Но так же как кофейня – отражение города, так и сам город – отражение Всемирной паутины. Интернет позволяет нам всем превратиться в гигантский коллективный мегаинтеллект. И этот мегаинтеллект продолжает увеличивать свою мощь по мере того, как всё новые пользователи выходят в интернет. Подумайте на мгновение вот о чем: к 2020 году почти три миллиарда людей добавится к интернет-сообществу.[492] Три миллиарда новых носителей разума присоединятся ко всемирному мозгу. Мир получит доступ к когнитивным способностям, мудрости, изобретательности, творческому потенциалу и опыту, которыми они располагают и которые до последнего времени были вне пределов досягаемости остальных жителей Земли.
Преимущества этого подключения неизмеримы. Никогда прежде в истории мировой рынок не охватывал такое количество потребителей и не предоставлял доступ к такому количеству производителей. Возможности для совместного мышления также растут по экспоненте, и, учитывая, что прогресс обладает накопительными свойствами, число появляющихся в итоге инноваций также будет расти по экспоненте. Впервые в истории восходящий миллиард получит примечательную возможность сформулировать, разработать и применить свои собственные решения по достижению изобилия. А благодаря интернету эти решения не будут ограничиваться пределами развивающихся стран.
Возможно, самое важное – это то, что развивающиеся страны – идеальный инкубатор для ключевых технологий устойчивого роста. Говорит Стюарт Харт:[493]
В самом деле, новые технологии, включая возобновляемую энергию, распределенную энергетику, биоматериалы, очистку воды в точке потребления, беспроводные информационные технологии, экологически устойчивое сельское хозяйство, нанотехнологии, – все они могут помочь в решении проблем окружающей среды сверху и до самого основания экономической пирамиды.
Однако экологически ответственные технологии часто имеют «подрывной» характер (в том смысле, что они угрожают лидерам существующих отраслей рынка). Поэтому именно основание пирамиды может стать наиболее подходящим социально-экономическим сегментом, на котором и стóит сосредоточить усилия первичного товарного насыщения. Если бы подобная стратегия была повсеместно принята, экономика развивающихся стран стала бы площадкой для развития завтрашних экологически безопасных отраслей промышленности и компаний, а их экономические и экологические преимущества постепенно проникали бы и на богатую верхушку пирамиды.
Таким образом, этот приток новых умов восходящего миллиарда может обернуться спасением всей планеты. Пожалуйста, пожалуйста, пусть же начнется этот процесс спасения утопающих руками самих утопающих.
Дематериализация и демонетизация
Давайте вернемся туда, откуда мы начинали: к концепции «Одной живой планеты». Джей Уизерспун, как мы помним, объяснил нам, что, если бы все на Земле хотели жить как жители Северной Америки, нам понадобились бы ресурсы пяти таких планет, как наша. Но разве это до сих пор соответствует действительности? Билл Джой, один из основателей
Сегодня мы просто зациклены на том, чтобы иметь как можно больше всего: тысячи друзей, виллы, машины и все такое прочее. Но мы также видим нарастающую волну дематериализации: например, смартфон дематериализует фотоаппарат. Фотоаппарат просто исчезает.
Только подумайте обо всех потребительских товарах и сервисах, которые нам сейчас доступны с помощью заурядного смартфона: фотоаппаратах, радиоприемниках, телевизорах, веб-браузерах, студиях звукозаписи и видеомонтажа, кинотеатрах,
Десять лет назад большинство этих товаров и услуг были доступны только в экономически развитых странах; теперь же практически любой человек на Земле может ими воспользоваться. Сколько именно товаров и сервисов? Летом 2011 года в
Более того, все эти ныне дематериализованные товары и услуги раньше требовали огромных затрат на производство, физической системы дистрибуции и высококвалифицированного персонала, который следил за тем, чтобы все работало без сбоев. Ни один из этих элементов больше не нужен. И список того, что становится ненужным, продолжает расти. Когда вы вспомните о том, что вскоре робототехника и искусственный интеллект сделают ненужными и другие вещи, которыми вы владеете, например автомобили (вместо этого вы сможете в любой момент вызвать машину-робота, деля ее с другими людьми), потенциал устойчиво растущего уровня жизни становится все более очевидным. Билл Джой продолжает:
Раньше толстые люди считались здоровыми и богатыми, но сейчас это уже не так. Сегодня мы думаем, что обладание множеством хороших вещей – признак здоровья и богатства, но что, если это не так? Что, если быть здоровым и богатым означает, что тебе не нужны все эти вещи, потому что вместо них ты можешь пользоваться простыми устройствами – недорогими в обслуживании и способными выполнить все, что тебе нужно?
Более того, большую часть ХХ века люди вытягивали себя из бедности, получая профессии, которые так или иначе зависели от тех же самых природных ресурсов, но важнейшие товары сегодняшнего дня не представляют собой физических объектов – это просто идеи. Экономисты используют в таких случаях термины «конкурентные продукты» (
Представьте себе строящийся дом. Земля, на которой он стоит, капитал (вложенный в строительные материалы) и человеческий капитал (труд плотника) – все это конкурентные продукты. С их помощью можно построить дом на этом участке, но нельзя одновременно построить здесь же и за то же время несколько домов. А теперь сравните это с теоремой Пифагора, которую плотник постоянно использует, чтобы построить треугольник с отношением сторон три, четыре и пять. Это идея, неконкурентный продукт: все плотники мира могут совершенно свободно использовать ее в одно и то же время.
Сегодня самой востребованной профессией становится
Био- и нанотехнологии создают продукты и услуги на молекулярном уровне и поэтому потенциально способны полностью обойтись без отходов и загрязнений. Биомимикрия (бионика) имитирует при создании продуктов и услуг природные процессы, что позволяет обойтись без примитивного потребления огромных запасов сырья. Беспроводные информационные технологии и возобновляемая энергия по природе своей дистрибутивны, то есть их можно применять в самых отдаленных и маленьких пунктах, устраняя необходимость в централизованной инфраструктуре и высоковольтных линиях, которые наносят вред окружающей среде. Поэтому подобные технологии потенциально способны удовлетворить нужды бедного сельского населения (которое на сегодняшний день в основном игнорируется международным бизнесом), причем сделать это способом, существенно менее вредным для окружающей среды.
Параллельно с дематериализацией идет и демонетизация (уменьшение стоимости) – процесс, который хорошо иллюстрирует история дронов Криса Андерсона. За последнее десятилетие демонетизация последовательно преобразует рынки по всему миру. Демонетизированные транзакции через
В пятой части мы продолжим подниматься по пирамиде, а затем, в шестой, вернемся к одной из фундаментальных мыслей: описываемые нами трансформации вовсе не гарантированы. Чтобы они произошли, нужно увеличить темпы инноваций, усилить всемирное сотрудничество и – что, вероятно, важнее всего – расширить наши представления о возможном. Но первым делом нашему миру изобилия понадобится огромное количество энергии, так что давайте обсудим, как нам насытить ею нашу планету в ближайшие десятилетия.
Часть пятая
Вершина пирамиды
Глава 13
Энергия
Энергетическая нищета
Археологи расходятся во мнениях по поводу того, когда человечество впервые приручило огонь.[500] Некоторые считают, что это случилось лишь 125 тысяч лет назад, другие указывают на свидетельства, которым 790 тысяч лет. В любом случае, как только наши предки выяснили, что получается, если долго тереть одну палку о другую, они больше никогда не возвращались в прошлое. Огонь предоставил им надежный источник тепла и света, и это навсегда изменило нашу историю. К сожалению, примерно для одного из трех жителей Земли за последние 100 тысяч лет мало что изменилось.
Организация Объединенных Наций подсчитала, что в наше время полтора миллиарда человек живут без электричества,[501] а три миллиарда до сих пор зависят от примитивных видов топлива, таких как дерево или уголь,[502] для того чтобы приготовить пищу и обогреть жилище. В субэкваториальной Африке эти цифры еще выше[503]: более 70 % населения там не имеют доступа к электричеству. Эта проблема порождает целый набор последствий. Энергия – возможно, самая важная из ключевых составляющих изобилия. Будь у нас достаточное количество энергии, мы могли бы решить проблему дефицита воды, а это, в свою очередь, помогло бы разобраться с большинством имеющихся в настоящее время проблем с глобальным здравоохранением. Энергия обеспечивает освещение, благодаря которому становится возможным образование, а это, в свою очередь, уменьшает бедность. Эта взаимозависимость настолько ярко выражена, что Программа развития ООН предупредила:[504] ни одна из Целей развития тысячелетия, направленных на сокращение бедности на 50 %, не может быть достигнута, если не произойдут существенные улучшения в области энергетики развивающихся стран.
Кенийская аспирантка Мерси Ньима хорошо знает, что 85 % ее страны все еще находится в тисках энергетической нищеты.[505] Мерси провела лето 2010 года в Университете сингулярности, где обрисовала мне картину сложных проблем, которые наблюдала в юности:
Представьте себе, что вам приходится готовить, используя в качестве топлива низкосортную древесину, навоз или отходы урожая и при этом подвергаясь вредному воздействию смертельно опасного токсичного дыма, выделяемого этим топливом. Представьте, что вы серьезно больны, но вас не принимают в больницу, потому что в ней нет электричества, и поэтому они не могут предложить вам даже самого простого лечения. Представьте, что вашим друзьям угрожает эпидемия смертельно опасного заболевания, но вакцины нет, потому что нет холодильников. Представьте себе, что вы или ваша подруга беременны; ночью у вас начинаются схватки, но у вас нет ни света, ни обезболивающих препаратов и нет никакого способа спасти вашу жизнь или жизнь вашего ребенка в случае осложнений.
Мерси причисляет себя к новому африканскому «поколению гепардов» (
Представьте женщин и детей, которые каждый день проводят по несколько часов в поисках всё более скудного топлива. Они подвергаются риску нападения диких животных, а иногда и изнасилования. А как только они начинают жечь биомассу, выделяется едкий дым, который вызывает серьезные болезни легких и превращает кухни в смертельные ловушки. Дети и их матери живут в состоянии постоянного удушья. Загрязнение воздуха в домах приводит к респираторным заболеваниям, к пневмонии, бронхиту и раку легких. Женщины и дети, проводящие длительное время в течение каждого дня вокруг традиционных очагов, вдыхают эквивалент двух пачек сигарет в день. От вдыхания вредного дыма в Африке умирает больше людей, чем от малярии.
Кроме того, поскольку дети вместо школы должны помогать собирать топливо, наносится серьезный урон их образованию. Вечером возникает новая проблема: им надо делать уроки, но у них нет света. Тут мог бы помочь керосин, но он дорогой и пожароопасный. К тому же, говорит Мерси, учителя не хотят работать в общинах, где нет света и не хватает оборудования. Впрочем, последствия энергетической нищеты выходят за рамки домов и школ:
Нехватка энергии, помимо всего прочего, означает, что вам сложно открыть даже самое простое предприятие. Этот дефицит влияет на каждый аспект жизни в Кении, и похожая ситуация наблюдается по всему континенту. Это жестокая реальность для большинства африканцев, которые живут в энергетической нищете.
Однако все это можно изменить, утверждает Эмем Эндрюс.[506] Когда-то она была старшим программным менеджером в компании
Африка может стать энергетически независимой. Одна только Нигерия располагает такими запасами нефти, что ее хватит на весь континент. Однако самый главный источник энергии – это солнце. Причем это источник децентрализованный, абсолютно демократичный и доступный для всех. Африка находится в широтах с очень высокой инсоляцией, солнечный свет сюда поступает в изобилии и бесплатно, и у нас достаточно пустынь, которые никак не используются. У нас просто нет технологий, чтобы освоить эту энергию.
По данным Транссредиземноморского сотрудничества в области возобновляемой энергии (
Светлое будущее
Как и многие другие предприниматели, пережившие крах доткомов, Эндрю Биб успел уйти вовремя.[511] В 2002 году он продал свою интернет-компанию
Солнечный рынок – это просто кейс из базового учебника экономики. Производство и установка солнечного оборудования растут в течение последнего десятилетия на 45–50 % в год. Это просто невероятно, учитывая, что рост в других областях энергетики составляет всего 1 % в год. В 2002 году, когда я только начинал работать в этой индустрии, продавалось примерно 10 мегаватт общей мощности в год. В этом году общее количество, скорее всего, составит 18 гигаватт. То есть мы видим увеличение почти в 2000 раз менее чем за десять лет. В то же время стоимость солнечной энергии стремительно падает. Четыре года назад, когда я покупал солнечные панели для
И предела пока не видно. Данные за последние тридцать лет показывают, что при каждом кумулятивном удвоении мирового производства фотоэлектрических элементов их стоимость падает на 20 %. Это еще одна из экспоненциальных кривых «стоимость/производительность», так называемый закон Суонсона[512] (в честь Дика Суонсона, одного из основателей корпорации
Дорогой кристаллический кремний был самой затратной частью панели, и мы последовательно делаем кремниевые пластины тоньше и тоньше. Сегодня на генерацию одного ватта энергии мы используем половину того количества кремния, которое использовали всего пять лет назад.
Снижение цен на кремниевые пластины еще в десять раз считает своей миссией компания
Такого рода изобретения не должны удивлять. Потенциальный рынок солнечной энергии и ее потенциальные выгоды для человечества так огромны, что снижение стоимости оборудования, упрощение его установки и увеличение глобального производства – это цель сотен, если не тысяч предпринимателей, больших корпораций и университетских лабораторий. В Соединенных Штатах количество патентов в области альтернативной энергетики достигло рекордной отметки в 379 за первую четверть 2010 года,[514] а количество патентов в области солнечной энергетики выросло почти втрое с середины 2008-го до начала 2010-го.
И с тех пор темп открытий только продолжает нарастать. Ученые в
Да нужны ли вообще эти панели на крышах? В мэрилендской компании
Все эти инновации, однако, вскоре могут быть сметены более революционными открытиями. Стивен Рэнд, физик из Мичиганского университета,[518] недавно обнаружил, что свет, проходя с определенной интенсивностью через диэлектрик – например, стекло, – способен порождать магнитные поля в 100 миллионов раз сильнее, чем считалось раньше.
«Вы можете весь день смотреть на уравнения движения – и все равно не видеть этой возможности, – говорит Рэнд. – Нас всех учили, что так не бывает». Но в его экспериментах поля достаточно сильны, чтобы можно было извлекать энергию. Результатом могут стать солнечные батареи без полупроводников, что снизит их стоимость во много раз.
Биб, однако, не думает, что обязательно требуются радикальные прорывы такого рода. «Я доволен этим плавным подъемом, который мы сейчас переживаем, – говорит он. – Италия и США достигнут сетевого паритета[519] через два года и пять лет соответственно. В сегодняшней Калифорнии домовладелец с хорошей кредитной историей может установить у себя солнечное оборудование бесплатно и при этом заплатить за первый месяц его использования меньше, чем он платил в предыдущем месяце, когда был подключен к энергосети. Конечно, это работает из-за 30 %-ного калифорнийского налогового вычета,[520] но, как только цены на солнечную энергию упадут еще на 30 % – чего мы ожидаем в ближайшие четыре года, – нам больше не нужен будет налоговый вычет. Как только солнечная энергия достигнет сетевого паритета без всяких субсидий, произойдет настоящий бум. Когда вы летите над Лос-Анджелесом, вы видите под собой мили и мили плоских крыш. Почему бы не установить на них на всех солнечные батареи? Рано или поздно, после достижения сетевого паритета, все эти крыши покроются ими».
Сделать солнечную энергию достаточно дешевой, чтобы в самом деле покрыть солнечными батареями все крыши в стране и успешно конкурировать с углем, – цель министра энергетики США Стивена Чу[521], провозглашенная в 2011 году в рамках инициативы
Но не будем концентрироваться на одной только солнечной энергии – ведь стоимость энергии ветра тоже приближается к сетевому паритету.[523] По данным отчета форума
Однако, несмотря на все эти большие достижения, требуются и другие формы энергетических инноваций. Солнечная энергия и энергия ветра – перспективные источники электричества, но оно покрывает только 40 % всех энергетических потребностей Америки. Остальные 60 % – это потребности транспорта (29 %) и обогрев и вентиляция домов и офисов (31 %). Топливо, которое использует транспорт, – это на 95 % нефтепродукты, в то время как топливо для наших зданий – это и нефть, и природный газ. Чтобы прекратить зависимость от углеводородов, нам нужно чем-то заместить эти 60 %. По-видимому, будет непросто. «Нефть и газ – богатые и солидные индустрии, – говорит Биб, – и вопрос заключается в следующем: как нам это изменить? Эти индустрии не собираются сдавать свои позиции, и у них достаточно денег, чтобы удерживать их еще длительное время».
На помощь приходит искусственная жизнь
А что, если изменения возникнут внутри этих гигантских углеводородных крепостей? В 2010 году Эмиль Джейкобс, вице-президент по исследованиям и развитию корпорации
Министерство энергетики США считает, что водоросли могут производить в тридцать раз больше энергии на один акр,[527] чем более традиционные виды биотоплива. Более того, поскольку ряской зарастает практически любой стоячий водоем, она сейчас тестируется на нескольких крупных электростанциях в качестве поглотителя углекислого газа.[528] Дымовые трубы выведены в водоемы, и водоросли поглощают COЭто замечательная технология, но, чтобы скорее воплотить ее в реальность,
Для изучения методов выращивания водорослей и технологий извлечения нефти
Мы проходим через еще одну дверь – и оказываемся внутри главного помещения размером с футбольное поле, в котором практически ничего нет, если не считать полудюжины чанов с водорослями и большого плаката «Жизнь клетки» на стене. Ресслер показывает на плакат. «Не знаю, насколько хорошо вы помните школьную программу по биологии, но фотосинтез – это способ, с помощью которого растения превращают энергию света в химическую энергию. В течение дня растения используют солнечный свет, чтобы расщепить воду на водород и кислород, потом соединяют все это с углекислым газом, и в результате получается углеводородное топливо, которое мы называем „бионефть“: обычно растения используют его ночью для восстановления. Наша цель – научиться надежно и в больших количествах производить эту бионефть».
Вентер, тоже присоединившийся к экскурсии, вмешивается в разговор: «Пол слишком скромен. На самом деле он нашел способ заставить клетки водорослей добровольно выделять накопленные ими липиды, превращая эти клетки в микрофабрики». Ресслер подхватывает объяснение: «Теоретически, как только процесс будет отлажен, мы сможем сделать его непрерывным и потом просто „собирать урожай“ бионефти. Клетки будут постоянно ее производить. Нам не нужно будет собирать сами клетки – достаточно просто собрать бионефть, которую они будут выделять».
Это весьма эффективная технология. «Если сравнить с более традиционными видами биотоплива, – говорит Вентер, – то кукуруза дает 18 галлонов с акра в год (около 170,3 литров с гектара), а пальмовое масло – 625 галлонов (ок. 5915 л/га). А эти модифицированные водоросли, как мы планируем, дадут 10 000 галлонов с акра в год (ок. 94 635 л/га). И мы хотим наладить непрерывное производство на площади в две квадратные мили».
Давайте посчитаем: две квадратные мили – это 1280 акров. 10 000 галлонов умножить на 1280 – это 12,8 млн галлонов, то есть 48,45 млн л топлива в год. С учетом сегодняшнего среднего расхода топлива в США (25 миль на галлон, то есть примерно 10,58 км/л)[531] и среднего годового пробега (12 000 миль, то есть примерно 19 200 км) выходит, что две квадратных мили водорослевой фермы будут производить достаточно топлива, чтобы хватило примерно на 26 тысяч автомобилей. А какая площадь требуется, чтобы заправить все автомобили Америки? Сейчас в США примерно 250 миллионов автомобилей – значит, необходимо 18 750 квадратных миль, то есть примерно 0,49 % континентальной территории США (или 17 % территории штата Невада). Совсем не плохо. И представьте себе, что произойдет, когда наши машины смогут проезжать 40 км на один литр топлива, а всё больше водителей будут пересаживаться в электрические автомобили.
Даже если
Очевидно, что интерес к дешевым видам топлива с нейтральным уровнем эмиссии углерода сейчас беспрецедентно высок, но не все проблемы еще решены. Ни одна из вышеупомянутых компаний (как и ни один из их не упомянутых здесь конкурентов) пока не придумала, как сделать эти технологии повсеместными. Чтобы действительно удовлетворить наши потребности, говорит Стивен Чу,[539] производство биотоплива должно увеличиться в миллион – а возможно, даже в десять миллионов раз. С другой стороны, он напоминает, что такие же ученые, как те, что работают сегодня над биотопливом, смогли наладить массовое промышленное производство лекарств от малярии. «Так что вероятность имеется, – говорит он, – а учитывая профессиональный уровень ученых, принимающих участие в решении проблемы, то я бы хотел верить, что даже высокая вероятность».
Но Министерство энергетики не рассчитывает только на биотопливо в решении проблемы энергетического изобилия. Его также весьма интересует возможность «хакнуть фотосинтез». Инициатива
Мы разрабатываем искусственный процесс фотосинтеза. Под искусственным я имею в виду то, что во всей системе нет ни одного живого или органического компонента. Мы, по сути дела, превращаем солнечный свет, воду и CO2 в топливо, которое можно хранить и транспортировать, – мы называем его «солнечное топливо» – и делаем это для того, чтобы удовлетворить 2/3 наших потребностей в энергии, которые не может покрыть обычная фотоэлектрическая энергетика.
Этим солнечным топливом можно будет не только заправлять наши автомобили и согревать наши дома. Этуотер верит, что сможет увеличить эффективность фотосинтеза в десять, а возможно, и в тысячу раз – и это означает, что солнечные виды топлива полностью заменят ископаемые виды. «Мы приближаемся к критическому переломному моменту, – говорит он. – Есть большая вероятность того, что через тридцать лет мы будем спрашивать себя: „Боже мой, зачем мы вообще когда-то сжигали углеводороды, чтобы добыть тепло и энергию?“»
Священный Грааль хранения
Мы так сильно зависим от углеводородов не только из-за их удельной энергоемкости и доступности, но и еще по одной важной причине: их легко хранить. Уголь мы храним просто кучей, нефть – в различных резервуарах. Но солнечная энергия существует, только пока светит солнце, а энергия ветра – только пока дует ветер. Эти ограничения остаются самым главным препятствием к широкому распространению технологий возобновляемой энергии. Пока солнце и ветер не будут надежно, круглосуточно и бесперебойно поставлять энергию,[542] ни солнце, ни ветер не займут сколько-нибудь значительную часть в нашей энергетике. Несколько десятилетий назад Бакминстер Фуллер предложил идею глобальной энергосистемы,[543] которая смогла бы передавать энергию, полученную на солнечной стороне планеты, на ее ночную сторону. Но большинство специалистов связывают свои надежды с созданием большого числа местных хранилищ на уровне локальных сетей, способных «уплотнять» или «смещать по времени» энергию – то есть накапливать ее в течение дня и раздавать ночью. Именно эта идея и стала священным Граалем движения за экологически чистую энергию.
По большому счету, не важно, насколько упадет цена на солнечную энергию, пока мы не найдем способ ее хранить, а последнее пока еще ни разу не удавалось в больших масштабах. Для таких хранилищ необходимы колоссальные аккумуляторные батареи, и сегодняшние литий-ионные батареи категорически не подходят для этой задачи.[544] Их емкость необходимо увеличить в 10–20 раз, и – если мы действительно хотим сделать эти устройства масштабируемыми – их нужно делать из материалов, которые встречаются на Земле в изобилии. Иначе мы просто поменяем экономику, полностью зависящую от углеводородов, на экономику, зависящую от лития.
К счастью, в этой области уже наблюдается прогресс. За последнее время рынок хранилищ с накопителями энергии был усовершенствован в достаточной степени, чтобы им заинтересовались венчурные капиталисты. Лидирует здесь инвестиционная компания
Зимой 2011 года я связался с Биллом Джоем, который раньше работал в
Второе вложение
Я думаю, что, используя эти технологии, мы сможем хранить и поставлять киловатт-час за один цент. Так что я могу пропустить неравномерный поток энергии ветра через мою систему
Профессор Массачусетского технологического института Дональд Садоуэй,[549] один из главных мировых авторитетов в области химии твердого тела, также смотрит на будущее хранилищ с накопителями оптимистично. При поддержке Агентства передовых исследований в области энергетики (
сегодняшние рабочие прототипы
Бытовое устройство такого рода будет стоить около 7500 долларов. Если учесть, что оно будет работать в течение пятнадцати лет, и добавить стоимость установки, то домашний
Однако главная прелесть этих систем заключается в их потенциальной масштабируемости.
Конечно, если мы действительно решим проблему хранения и сделаем повсеместной солнечную энергию и энергию ветра, встанет вопрос: что же нам делать со всеми этими грязными угольными электростанциями? На этот счет у Билла Джоя тоже есть идеи:
Сложно поверить, что энергетические компании откажутся от полностью амортизированных активов, которые каждый день генерируют прибыль. Что нам нужно – так это поменять модель и превратить угольные электростанции в предприятия аварийного резерва. Мы можем применять на 100 % возобновляемую энергию, а тепловые электростанции запускать только в тех случаях, когда прогноз погоды обещает нам большие проблемы. Мы просто будем оплачивать их содержание в рабочем состоянии и время от времени запускать – как мы в случае нужды запускаем аварийный генератор.
Натан Мирвольд и Четвертое поколение
Натан Мирвольд любит решать сложные задачи[551] – возможно, больше, чем что-либо другое на свете. Он поступил в колледж, когда ему было четырнадцать, а окончил Принстонский университет – с тремя степенями магистра и степенью доктора философии – в двадцать три. После этого провел год со Стивеном Хокингом, изучая космологию, после чего стал знаменитым палеонтологом, завоевал несколько наград на фотоконкурсах и стал шеф-поваром высокой кухни – и все это в свободное от работы время. Работал же Мирвольд главным технологом
Мирвольд не ошибается. Земная цивилизация в настоящий момент потребляет 16 тераватт-часов энергии[553] – в основном получая ее из углеводородных источников. Если мы серьезно настроены на борьбу с энергетической нищетой и на повышение глобальных стандартов жизни, то мы должны в три – а возможно, и в четыре – раза увеличить этот объем в ближайшие двадцать пять лет. Но если мы при этом хотим также стабилизировать количество CO2 в атмосфере и остановить его на уровне 450 частиц на миллион[554] (это считается количеством, при превышении которого могут произойти катастрофические необратимые изменения климата), нам нужно сделать так, чтобы 13 из этих 16 тераватт-часов были «чистыми». Иными словами: каждый год мы, люди, выбрасываем в атмосферу почти 26 миллиардов тонн CO2, то есть около 3,7 т на каждого человека на планете.[555] У нас есть чуть больше двух десятилетий, чтобы сократить это число практически до нуля и в то же время увеличить производство глобальной энергии,[556] чтобы удовлетворить потребности «восходящего миллиарда».
Многие считают, что солнечная энергия станет повсеместно доступной и появятся способы ее хранить,[557] так что с помощью Солнца мы сможем удовлетворять свои потребности в возобновляемой энергии. Но есть и другие, включая Мирвольда, которые уверены, что нам нужно прибегнуть к другому источнику – атомной энергетике. На самом деле это мнение никогда еще не было так популярно.
Его разделяла и администрация Джорджа Буша-младшего,[558] и администрация Обамы.[559] В пользу атомной энергетики высказываются такие серьезные экологи, как[560] Стюарт Бранд, Джеймс Лавлок и Билл Маккиббен. Это мощное лоббирование в пользу вида энергии, который раньше так же страстно отвергали, озадачивает людей – но в основном потому, что они основывают свое мнение на фактах сорокалетней давности. Говорит Том Блис,[561] автор книги «Рецепт для планеты: безболезненное излечение наших кризисов в энергетике и экологии» (
Большинство противников атомной энергетики вспоминают об аварии на АЭС Три-Майл-Айленд в 1970-х годах, после чего развитие этой индустрии в США было заморожено. Но исследования не прекратились – прекращено было лишь новое строительство. Мы на два поколения ушли от тех ранних технологий – и они с тех пор претерпели гигантские изменения.
Ученые классифицируют атомную энергетику по поколениям реакторов. Реакторы I поколения были построены в пятидесятые-шестидесятые годы;[562] ко II поколению относятся все реакторы, работающие в США сегодня. Реакторы поколения III значительно дешевле и безопаснее, чем предшественники, но наиболее мощной поддержкой пользуются технологии IV поколения. Причина понятна – эти технологии были специально разработаны, чтобы решить все проблемы, которые долгое время ассоциировались с атомной энергетикой: безопасность, стоимость, эффективность, радиоактивные отходы, дефицит урана и даже угроза терроризма, – не создавая при этом новых проблем.
Существуют два основных варианта реакторов IV поколения. Первый – это реакторы на быстрых нейтронах, имеющие более высокую температуру активной зоны,[563] поскольку нейтроны там движутся быстрее, чем в традиционных реакторах на тепловых нейтронах. Второй вариант – это жидкосолевые реакторы.[564] И те, и другие могут использовать уран-238 и торий, которого на Земле в четыре раза больше, чем урана, и который не оставляет долгосрочных радиоактивных отходов.
Общее правило технологий IV поколения[565] – они «пассивно безопасны», то есть в случае нештатной ситуации способны остановить процесс самостоятельно, без участия человека. Большинство быстрых реакторов, например, используют в качестве теплоносителя расплавленный металл. Когда расплав перегревается, он расширяется, плотность расплава падает и реакция замедляется. По словам ядерного физика из Аргоннской национальной лаборатории Джорджа Стэнфорда, активная зона реактора IV поколения не может расплавиться:[566]
Мы это точно знаем, потому что во время публичных демонстраций Аргоннская лаборатория в точности воссоздала условия, которые привели к авариям на Три-Майл-Айленд и в Чернобыле, – и ничего не случилось.
Но больше всего энтузиазма у многих вызывают так называемые «реакторы у вас во дворе».[567] Эти небольшие модульные ядерные реакторы замкнутого цикла, которые производятся фабричным способом (что делает их дешевле). Они полностью запечатаны и разработаны с таким расчетом, чтобы служить в течение десятилетий без технического обслуживания. Несколько знакомых лиц – такие компании, как
Пригласив в качестве соинвесторов Билла Гейтса и венчурного капиталиста Винода Хослу, Мирвольд основал
Конечно, для удовлетворения энергетического голода третьего мира потребуются десятки тысяч таких мини-электростанций. Мирвольд осознает масштаб проблемы, но замечает:
Если мы собираемся достигнуть нашей цели – энергетического изобилия, то самый большой прирост понадобится в таких регионах, как Африка или Индия. Именно потому мы и разрабатываем эти реакторы – безопасные, легкие в управлении и легко тиражируемые. Мы просто обязаны сделать так, чтобы они были пригодны к использованию для развивающихся стран.
Важны и преимущества для окружающей среды, которые сулит эта технология:
Мы можем обеспечивать мир энергией в течение следующей тысячи лет, просто сжигая обедненный уран и отработанные топливные стержни, которые мы сегодня храним штабелями.
Когда же мы сможем увидеть первый такой реактор? Мирвольд хочет, чтобы демонстрационная версия заработала уже в 2020 году. Если это план осуществится, то
Идеальная энергия
Найти источник энергии – только часть проблемы; не менее важно то, как мы доставляем энергию. Представьте себе «умную» сеть линий электропередач, переключателей и сенсоров,[569] способных мониторить и контролировать энергию до уровня каждой лампочки. Это мечта сегодняшних инженеров-энергетиков. В настоящее время существует только одна по-настоящему повсеместная «умная» сеть – это интернет, и поэтому Боб Меткаф[570] постоянно сравнивает современные электрические «тупые» сети с первыми днями телефонной связи.
Меткаф, основатель
В самом начале все было устроено вертикально. Компьютеризацией занималась
Сегодня мы наблюдаем подобную балканизацию[571] в энергетике, но Меткаф убежден, что эти барьеры в производстве, дистрибуции, индексировании, контроле, хранении и потреблении вскоре полностью исчезнут:
Когда трафик в
Какие же свойства должны быть у подобной «умной» сети? Меткаф рисует картину распределенной сетчатой схемы, чем-то похожей на сотовую, которая сделает возможным обмен энергией между огромным количеством производителей и потребителей через местные и региональные сети:
Любой сможет поставить энергию или забрать ее, так же просто, как компьютеры, телефоны или модемы подключаются в наши дни к интернету.
Возможно, самое важное из предсказываемых Меткафом изменений – это появление возможности хранения огромных запасов энергии: