Текст книги "Пути в незнаемое. Том 17"
Автор книги: Вячеслав Пальман
Соавторы: Юрий Давыдов,Борис Володин,Валентин Рич,Вячеслав Иванов,Анатолий Онегов,Юрий Чайковский,Олег Мороз,Наталия Бианки,Вячеслав Демидов,Игорь Дуэль
сообщить о нарушении
Текущая страница: 2 (всего у книги 42 страниц)
Англия. Объявлена 10-летняя программа экономии энергии. Цены на топливо и электричество будут отныне только повышаться. У министерства энергетики план: в ближайшее время усилить теплоизоляцию двух миллионов жилых домов. Кто не желает платить крупные суммы за отопление, должен позаботиться о тепловой экономичности своей квартиры.
США. Экономия энергии – тема номер один в газетах и журналах. Монтируются системы, переносящие в небоскребах тепло от внутренних, более нагретых зон здания к наружным, более холодным: это позволяет включать отопление при минус девяти Цельсия на улице, а не при плюс восьми, как раньше. Вот реклама теплоотражающего стекла: модные здания, стены которых – сплошное окно, могут снизить на двадцать процентов стоимость отопления, облегчить работу кондиционеров летом. Одна из фирм предлагает автоматический выключатель, реагирующий на тепло человеческого тела: вы вошли в комнату – свет вспыхивает, вышли – гаснет.
Шведская программа экономии энергии… Французская… Канадская… Венгерская… Болгарская…
Широтой и расчетом на дальнюю перспективу проникнута советская программа – то постановление, о котором шла речь чуть раньше. Хочется еще раз подчеркнуть ее глубокий реализм, суровую прямоту: «…должного перелома в улучшении использования материальных ресурсов в целом еще не произошло». Привычка к спокойной жизни, рутина, нежелание взглянуть дальше собственного носа – тяжелый маховик, который во что бы то ни стало требуется остановить. Эра дешевой энергии кончилась. А значит, все больше расходов требуется на добычу сырья, создание всевозможных изделий, производство сельскохозяйственных товаров, предоставление благ инфраструктуры. И если мы хотим (а все мы, безусловно, хотим!), чтобы наш жизненный уровень не снижался, а возрастал, мы обязаны всюду, и на работе, и дома, не только думать об экономии энергии и сырья, но реально способствовать этому. Пусть вклад одного человека ничтожен – нас, жителей СССР, свыше четверти миллиарда, а реки, как известно, рождаются из капель.
Взять хотя бы тепло: только в последние годы мы стали всерьез задумываться, в какие дыры оно вылетает, и обнаружили поистине ворота.
Для обогрева домов, построенных в шестидесятые – семидесятые годы, необходимо в полтора раза больше топлива, чем для тех, которые сооружены четверть века назад. Пресловутые панельные «пятиэтажки» оказались истинными пожирателями энергии. В тонких панельных стенках заложен металл, превосходно переносящий тепло из квартир на улицу, специальная теплоизоляция отсутствует. Когда-то простоте и дешевизне радовались: «Зато быстро строим!» В экономике нет «зато»: потерянное тепло давно уже съело суммы, якобы сбереженные, – хватило двух-трех лет. И стоять дома-транжиры будут еще минимум полвека… Во имя все той же «экономии» ликвидированы краны-регуляторы (мне довелось в детстве видеть один из таких кранов в старинном доме, где мы жили: запомнилось, как меня наказали однажды за то, что я отвинтил и снял с него красивую изогнутую ручку), форточки стоят настежь в самые лютые морозы, и на улицу через них улетает каждая пятая калория тепла, истраченного на отопление.
Во многих котельных оборудование возрастом может поспорить с нашими бабушками, нет регулирующей автоматики, изоляция трубопроводов с горячей водой и паром сделана из рук вон скверно. Вместе с греющими улицу домами это значит, что мы каждый год теряем впустую до пятнадцати миллиардов кубометров газа, что без пользы работают две нитки газопровода, проложенные через тайгу, болота и сотни рек.
А сами котельные! Пристегните привязные ремни – сейчас будет такая воздушная яма, что… Котельных в стране четверть миллиона, микроскопических, неоправданно расходующих пятьдесят миллионов тонн угля ежегодно, – каждую десятую из добытых с таким трудом тонн они пускают на ветер, ибо КПД микроскопических установок под стать их мощностям. Возникают эти уродцы, как правило, по титульным спискам временных сооружений, но нет ничего более долговечного, чем времянки. Они стоят, тянут деньги на ремонт, каждый понемножку, – но, если собрать все это распыленное по множеству министерств да приплюсовать расходы на новые микроэнергетические объекты, возникает сумма просто чудовищная: сорок – повторяю, СОРОК! – процентов денег, отпускаемых ежегодно на развитие «большой» энергетики. А знаете, сколько людей обслуживают это котельное хозяйство? Три с половиной миллиона человек – в полтора раза больше, чем занято на добыче, переработке и транспортировке того угля, который эти микрообъекты сжигают! Вот они, скрытые резервы, и людские и энергетические.
А сейчас – маленький тест: какая картина возникает у вас перед глазами при словах «тепловая электростанция»? Ручаюсь, что среди этих образов непременно промелькнут градирни – эти обожаемые фотожурналистами башнеподобные сооружения, «тяжелые фигуры» электроэнергетики: мощь, сила!.. А ведь если разобраться, надо бы эти градирни из кадров беспощадно выкидывать. Ибо не о мощи они свидетельствуют, а о нашем неумении эту мощь использовать, о техническом бессилии, а порой – о самой обыкновенной бесхозяйственности. Клубящийся над ними пар бел, но суть его черна: мазут, уголь, горючий газ. Ведь КПД тепловой электростанции не превышает сорока двух процентов, у атомной еще хуже – тридцать два… Когда-то художники любили рисовать электростанции с дымящими на полнеба трубами. Потом поняли, что это материал не для выставки, а для фельетона. Придет время, станут им и фотографии градирен.
Потому что теплом, сбрасываемым через них в воздух, электростанции страны могут обогреть триста тысяч гектаров теплиц – одной десятой этой площади хватило бы, чтобы в любое время подать к столу всех жителей Союза свежие овощи и шампиньоны. В прудах, куда сбрасывают тепло атомные электростанции, можно разводить рыбу. Шесть-семь тысяч тонн карпа, форели, осетрины способна выдать за год каждая АЭС. Чем кормить рыбу? А на то теплицы. И так как из тепла несложно получить холод (важно, что есть энергия), мы сохраним в свежести урожай «атомных плантаций». В сельское хозяйство вкладываются десятки миллиардов рублей ежегодно, порой без особого эффекта. Теплицы куда рентабельнее открытого грунта. Не пришло ли время агроэнергетических комплексов? Может быть, в них со временем окажется выгодно растить под крышами даже зерно? Конечно, такая агрономия требует совершенно иного подхода, мышления другими категориями и масштабами, – но мы ведь уже говорили, это энергетически напряженное будущее требует ломки привычных представлений.
В заботе об экономии энергии нет мелочей. Казалось бы, не все ли равно, где возле дома растет дерево? А выясняется, что заглядывающие в окно ветки, эта радующая со стороны зеленая стена, – ежегодный перерасход сотен тысяч тонн угля из-за того, что жильцы двух нижних этажей на час-полтора позже выключают и раньше зажигают электричество. Заросшие грязью стекла в «фонарях» заводских цехов – вот еще один бездонный колодец, куда мы сбрасываем добытый уголь и нефть. На одном только крупном заводе типа Новокраматорского можно сберечь благодаря чистым окнам за год четыре миллиона киловатт-часов электроэнергии (столько тратят четыре тысячи трехкомнатных квартир!) да еще пятьдесят тысяч электролампочек. Остается помножить на те десятки тысяч крупных промышленных предприятий, которыми мы справедливо гордимся. Или, скажем, не все ли равно – на роликовых подшипниках едет железнодорожный вагон или на подшипниках трения, выдуманных в 1880 году? Впрочем, уже сама дата – ответ. Но к ней и другие цифры: старые подшипники съедают у нас в стране сверх норм полмиллиона тонн дизельного топлива, полтора миллиарда киловатт-часов да еще тридцать тысяч тонн смазочного масла в год.
Коль скоро мы коснулись транспорта, уместно вспомнить о снижении темпов электрификации железных дорог. Если почти на всем протяжении шестидесятых годов электровозы ежегодно приходили еще на новые две – две тысячи двести километров пути, то с 1969 года началось уменьшение объема работ, и в конце семидесятых электрифицировалось уже вчетверо меньше. Это значит, что поразошлись рабочие, распались коллективы… Слов нет, в Советском Союзе электрифицированных путей больше, чем в любой иной стране мира, но опора на тепловозную тягу – сегодня явление отнюдь не прогрессивное. С каким трудом удается выправить создавшийся прорыв, можно видеть хотя бы из того, что в новом пятилетии средний темп электрификации – тысяча двести километров в год (впрочем, надо помнить и о том, что в наиболее легких для этих работ местах дело уже сделано).
Однако одной экономией, как бы велика она ни была, нельзя кардинально поправить дело. Необходимо перестроить весь топливно-энергетический баланс планеты. Задача грандиозна: вытеснить нефть, а со временем и горючий газ из энергетики, из металлургии, с транспорта. Заменить эти топлива чем-то иным. Чем же?
Начнем с энергетики. В последние годы все чаще мелькают на страницах прессы слова: «возобновляемые источники энергии». Они неисчерпаемы в том смысле, что существуют, покуда существует в ее нынешнем положении планета и светит Солнце. Реки, прибой и приливы, ветер, тепло земных недр, солнечные лучи…
Подземное тепло давно уже не дает покоя людям. Сколько энергии пропадает зря! Кое-где, правда, его уже используют. В Исландии половина населения живет в домах, обогреваемых геотермальными водами, а в столице – Рейкьявике этот процент поднимается до девяноста. Круглый год в отапливаемых Землей теплицах выращивают овощи и фрукты – вплоть до бананов. Повсюду геотермальные бани и бассейны для плавания. Это экономит маленькому острову четыреста тысяч тонн нефти в год.
С 1913 года вырабатывает электроэнергию станция близ итальянского города Лардерелло, турбины ее вращаются выходящим из-под земли паром. Первый генератор имел ничтожную по нынешним меркам мощность в четверть мегаватта (т. е. 250 тысяч киловатт), сегодня тут построен энергетический комплекс мощностью в полторы тысячи раз большей. Это, конечно, не потрясает воображения, паровые турбины, эквивалентные сразу всем станциям Лардерелло, выпускаются серийно. Но подкупает другое – техническая простота геотермальных станций, их топливная независимость.
Интерес к геотермике проявляют десятки стран, ведут разведку очагов подземного тепла, строят различные утилизационные системы. Японцы вычислили, что у них есть триста мест, где рентабельно выстроить геотермические электростанции и они дадут энергии больше вчетверо, нежели нынешние «топливные» станции страны. В Соединенных Штатах с 1967 года успешно осваиваются источники пара в калифорнийской «Долине больших гейзеров». Начав с полусотни мегаватт, довели мощность энергокомплекса до тысячи двухсот (данные 1981 года) и намерены поднять ее раза в четыре, а то и восемь. Фирма «Юнион ойл оф Калифорниа», владелец станций (их там несколько), утверждает, что стоимость полученной энергии не выше той, которую производят принадлежащие компании обычные ТЭС. В одних только западных районах США разбросаны такие мощные очаги подземного тепла, что, если их всерьез использовать, можно было бы закрыть все ныне действующие ТЭС и АЭС Соединенных Штатов.
Не обижены Землей и мы: Камчатка, Дагестан и другие районы отлично могли бы эксплуатировать даровое тепло. На Камчатке почти пятнадцать лет действует Паужетская геотермальная станция мощностью пять мегаватт, ее энергия стоит на тридцать процентов дешевле, чем выработанная на дизельных энергоагрегатах из привозного топлива. Открыта на полуострове еще сотня готовых для немедленного использования «тепловых месторождений» – горячая вода, пригодный для турбин пар… Под Авачинским вулканом на глубине трех с половиной километров находится очаг магмы, который, задействованный даже на десятую долю своей потенциальной мощности, мог бы питать паром тысячемегаваттную электростанцию в течение полутора – двух веков. Увы, используется все это доступное богатство еле-еле. Кроме Паужетской электростанции построили в пригороде Петропавловска-Камчатского теплицу гектаров на шесть – тем дело и ограничилось. На полуостров по-прежнему везут морем дизельное топливо и уголь. Привычные схемы сковывают волю, откладывают на полки радикальные предложения и проекты.
Термальные воды Дагестана эксплуатируются с 1940 года, но опять-таки робко: экономится чуть больше тридцати тысяч тонн топлива в год, а можно – миллион. Есть горячие источники в Средней Азии, в Сибири и на Чукотке. В общем, по прогнозам, можно было бы пустить в дело двадцать пять миллионов кубометров горячей воды ежегодно, берем же из этого океана в триста раз меньше.
Не следует забывать о возможной на сто процентов экономии топлива, а также об экологической стороне дела. Геотермальная энергия не загрязняет ни воздуха, ни почвы, ни поверхностных вод. Нет терриконов, этих спутников шахт, не нужны хранилища золы электростанций, нет проблемы захоронения радиоактивных остатков деятельности АЭС, прекращается работа железных дорог, непрестанно везущих топливо. Геотермальной электростанции нужно гораздо меньше охлаждающей воды, можно даже совсем от нее избавиться, – между тем во многих районах, где построены мощные ТЭС и АЭС, именно холодная вода становится тем тормозом, который сдерживает развитие энергообъекта: ее попросту не хватает.
«Трудно заставить людей понять, что в долгосрочном плане геотермальная энергия дешевле ископаемых топлив, – говорит Лисс, руководитель геотермического полигона в американском штате Айдахо. – Геотермические станции могут быть построены за треть того времени, которое требуется для строительства атомной или работающей на угле, а это само по себе уже означает экономию. Даже более высокие первоначальные затраты окупятся, поскольку геотермическая электростанция будет давать прибыль, в то время как эксплуатация других станций будет все более дорогой из-за роста цен на топливо».
К сожалению, геотермальная энергия способна обеспечить лишь двенадцать – пятнадцать процентов энергопотребления планеты. На нее можно рассчитывать серьезно лишь в немногих местах – по большей части это как раз такие места, где нет иных ресурсов энергии, куда трудно доставлять топливо или гнать электричество по линиям электропередачи. Делать ставку на подземное тепло нельзя, но преступно было бы забывать об этом важном помощнике, – такова нынешняя концепция энергетиков.
Ветер – второй присутствующий всюду источник энергии. Его потенциал огромен, он примерно в два с половиной раза превышает в масштабе Земли все современные потребности человечества. Из хрестоматий мы помним, что ветряные мельницы «сделали» Голландию, – но зачем так далеко ходить? В дореволюционной России было четверть миллиона ветряков, на которых ежегодно перемалывали тридцать два миллиона тонн зерна – почти столько же, сколько пищевого зерна мы потребляем в стране сегодня. Разрушение ветряных мельниц считалось деятельностью чуть ли не прогрессивной, – сегодня мы видим, что немало в крутом повороте от них было и скоропалительности (я не забываю, конечно, что мельник в дореволюционном селе был кулаком, мироедом, но мельница ведь не мельник).
Однако с позиций большой энергетики у ветра малообещающее будущее. Плотность энергии ветрового потока крайне низка, так что приходится ради получения приличной мощности пускаться в строительство грандиозных сооружений. Созданный у нас агрегат «Циклон» – не из самых больших в мире, но его ротор (пропеллер) имеет диаметр двадцать четыре метра, это вращающийся восьмиэтажный дом. Какова же мощность этого монстра? Всего сто киловатт, десятая доля мегаватта… Для сравнения: гидротурбина диаметром в пять с половиной метров развивает в две тысячи триста раз большую мощность. И если геотермика даже в расцвете своих сил будет способна играть в мировой энергетике лишь вспомогательную роль, то ветру суждена куда более скромная участь.
Осложняют проблему и разнообразные «довески», которыми обрастает внешне простая ветроэлектростанция. Помимо нее требуется аккумулятор той или иной конструкции (иногда рядом с ветряком ставят обыкновенную дизельную электростанцию), чтобы дать ток, когда ветер заштилел. Переменная скорость ветрового потока сказывается на частоте вращения ротора, а значит, и на частоте переменного тока, вырабатываемого генератором: ветроагрегат обзаводится еще одним устройством, ликвидирующим последствия капризов природы. Пока речь идет о незначительных мощностях, все эти дополнения выглядят просто, но стоит перейти к серьезным масштабам выработки энергии, и дело оборачивается всяческими неприятностями. Не случайно подавляющее большинство проектируемых и существующих ветроагрегатов – установки маломощные, этакие индивидуальные легковушки или даже велосипеды. Экономика и здравый технический смысл выступают решительно против гигантомании в этой отрасли энергетики.
Вот гидроэнергия, в особенности энергия рек, – иное дело. Она и достаточно концентрирована, и способна (по крайней мере, теоретически) полностью удовлетворить нынешние потребности планеты. На практике, увы, все выглядит не столь радужным. Есть масса препятствий для полного включения в оборот имеющегося потенциала гидроэнергии. Хотя бы такое: потребность в энергии растет быстро, а гидроэлектростанции строятся медленно, темп прироста их мощностей не поспевает за нуждами промышленности и городов. Или еще более серьезное «но»: полноводные реки текут в основном по равнинам, приходится строить громадные водохранилища, чтобы поднять уровень воды, – значит, приходится затапливать плодородные земли. Серьезны помехи рыболовству. Да и выработка электроэнергии оказывается неравномерной, засушливое лето пребольно бьет не только по полям, но и по водохранилищам.
Трезвый подход к рекам заставляет признать, что даже при самых благоприятных условиях ГЭС смогут дать лишь около двадцати процентов необходимой сегодня энергии, – в будущем, значит, цифра эта окажется намного меньше. В настоящее время плотины становятся символом не только электричества, а и запасов пресной воды – той самой воды, недостаток которой ощущается все острее и в промышленных и в сельскохозяйственных районах. Придет время – судя по всему, оно уже гораздо ближе, чем предполагают, – когда решающую роль в выборе места для плотины будут играть соображения уже не энергетиков, а специалистов водного хозяйства.
И если уж говорить о перспективах, то с точки зрения экономики постоянно (и очень быстро!) увеличивается роль иных гидравлических электростанций – аккумулирующих. В особенности потому, что мощнее становятся тепловые и атомные станции, энергетические системы в целом.
График потребления электроэнергии горбат: максимум мощности, например, зимой – между шестью и семью часами вечера, а в районе двух – четырех часов ночи образуется глубокая впадина, большинство людей спит, и непрерывно работающих предприятий не так уж много. Конечно, ниже какого-то определенного уровня, называемого базисом, выработка энергии не падает. Известное число электростанций всегда действует в базисном режиме, на своей номинальной мощности. Это самый экономичный режим. Затем идут полупиковые станции, которые то увеличивают свою мощность, то уменьшают, но не прекращают работы никогда. А завершают иерархию пиковые – станции, задача которых все время «молчать» и вступать в дело после того, как полупиковые исчерпают свои резервы.
Растут города, поднимаются новые заводы, увеличивается население, – все размашистее качается маятник от максимума к минимуму. Мы объединяем отдельные энергосистемы в Единую энергетическую систему страны, линии электропередачи пересекают государственные границы (объединенная система «Мир», в которой участвуют энергосистемы европейских стран – членов СЭВ, тому великолепный пример). Но чем мощнее и выгоднее такой союз, тем выше пики и глубже провалы – суточный, недельный, сезонный…
Расчеты говорят: самая дешевая электроэнергия та, которую дают базисные станции. Полупиковая – дороже, пиковая – очень дорога. Атомная электростанция, например, будет вырабатывать конкурентоспособную по цене энергию только в том случае, если находится в базисной части графика. Да и тепловые не любят маневров мощностью, чем крупнее блок (привязанные друг к другу котел, турбина и генератор), тем менее склонен он работать спустя рукава. Двухсотмегаваттный способен сбросить от силы половину номинала, трехсотмегаваттный – сорок процентов. Это если в топке котла горит газ или мазут. А когда топливо – уголь (случай наиболее типичный), маневр совсем ограничен: тридцать процентов – и конец, иначе блок войдет в опасно неустойчивый режим. В еще худшем положении агрегаты самых выгодных станций – теплоэлектроцентралей, их электрическую мощность удается снизить не более чем на пятнадцать процентов. В дополнение ко всем неприятностям работа на пониженной мощности делает электроэнергию заметно дороже, так как расходуется больше топлива на выработанный киловатт-час.
Вот в таких-то условиях и демонстрирует свои великолепные качества гидроаккумулирующая станция. Ночью, в провале графика, ее генераторы действуют в режиме двигателя, потребляют энергию тепловых электростанций (теперь уже и полупиковые станции переходят в базисную часть!), а турбины становятся насосами. Они гонят воду в бассейн, расположенный в нескольких десятках или даже сотнях метров над машинным залом ГАЭС. А когда наступает пик потребления, вода стекает в нижний бассейн, по пути вращая турбины и вырабатывая электроэнергию. Пиковая энергия обычно стоит вчетверо дороже провальной, а если пиковую вырабатывает ГАЭС, цены сравниваются, не отличаясь от стоимости провальной. В итоге экономические показатели энергосистемы в целом существенно улучшаются. Ведь аккумулирующая станция возвращает семьдесят процентов энергии, затраченной на подъем воды. Это самый лучший способ хранения такого скоропортящегося продукта, как электричество, – тем более когда речь идет о тысячах мегаватт.
До сих пор ГАЭС сооружались в горных, на худой конец сильно холмистых районах: нужно куда-то поместить верхний бассейн. Сейчас детально разрабатываются проекты «наоборот» – подземных, опущенных на добрую тысячу метров водоприемных камер и спрятанных там же машинных залов, трансформаторных подстанций и другого хозяйства. Дорого? Ничего подобного. Столько же, сколько создание верхнего бассейна на такой же высоте, – этот бассейн не просто лужа воды… Конечно, масштабы строительства внушительны, но они не выходят за пределы возможностей современной техники. Еще одно достоинство подземных ГАЭС – они могут быть стандартными, сооружаться по типовым проектам, что совершенно недоступно на поверхности, где все, от строителя до конструкторов турбин и генераторов, подлаживаются под условия, диктуемые рельефом местности, и каждая электростанция получается уникальной. Считается, что, если на одной площадке разместить атомную, тепловую и гидроаккумулирующую станции (или только атомную и аккумулирующую), удастся заметно снизить капитальные затраты, в некоторых случаях сэкономить каждый пятый рубль.
В нашей стране, гидроресурсы которой колоссальны, среди специалистов долго бытовало мнение, что Единой энергетической системе нет нужды в гидроаккумулирующих станциях: пики потребления, мол, покроют обычные ГЭС и пиковые тепловые станции. Такие люди словно забывали, что нужно куда-то девать энергию ночных провалов, что практика многих стран уже ясно показала: на каждый мегаватт установленной мощности энергосистемы требуется иметь две десятых мегаватта мощности ГАЭС – и тогда себестоимость электроэнергии станет минимальной. Сейчас положение изменилось, строится мощная ГАЭС под Ленинградом, другая подобная станция – под Москвой, гидротехники разрабатывают проекты новых и новых…
Но все эти наши с вами оптимистические знания приводят к выводу, что и гидроэнергия неспособна играть роль опоры энергетики будущего. А значит, на нее (как и энергию приливов, которая даже потенциально вдвое меньше той, которую тратит сейчас население Земли) можно возложить лишь узковспомогательную роль. Где же все-таки выход? Может быть, спасение в Солнце?
Увы, хотя оно посылает планете в пять тысяч раз больше энергии, чем сейчас нужно людям для удовлетворения всех их нужд, даже Солнце не в состоянии помочь. Солнечные установки – водонагреватели, печи, электростанции – способны лишь…
– Нет уж, остановитесь! – слышу я возмущенные голоса. – Почему это солнечная энергетика ни на что не способна?! А проекты гелиоэлектростанций, детально разработанные, продуманные, поражающие масштабностью? А гелиосушилки, гелиобани, гелиокухни, гелиоотопительные системы? Зря, что ли, работают научно-исследовательские институты и безвестные пока еще изобретатели? Нет, с Солнцем так просто нельзя, от него не отмахнетесь!..
А я и не хочу отмахиваться, дорогие товарищи. Мне просто хочется трезво смотреть на мир, без романтических очков, с позиции той тревожной реальности, которую обозначил, с одной стороны, неудержимый научно-технический прогресс, а с другой – конечность, исчерпаемость (и очень близкая в историческом масштабе!) предоставленных нам природою запасов ископаемых топлив. К энергетической проблеме, как ко всем проблемам экономики, нельзя относиться с эстетических позиций (ах, вот остроумное техническое решение!) или волюнтаристских (по-моему, так будет хорошо!). Энергетика, а вслед за ней и экономика, процветают в одном только случае: когда доходы больше расходов. Иными словами, калорию тепла мы должны получать дешевле, чем за калорию. И намного дешевле, ибо только таким образом удастся получить «положительный энергетический выход», как говорят специалисты.
Поясню эти не очень понятные слова примером из той же гелиоэнергетики. Чтобы заставить солнечный свет работать, необходимо создать некий преобразователь. Скажем, взять зеркало и направить лучи на паровой котел, чтобы пар вращал турбину, а генератор вырабатывал электроэнергию. Но это значит, что уже где-то когда-то было сожжено ископаемое топливо, чтобы выплавить металл и прокатать листы и трубы, дать медь для обмоток генератора – словом, произвести множество вещей, необходимых, чтобы гелиоустановка стала реальностью. На все это затрачено было примерно в семь раз больше калорий, чем гелиостанция способна дать за год работы. То есть рентабельной она станет не ранее чем через семь лет. Сожженное топливо и человеческий труд (который ведь тоже есть не что иное, как энергия чрезвычайно высокого качества) кредитуют солнечную энергетическую установку. Будет ли возвращен кредит? Станция требует профилактических осмотров, замены запасных частей. Уже не говорю о том, что сложность ее по мере роста мощности увеличивается в степенной зависимости, то есть время расплаты с долгами растягивается и растягивается. Короче, может так случиться, что гелиостанция будет ходить в неисправных должниках.
А причина в том, что плотность потока солнечной энергии слишком невелика (и это, кстати, очень хорошо, потому что иначе жизнь на планете возникнуть не смогла бы, и проблемы энергетики некому было бы обсуждать), чтобы она, эта энергия, могла бы «сама себя содержать». Плотности потока достаточно, чтобы зеленело дерево, летали птицы, жил первобытный человек, – он не случайно был солнцепоклонником. Но, шагнув на первую ступеньку цивилизации, он понял, что без огня не проживешь (вернее, огонь – куда более концентрированная энергия, нежели солнечная, – поставил человека на эту ступеньку). Проблема плотности энергии – тот водораздел, по одну сторону которого находятся физики, а по другую – инженеры и экономисты. Для физика любая энергия равноценна, равноправна: солнечное тепло, ствол сосны, кусок угля и полный бензина бак он приравнивает друг другу, содержащуюся в них энергию измеряет одними и теми же калориями. С другой стороны, в баке все-таки не дрова, а бензин: энергия жидкого топлива значительно концентрированнее и удобнее для пользования. Эти энергии для инженера и экономиста различны по своему качеству (эту новую характеристику энергии ввели американские ученые Говард и Элизабет Одум). Судите сами: восемь тысяч калорий солнечного света упадут за день на зеленую крону и превратятся в древесину, содержащую всего восемь калорий, но эти новые калории совсем иные. Древесину можно сохранить, солнечные лучи – использовать только в тот момент, когда они есть. Деревом, сожженным в печи, можно обогреть дом, – для солнечных лучей это доступно только посредством специальных устройств, гораздо более сложных, нежели печь. Человека можно также рассматривать как концентрированную солнечную энергию чрезвычайно высокого качества. Но, в отличие от других живых существ, он пошел дальше, создал «вторую природу» – творение рук и мозга всего человечества, всех предшествующих нам поколений. Но смог он это сделать только потому, что находил источники энергии все более и более концентрированной, создавал машины для ее использования: дрова, уголь, нефть – вот ступени цивилизации. И еще потому, что придумал письменность и стал передавать потомкам свой опыт во все больших и больших масштабах. История прогресса – история концентрации энергии…
Но вернемся к гелиотехнике. Коэффициент полезного действия солнечных преобразователей невелик, от пяти до двадцати процентов. Поэтому капитальные затраты на их сооружение оказываются в четыре – шесть раз больше, чем на геотермические электростанции, в двадцать – сто раз, чем на добычу такого же количества энергии из скважин Северного моря, где условия чуть ли не самые сложные среди всех морских нефтепромыслов. Это на Земле. А ведь существуют безумно смелые проекты орбитальных гелиоэлектростанций, пересылающих энергию на Землю по радиоканалу. Поскольку бумага терпит любые выкладки, предлагается собрать на орбите энергоустановку мощностью восемь тысяч мегаватт (в земных условиях нет еще ни одной электростанции такой мощности) и шесть тысяч направить к приемной антенне – семикилометрового диаметра сооружению в одной из многочисленных земных пустынь. В космосе же – сорок пять квадратных километров солнечных элементов, двенадцать тысяч тонн металлоконструкций, восемьсот тысяч радиопередатчиков, антенна в километр диаметром, – все грандиозно, все на грани реальности и фантазии. Технически (если отвлечься от расходов) можно смонтировать в космосе такую сверхсложную установку. Ее сторонники считают, что лет через двадцать пять она станет приобретать черты реальности. Что ж, не будем уподобляться тем авторитетам, которые категорически утверждали, что создать летательный аппарат тяжелее воздуха невозможно. Поживем – увидим.
