синтетическая нефть

Уголь можно переработать в высококачественную синтетическую нефть и бензин, потому что он представляет собой твердую углеводородную версию той же самой доисторической органической вязкой массы, из которой образовалась нефть. Во время Второй мировой войны нацисты широко использовали уголь, поскольку запасов нефти у них практически не было. Но зато были богатые месторождения угля. В 1930-е годы, когда Соединенные Штаты половину своей энергии получали от угля, в Германии 90 % энергии давал уголь и только 5 % нефть. Когда Адольф Гитлер пришел в 1933 году к власти, он заручился поддержкой огромной химической компании «Ай-Джи Фарбен», производившей синтетическую нефть из угля. Процесс был изобретен в Германии в 1913 году лауреатом Нобелевской премии химиком Фридрихом Бергиусом. Компания «Ай-Джи Фарбен» приобрела права на производство. Синтетическую нефть получали путем добавления водорода к углю при высокой температуре и давлении в присутствии катализатора. Процесс был энергоемким и дорогим, но цена в то время не имела значения. К сентябрю 1939 года, когда Гитлер готовился напасть на Польшу, в Германии действовало 14 гидрогенизационных заводов, производящих синтетический бензин и авиационное топливо, еще 6 заводов находились в процессе строительства.

Уголь дал примерно половину жидкого топлива, которое было необходимо гитлеровской армии в надвигающейся мировой войне. Вторая половина могла быть доставлена из Румынии и России. Но Гитлер не хотел зависеть от этих стран. В итоге он решил захватить нефтяные месторождения Советского Союза около Баку. Неудача с планом молниеносного завоевания России (план «Барбаросса») и невозможность захвата румынских нефтяных месторождений оставили немцев без желаемого горючего.

Я полагаю, можно со всей уверенностью утверждать, что экономика без нефти станет намного слабее. Не будет такой деловой активности. Появятся проигравшие, которые не смогут позволить себе ни синтетическое топливо, ни автомобили, которые на нем будут работать. Другими словами, тот факт, что нефть можно получить из угля, не означает, что с точки зрения экономики такая нефть заменит природную. Синтетическое топливо можно производить, как и водород, но не в промышленных масштабах.

Единственное место, где синтетическое топливо, полученное из угля, найдет свое применение, так это в вооруженных силах. Хотя и этот вопрос спорный.

Тепловая деполяризация

В энергетических кругах весной 2003 года случился большой переполох, когда журнал «Discover» опубликовал скандальную статью «Нефть из чего угодно». Американская компания «Changing World Technologies», имеющая завод в штате Миссури, заявила, что она может взять любое углеродное сырье, «включая потроха индейки, пластиковые бутылки, старые компьютеры, городской мусор, стебли кукурузы, бумажные отходы, медицинские отходы, отходы от перегонки нефти и даже такое биологическое оружие, как споры сибирской язвы», и превратить его в три ценных продукта: высококачественную нефть, полностью сгорающий газ и необходимые минералы. Называется такое чудо тепловой деполяризацией и представляет собой высокотехнологичный метод имитации, чрезвычайно ускоряющий процесс природного образования геологической нефти из органических остатков.

В данном случае использовался механизм, сходный с применяемым при очистке сырой нефти, только в меньшем масштабе. Компания заявила, что процесс был на 85 % более энергоэффективен при использовании кишок индеек. То есть на каждые 100 БТЕ [33]33
  БТЕ (британская тепловая единица) – единица измерения энергии, используемая в США. В настоящее время используется в основном для обозначения мощности тепловых установок. – Примеч. перев.


[Закрыть], выделяемые из сырья, для осуществления процесса требуется всего 15 БТЕ. Самый изобретательный момент заключался в добавлении в гидросмесь воды, что помогало на первой фазе процесса, когда осуществлялось основное «варение» при 260 °C и при давлении в 42,18 кг/см ²превращать жиры, протеины и углеводороды в карбоновую кислоту. При резком понижении давления примерно 90 % воды выталкивалось. На второй стадии процесса углеводородные цепи продолжали дробиться, превращаясь в легкую нефть. На третьей фазе нефть очищалась. В зависимости от молекулярного веса углеводороды подразделялись на керосин, бензин, бензин-растворитель и т. д. Выделяющийся горючий газ использовался, в свою очередь, как топливо для осуществления процесса.

Сухое сырье, такое как полихлорвиниловая пластмасса, полученная из измельченных электроприборов и строительных материалов, перемешивалось с водой для получения полезных химических продуктов, например соляной кислоты или углеводородного горючего. Различное перерабатываемое сырье требовало разных «рецептов» и времени обработки. Компания «Changing World Technology» утверждала, что она может безопасно переработать любой вид ядерных отходов. Первый промышленный завод, стоивший компании 20 миллионов долларов, был построен рядом с птицеперерабатывающим заводом «ConAgra Foods Butterball». Представители компании заявили, что они с помощью своего метода производят нефть по цене 10 долларов за баррель (данные 2003 года).

Все это звучит очень хорошо. Но не все так просто с этим методом тепловой деполяризации. Казалось бы, кладем отходы – получаем нефть. (И ведь отходы будут всегда, не правда ли?) Тепловая деполяризация использует отходы нашей непредсказуемой изобилующей нефтью экономики, превращая их обратно в нефть (предположительно) со скромными 15 % энергетических затрат соответственно второму закону термодинамики («закон энтропии»). Подвох в том, что на первом месте здесь снова стоит нефтяная экономика. Например, процесс разведения кур возможен исключительно в сельскохозяйственной системе, основанной на дешевой нефти и природном газе. То есть необходимы удобрения для повышения урожайности зерновых, а также затраты на содержание птицы, технологические процессы, замораживание, перевозку и сбыт. Без природного топлива в таких масштабах производства не обойтись. А объем отходов в виде перьев, кишок и фекалий недостаточен для производства нефти путем тепловой деполяризации.

Похожая картина и с другим предполагаемым «сырьем» процесса тепловой деполяризации: покрышками, пластиковыми бутылками, старыми компьютерами, городским мусором и прочими отходами. Все эти вещи – продукты нефтяной эпохи. Замените нефть, и рано или поздно у вас не будет этого сырья. Тепловая деполяризация – отличный действенный метод переработки мусора и отходов современной жизни. Но условия существования меняются. Поэтому довольно скоро наш корабль, работающий на нефти, пойдет ко дну. Когда это произойдет, мы не сможем получать достаточно нефти из отходов, потому что их будет недостаточно.

Биомасса

Забудьте о биомассе. Это всего лишь более грубая замена тепловой деполяризации. Идея в том, чтобы добавлять в топливо органические материалы, например кукурузные стебли, прутьевидное просо, ивовые прутья и древесные опилки. Программы по использованию биомасс полностью основаны на нефти, особенно в рамках таких сельскохозяйственных отходов, как кукурузные стебли. Ведь кукуруза выращивается в промышленных условиях. Тратится чрезвычайно много бензина и природного газа на производство удобрений, сбор урожая и транспортировку. Это относится практически ко всем программам, поддерживающим этанол (алкоголь, получаемый из растений), «безвредную для окружающей среды» добавку к бензину. Затраты бензина и природного газа, необходимых для выращивания кукурузы и последующего получения этанола, могут быть больше, чем объем синтетического горючего, полученного из этой кукурузы.

На самом деле мы наверняка будем вынуждены прибегнуть к отдельной форме использования биомассы в будущем, но не таким образом, как это видится защитникам окружающей среды. То есть нам, возможно, придется вернуться к допромышленному образу жизни, когда для отопления жилищ использовались дрова. Но в связи с этим начнут стремительно уменьшаться лесные массивы.

Гидрат метана

Считается, что значительные запасы метана, по меньшей мере в два раза превосходящие объемы всего известного природного топлива на Земле, скопились в виде газового гидрата в отложениях на дне мирового океана. Это некая форма «льда», состоящего из молекул метана, существующего только при низких температурах и очень высоком давлении, который имеется на глубине около 300 метров. Гидрат метана представляет собой возможный альтернативный источник энергии, но с некоторыми оговорками. Во-первых, его очень трудно, а точнее дорого, добыть, то есть требуется затратить больше энергии, чем в дальнейшем удастся получить из него. На сегодняшний день для промышленных целей гидрат метана еще не был извлечен.

Гидрат метана к тому же опасен. Неудачные работы по добыче на такой глубине приводили к взрывам и разрушению буровых платформ и кораблей. Физические свойства гидрата метана таковы, что при его добыче происходит невероятная дестабилизация вещества, вследствие чего вода и метан разъединяются. После чего высвобожденный крайне огнеопасный газ поднимается на поверхность. Промышленность заинтересована в бурении в гидратных зонах, которые могут нарушить устойчивость поддерживающих платформы опор. Повреждение океанического дна также может стать причиной многих бед на поверхности – от создания смертельной угрозы рабочей команде корабля до нанесения вреда окружающей среде. Ядовитый газ не только опасен для человека. Метан, высвободившийся в атмосферу, создает в десять раз больший тепличный эффект, чем углекислый газ. Таким образом, пытаясь добыть гидрат метана, мы выбрасываем в атмосферу опасный метан, причем его объем много больше, чем количество добытого газа.

Нулевая энергия

Это некий загадочный теоретический процесс, описанный учеными, занимающимися квантовой физикой. Его назвали «квантовым даром, за который придется, в конце концов, заплатить». Теория о нулевой энергии предполагает использование энергетического потенциала «темной материи» Вселенной. Трудная для понимания физика, занимающаяся нулевой энергией, утверждает, что космические силы, отвечающие за гравитацию, имеют доступ к неограниченным запасам дешевой, безвредной энергии Земли. Хочу отметить лишь два момента по поводу теории нулевой энергии: 1) понятие полезного максимума в инженерии гласит, что если что-то звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой, то на самом деле это неправда. В данном случае мы наблюдаем классический пример фантастических изобретений, как, например, двигатели внутреннего сгорания, которые могут работать на воде, и особые карбюраторы, благодаря которым обычный автомобиль сможет проехать 300 километров на 4 литрах топлива. Сегодня нулевая энергия, кажется, попадает в эту категорию. Но кто знает? Ведь то же самое можно было сказать об атомной энергии в 1893 году; 2) если и существуют какие-то вещества с нулевой энергией, то вряд ли они найдут применение до того, как мир окажется в большой беде вследствие истощения углеводородных ресурсов. Но, как и другие альтернативные источники, такая инновация, как нулевая энергия, может исчезнуть без надежной поддержки природного топлива.

Атомная энергия

Все так называемые альтернативные источники энергии, описанные выше, так или иначе не смогут долго обходиться без нефтяной поддержки. Последняя возможная замена нефти – это атомная энергия. Около 20 % электричества в США вырабатывают АЭС. Во Франции такие станции дают почти 70 % энергии (оставшуюся часть, в большей степени, вырабатывают гидроэлектростанции). Несмотря на то что использование атомной энергии превратилось в нечто естественное, со временем она выльется в очень большую проблему как в экономическом, так и политическом плане.

Для поддержания привычного образа жизни нам придется в XXI веке какое-то время использовать атомную энергию как основной способ получения электроэнергии.

В конце концов, мы будем вынуждены изменить наше отношение к землепользованию и транспорту. Нам придется радикально поменять жизнь, от многого отказаться. Политика также перейдет на новый уровень отношений, форм и ценностей. Но если мы хотим, чтобы цивилизация продолжила существовать как прежде, потребуется электричество, а получить его в середине XXI века можно будет только с использованием атомных реакторов.

Я не убежден, что без природного топлива мы сможем длительное время строить и обслуживать атомные реакторы. Но энергия ядерного распада настолько мощнее чем энергия солнца, ветра, биомассы и прочего «альтернативного» топлива, что капиталовложения оставшихся запасов природного горючего в атомную энергетику смогут дать больше, чем размышления о том, покроет ли это расходы или нет. И возможно, человечество получит больше времени, чтобы выйти из создавшегося положения. Может быть, через 30 лет для обслуживания реакторов нам придется прибегнуть к углю или синтетической нефти. Но основное уравнение атомной энергетики очень простое: при расщеплении одного атома урана получается в 10 миллионов раз больше энергии, чем при горении одного атома угля. Уран даст в 2 миллиона раз больше энергии на единицу массы, чем нефть.

Для выработки электроэнергии урана хватит примерно на сотню лет. Встречающийся в природе уран состоит из двух изотопов: на 99,3 % из урана U-238 и на 0,7 % из урана U-235. Последний более подвержен ядерному делению. Сегодня большинство атомных заводов используют обогащенный уран, в котором концентрация урана U-235 увеличена с 0,7 % до 4–5 %. Уран относительно дешевый – он стоит приблизительно $30 за килограмм. Количество урана, необходимое для обеспечения электроэнергией в течение всей жизни семьи из четырех человек, уместится в банке из-под пива.

В мире примерно 400 запатентованных ядерных реакторов-электрогенераторов. Реакторы выделяют тепло в процессе контролируемого расщепления атомного ядра. Тепло используется для создания пара, который выбрасывается в электротурбины. При этом не образуется никаких газов, способных навредить экологии, – ни углекислого газа, ни озона, ни какого-либо еще. Но огромное количество загрязняющих атмосферу газов выделяется в процессе сооружения и обслуживания реактора. Сами отходы реактора содержат сотни радиоактивных токсинов.

Топливные стержни у большинства реакторов содержат гранулы обогащенного урана. Критическая масса расщепляющегося вещества регулируется увеличением или сокращением этих стержней внутри активной зоны реактора. Примерно каждые два года топливные стержни в реакторе истощаются и требуют замены. Процесс замены стрежней может занять месяцы, хотя прогрессивные методы сократили срок в некоторых случаях до нескольких недель. Использованные топливные стержни все еще радиоактивны и накалены. Самая большая проблема в работе атомной электростанции – это утилизация использованного топлива. И это больше политическая проблема, чем материальная. Никто не хочет иметь по соседству хранилища опасных для жизни и здоровья отходов.

Использованные топливные стержни можно перерабатывать. При этом достаточное количество расщепляющего материала, получаемого от одной загрузки сырья, обеспечивает еще один год работы реактора. Хотя в итоге отходы все равно необходимо утилизировать. В течение десятилетий они скапливаются по всему миру. Средний реактор производит примерно 1,5 тонны отходов в год. С тех пор как в 1957 году первая промышленная атомная электростанция начала вырабатывать электричество, общий объем использованного топлива составил 9000 тонн.

Надо сказать, что требуется 500 лет, чтобы отработанное ядерное топливо стало не более опасным, чем встречающаяся в природе урановая руда.

На самом деле здесь можно говорить лишь об относительной безопасности.Не стоит забывать, что угольная промышленность унесла больше жизней, чем ядерная промышленность за прошедшие 50 лет. За последние 40 лет в США, Западной Европе, Японии и Южной Корее на атомных электростанциях не произошло ни одного чрезвычайного происшествия, унесшего человеческие жизни. Несчастье на Чернобыльской атомной электростанции 26 апреля 1986 года в бывшем Советском Союзе – другое дело. Тридцать один человек погиб из-за взрыва и последовавшего за ним пожара. Многие тысячи, кто имел отношение к устранению последствий аварии, умерли от рака.

Чернобыльский реактор представлял собой разработанную в России модель РБМК. Он был спроектирован таким образом, что в случае перегрева скорость реакции автоматически увеличивалась, а не уменьшалась. Говоря простым языком, на Чернобыльской АЭС изначально существовала угроза аварии. В бывшем Советском Союзе было создано 16 реакторов РМБК. Многие из них до сих пор работают. Реакторы в Соединенных Штатах и в Западной Европе, Японии и Южной Корее спроектированы по-другому.

Использование так называемых бридерных реакторов, реакторов-размножителей, может расширить в далеком будущем горизонты получения атомной электроэнергии. Реакторы-размножители используют широкодоступный изотоп урана U-238 вместе с небольшим количеством расщепляющегося урана U-235 для производства расщепляющегося изотопа плутония Ри-239. Но плутоний чрезвычайно токсичен и взрывоопасен.

США отключили свой единственный опытный образец реактора-размножителя и сейчас не проводят никаких существенных исследовательских программ или программ-разработок. Но в других странах, например в Японии и России, разработки такого реактора продолжаются. В Великобритании и Франции работы прекращены.

С тех пор как была создана водородная бомба, появились надежды разработать процесс промышленного ядерного синтеза,с помощью которого можно было бы вырабатывать электроэнергию. При синтезе атомные ядра больше объединяются, чем раскалываются, а именно связываются два атома водорода, образуя элемент гелий. Такой же процесс заставляет Солнце светить. Во время ядерного синтеза выделяется просто огромное количество энергии. Люди воспроизвели этот процесс при разработке водородной бомбы. Но мы еще не изобрели никакого практического метода, позволяющего контролировать эту невероятную силу.

Возможно, самая сложная атомная загадка заключается в следующем: ядерный синтез хорош для выработки электроэнергии, но для многих процессов, которые зависят от электричества, этот способ не подойдет. Например, вы не сможете летать на самолетах, работающих на энергии ядерных реакторов [34]34
  У американских вооруженных сил в начале 1950-х годов была программа но разработке ядерного бомбардировщика, который мог бы оставаться в воздухе столько, столько необходимо. Разработка осуществлялась до создания межконтинентальной баллистической ракеты. Идея заключалась в том, чтобы держать все время в небе наготове целую эскадрилью бомбардировщиков. Предполагалось, что это должно было защитить от атак атомными бомбами. Но экран, защищавший команду от смертельного радиоактивного облучения, делал самолеты слишком тяжелыми.


[Закрыть]. Сложно на такой энергии ездить и грузовым машинам. В современной жизни только 36 % потребляемой энергии существует в форме электроэнергии, получаемой разными способами: при использовании угля, воды, ядерного деления. Так продолжалось несколько десятилетий. Остальную энергию получали в результате горения углеводородов – нефти и природного газа. Таким образом, в XXI веке количество электроэнергии, получаемой путем ядерного деления, скорее всего, увеличится, но необязательно компенсирует потери, которые придется пережить из-за истощения запасов природного топлива (и вследствие борьбы за оставшиеся запасы). В домах будет гореть свет и холодильник будет охлаждать продукты, но без химических удобрений, которые производятся с использованием природного газа, и сельскохозяйственных машин и оборудования, работающих на дизельном топливе, нам придется полностью изменить принципы ведения сельского хозяйства. В итоге мы должны будем практически полностью изменить уклад нашей жизни. И атомная энергия – это, возможно, единственное, что будет связывать нас с нынешней цивилизацией.

Глава 5
Природа наносит ответный удар: изменение климата, эпидемии, сокращение запасов пресной воды, уничтожение целых районов и темная сторона индустриальной эпохи

Однажды я присутствовал на четырехдневной конференции под названием «Современные технологии», проходившей в небольшом прибрежном городке Камден, штат Мэн. Это было в октябре 2003 года. Стоял бархатный сезон, как нельзя лучше подходивший для бесед и роскошных обедов. В субботний вечер ученый из Вашингтонского университета Питер Д. Уорд поднялся на сцену в зале старого оперного театра, где проходила конференция, и прочитал лекцию о жизни и гибели планеты Земля. Используя несколько ярких художественных изображений, Уорд показал нам, что станет с нашей планетой через сотни миллионов лет. Весь животный мир вымрет, зеленые леса и луга погибнут, океаны исчезнут и в конце концов Земля уменьшится до размеров семени льна. Все это будет началом гибели нашего Солнца и превращения его расширенное красное гигантское облако. У некоторых участников после этого просто пропал аппетит.

Однако человеческий дух удивительно неунывающий. Через несколько часов ужас от всего увиденного и услышанного прошел, и участники конференции наслаждались ужином, непринужденно болтая с друзьями о будущих планах и мечтах. Джон Мейнард Кейнс однажды остроумно ответил группе экономистов, раздумывающих о долгосрочных планах на будущее: «Господа, в долгосрочном плане мы все умрем». Наш мозг не способен воспринимать события в геологическом масштабе – по крайней мере в отношении того, как мы живем или что делаем здесь и сейчас. Пятьсот миллионов лет – это довольно много, но как насчет стремительного потока событий, обрушившегося на нас за последние 2000 лет? Довольно насыщенный период, не правда ли? Вам не кажется, что пора уже обратить внимание на происходящее? События одного только XX века чего стоят! Почему же мы упорно не хотим задумываться о судьбе планеты? Тогда, на конференции, меня не утешили ни прекрасный осенний вечер, ни бесплатная еда, ни даже ликер, потому что я так и не смог отделаться от мысли, что совсем скоро мы столкнемся с очень серьезными проблемами.

В научном сообществе практически все единодушно соглашаются с тем, что наступает глобальное потепление. И утверждают, что формулировка «изменение климата» звучит даже точнее, чем «глобальное потепление» при описании того, что нас ожидает. Средняя температура планеты повышается. Тенденция очевидна. Когда начали делать замеры, средняя температура Земли составила 8,3 °C, в 2003 году она достигла 9,6 °C. К тому же постоянно увеличивается скорость изменения температуры. Общее увеличение на 1,3 градуса может показаться незначительным, но оно имеет колоссальные последствия. Нужно отметить, что повышение температуры в какой-то степени связано с возросшим с середины XIX века объемом использования природного топлива.

Уже не важно, является ли глобальное потепление результатом человеческой деятельности или результатом сбоя в программе под названием «природа». Но случайным образом изменение климата совпало с нашим неизбежным падением с вершин нефтяного и газового царства и только обострит и расширит всевозможные проблемы этого эпохального обстоятельства. Если глобальное потепление стало результатом человеческой деятельности, а именно индустриализма, основанного на природном топливе, то тогда, как мне кажется, очень малы шансы на то, что человечество сможет справиться с ситуацией, поскольку спуск вниз будет гораздо более неорганизованным и беспорядочным, чем был подъем. Разрушение и тяготы замедляющего свое развитие индустриализма дестабилизирует правительство и общество до такой степени, что никакие международные согласованные действия, как, например, Киотский протокол или ему подобные, больше уже никогда не будут предприняты. В мире хаоса, который возникнет в результате сокращения энергетических запасов, начнется сумасшедшая борьба за оставшиеся ресурсы.

Замысел данной книги состоит не в том, чтобы найти виновных в изменении климата и поразмышлять о способах затормозить процесс глобального потепления. Нет. Я ставил цель просто показать, какие последствия могут возникнуть и что они принесут с собой в нашу жизнь.