В недавней статье «Конец нефтяной
эпохи» в «Вестях-2» Песах Амнуэль рассказал о последних успехах в построении
устройств по получению водорода из воды под действием солнечного света
(ступенчатая фотодиссоциация). Исследования эти ведутся в двух основных
направлениях: создаётся из элементов клеток растений некоторый аналог механизма
фотосинтеза, и собираются цепочки катализаторов для многоступенчатой фотодиссоциации.
В обоих направлениях достигнуты в самое последнее время впечатляющие успехи.
Прогресс в этих исследованиях
сулит человечеству освобождение от тирании нефтедобытчиков, в основном
стран, осенённых милостью Аллаха: те количества, в которых нуждается нефтехимия,
столь мизерны, что их вполне обеспечат скажины цивилизованных стран. Ну
и естественно, что такой ожидаемый переворот в мировой энергетике окажет
исключительное воздействие на наше с вами положение: саудовским принцам
и иже с ними придется, после энергетической революции, вернуться к исконной
роли погонщиков ослов и верблюдов...
Читая статью мы, конечно, улыбались:
Амнуэль – астрофизик и писатель-фантаст, а оба эти вида деятельности соответствуют
либо проявлению чрезмерно черного пессимизма, либо, напротив, вселяют в
человека несколько восторженный оптимизм. В описываемом случае автор –
убежденный оптимист, поэтому он несколько преувеличивает как возможности
водородной энергетики, так и сроки ее практического осуществления. Но в
целом его надежды нельзя назвать полностью нереалистичными.
Поэтому нас весьма удивила статья
профессора В. Ратнера и журналиста Л. Вершинина «Конец еще не виден» (далее
именуемая для краткости «Конец …») в тех же «Вестях-2», но от 14.10.2004,
довольно резко критикующая «Конец нефтяной эпохи» Амнуэля. И удивила прежде
всего своими арифметическими выкладками: по-видимому, оба автора (Р. и
В.), случайно спутав цифры из некоего справочника, не удосужились затем
их обдумать или проверить – и легкая ошибка полностью исказила все последующие
рассуждения. К примеру, уже в первой приведенной цифре авторы «Конца ...»
ошибаются в 20 раз: энергетический эквивалент литра бензина – это не четыре
килограмма водорода, а всего 200 грамм. Резко преувеличены необходимые
размеры гипотетического «заправочного бака» автомобиля. Ведь на первых
парах можно ограничиться эквивалентом, скажем, 30 л. бензина, т.е.
6 кг жидкого водорода или примерно 100 литрами. Разумеется, жидкий водород
требует для своего хранения очень низкой температуры или весьма высокого
давления. В целом, использование водорода для автомобилей является научно-технической
проблемой, требующая преодоления заметных трудностей, главной из которых
однако является его получение в больших количествах и сравнительно дёшево.
Существенно, раз в 50, ошиблись
авторы «Конца ...» в оценке солнечной энергии: квадратный метр на экваторе
даёт за день эквивалент не 5, а как минимум 250 г. бензина.
Действительно, существует такая известная величина – солнечная постоянная.
Она показывает, сколько солнечной энергии падает на площадку, перпендикулярную
к направлению лучей и находящуюся на расстоянии орбиты Земли от Солнца.
Эта постоянная равна примерно 1.4 кВт на кв. метр, и отсюда следует, что
солнечная энергия, равная энергии сгорания 1 кг бензина (около 12 кВт-часов),
падает на перпендикулярную к лучам площадку в один квадратный метр за 8.5
часа. А вот у авторов этой статьи фигурирует почему-то цифра в 200 (!)
раз меньшая. Принимая, чтобы не возиться с усреднением по углам, учетом
альбедо и т.п., что до приемника на поверхности Земли доходит примерно
четверть потока, получаем как раз приведенную выше цифру 50. Так что эквивалент
одного барреля можно «собрать» с 0.08 га, а не с 50 га, как утверждается
в «Конце ...». Такие ошибки кардинально меняют основные выводы этой статьи.
В ряде публикаций отмечается,
для наглядности, что, скажем, крыша гаража площадью в 10 кв.м может обеспечить
водородом среднедневной рацион вашего автомобиля. Впечатляет? Именно поэтому,
заметим, П. Амнуэль в своих восторгах отнюдь не одинок.
Так, известнейшая поисковая система
интернета Google, измученная, по-видимому, бесчисленными запросами, формирует
ежедневный бюллетень (Alert!) о водородном топливе (Hydrogen fuel). Этой
теме посвещаются международные конференции (одна из них недавно прошла
в Санкт-Петербурге). Непрерывно появляются указания на статьи об использовании
водорода, в основном из подземных источников, в автомобилях. При этом предлагается
ряд решений тех сложностей, о которых упоминается в «Конце ...».
Заметим еще такой знаковый факт.
Финансист и филантроп Дж.Сорос известен своей интуицией и прозорливостью,
что и позволило ему сколотить состояние и приобрести репутацию, пусть полускандальную
и полузавистливую, крупнейшего мирового спекулянта. Так вот, недавно, на
фоне взрывного подъема цен на нефть, появились сообщения, что Сорос срочно
избавляется от всех своих нефтяных акций: то ли он уже не в своем уме,
то ли чует быстрое падение рынка... Такой факт говорит сам за себя.
Представляется, также, что рост цен
на нефть – почти в шесть раз за последние шесть лет! – явно не связан ни
со стремительным ростом её потребления, ни с устрашающим истощением её
запасов и носит политико-спекулятивный характер. Вообще, заметим, что предсказания
быстрого истощения нефтяных запасов - давнишнее хобби футурологов. Ещё
в 60-ые годы прошлого века знаменитый "Римский клуб" утверждал, что нефти
хватит лишь на 20 лет. Сорок лет спустя подобная оценка сулит истощение
уже в ближайшие 30-40 лет. Всё это говорит о малой надёжности оценок природных
ресурсов: так называемые «алармисты» (предупредители, так сказать) их обычно
сильно преуменьшают. Однако даже по их данным запасы угля, хотя и менее
удобного в использовании по сравнению с нефтью, способны обеспечить энергетические
нужды ещё на столетие (с учетом возможности подземной газификации – на
еще больший срок), если в применение к человечеству какие-либо прогнозы
на 50-100 лет вообще имеют смысл. Что касается ядерного топлива, именно
урана, то его запасов хватит на тысячелетия.
Заметим и следующее. Некогда принималось,
что вся нефть органического просхождения (переработанные останки живых
существ), что и вело к заключениям о скором исчерпании её запасов. Однако
с тех пор были, во-первых, вскрыты иные механизмы формирования углеводородов
в недрах Земли, а во-вторых, с помощью так называемой инфракрасной астрономии
показано, что множество довольно простых органических соединений должно
было возникнуть еще в том пылевом облаке, из которого затем образовалась
Земля, а следовательно изначально в ее недрах присутствовало. Затраты на
добычу углеводородов с больших глубин, конечно, заметно выше, чем мелкозалегающих,
но это все же лучше, чем полное истощение их ресурсов.
Обычно сильно преувеличивают угрозу
ядерной энергии окружающей среде, даже с учётом Чернобыльской аварии, вызванной
чудовищной халатностью и неграмотностью обслуживающего ее персонала. Компактые
и хорошо бетонированные реакторы вполне возможно защитить и от террористов,
будь то авиационные или обычные.
При этом ретрограды из «зеленых»
и антиглобалистов (они очень напоминают луддитов 19-го века в Англии, ломавших
станки) совершенно не хотят или не могут признать, что многочисленные реакторы
Франции или Японии работают весьма надежно. Заметим также, что существуют
и реакторы следующих поколений, и можно, в конце концов, стороить их, по
предложению А. Д. Сахарова, в определенных геологических структурах, так
что даже авария не вызовет существенного выхода радиации наружу.
Можно, однако, думать, что подъём
цен на нефть, если он ещё продолжится, повлияет через карман и на "зелёных",
которые вполне покраснеют и снимут своё противодействие ядерной энергетике,
реально способной обеспечить значительную, если не основную, долю потребностей
человечества.
Заметим также, что вклад человеческой
деятельности в "глобальное потепление" обычно сильно переоценивается. Иллюстрацией
этому является знаменитый "Киотский протокол", ограничивающий выброс производственных
вредных газов в атмосферу. Как показано недавно профессором Ниром Шавивом
(см. "Новости недели" (Семь дней), 27.03.2003 г., интервью с А. Красильщиковым),
глобальное потепление периодично и обусловлено в значительной мере вариациями
солнечной активности и движением солнечной системы в Галактике. Стоит также
заметить, что, например, озоновая дыра над Антарктикой была обнаружена
специалистами по оптике атмосферы еще в конце 60-ых, за пару десятилетий
до подъема в печати паники по её поводу и до столь массового введения в
быт фреонов. Так что в вопросе об изменении климата законен лишь один вывод:
не стоит кричать «Волки, волки!» – поживем, увидим.
Авторы «Конца ...» упоминают о
перспективах термоядерных реакций синтеза, не приводящих практически к
выходу радиации. Надежды на их промышленное использование связаны
с запланироанным строительством международной лаборатории, так называемого
Большого Токамака. Такое устройство было некогда предложено и спроектировано
академиками Арцымовичем и Сахаровым, но сооружалось до сих пор в уменьшенном,
модельном виде, для выяснения особенностей физики процессовю Однако после
окончания «холодной» войны и соревнования двух систем все ассигнования
на фундаментальные научные работы были резко сокращены (коллеги из-за рубежа
полушутливо упрекали: ну не могли вы начать перестройку на несколько лет
позже?). Так что надежды на возобновление финансирования подобного строительства
в действительности связаны лишь с реакцией на заоблачный рост цен на нефть.
Что же касается мелких в общеземном
масштабе, или, если можно так выразиться, альтернативных источников энергии,
именно ветровых, термальных, приливных, гидроэнергоресурсов, то все они
используются крайне недостаточно. Можно упомянуть о колоссальном по мощности
потоке воды между Исландией и Гренландией, которым речной сток в Северный
Ледовитый океан переливается в Атлантику и т.д. и т.п. В применение к Израилю
не следует забывать и о возможности (желательности) переброски вод Средиземного
моря в Мёртвое как об источнике огромной, по масштабам страны и региона,
энергии. Думаем, что такой, хоть и дорогостоящий, проект был бы полезнее
и дешевле, чем строительство "забора безопасности" и переброска поселенцев
из Газы. Ресурсы связанные с поступлением воды в Мёртвое море громадны
и ждут только ослабления давления нефтяного лобби.
Каков, по нашему мнению, общий
вывод? Не так уж страшен чёрт, как его малюют. Будущее и за новыми источниками
энергии, и за экономией её, в особенности жидкого топлива, путём, к примеру,
интенсификации использования общественного транспорта.
Возможно, прав Амнуэль, предвидящий
конец нефтяной эпохи. Нас убеждают многие его аргументы. Однако путь к
этому концу требует больших усилий: тут нужен новый международный «Манхеттенский
проект» по производству первой атомной бомбы, и такое же напряжение научно
- технических сил, как тогда, в далёкие 1940-45 г.г
С другой стороны, полезно иметь
в виду и то, что сам по себе экспорт нефти явно недостаточен для успешного
экономического развития её экспортёров. Для них импорт современных технологий
и товаров по разумным ценам не менее важен, чем развитым странам – дешёвая
нефть. Так что разумный компромисс неизбежен и сомнительно, чтобы он был
достигнут лишь в ущерб интересам США, Японии и им подобным. Однако, под
влиянием любителей джихада, возможно кратковременное помутнение разума
и понимания своих истинных интересов у ближневосточных производителей нефти.
И потому мы полностью согласны с окончательным выводом статьи Ратнера и
Вершинина «Конец еще не виден»: «на прогресс надейся, но держи порох сухим».
В самом широком понимании этих слов.
М. Я. Амусья и М. Е. Перельман, профессора физики, Иерусалим.