Ричард Роудс «Энергия. История человечества» - рецензия П. Можейко (часть 2 из 2)
НАЗВАНИЕ: Энергия. История человечества
АВТОР: Ричард Роудс
ОРИГИНАЛЬНОЕ НАЗВАНИЕ: Energy: A Human History
ISBN: 978-5-389-14345-6
ГОД ИЗДАНИЯ: 2020
ИЗДАТЕЛЬСТВО: «КоЛибри»
КОГДА МНОЙ ПРОЧИТАНО: Август 2022
ИСТОЧНИК: Оригинальная книга
НАЧАЛО РЕЦЕНЗИИ ТУТ:
https://telegra.ph/pavelmazheikabooksreview---282-1-iz-2-09-05
Надвигалась эпоха автомобилей. Ей Ричард Роудс открывает заключительную третью часть своей книги «Новые огни». В начале автомобильной эры выбор бензина, как основного топлива, был еще не очевиден.
«В 1896 г. по дорогам Соединенных Штатов ездили всего лишь около трехсот автомобилей, причем самых разнообразных, в том числе «Паровая повозка Филиона» (Philion Steam Car), «Бензиновая тележка Ламберта» (Lambert Gasoline Buggy), «Моторный фургон Готфрида Шлёмера» (Gottfried Schloemer Motor Wagon), «Эллис» (Ellis), «Дюрея» (Duryea), «Пионер» (Pioneer), «Блэк» (Black), «Электрик Перри Луиса» (Perry Louis Electric), «Колумбийская электрическая вагонетка» (Columbia Electric Runabout), «Квадроцикл Бальзара» (Balzar Quadricycle), «Шестиместная модель» (Six-Passenger) и «Дозадо» (Dos-a-Dos) компании «Делавернь» (De La Vergne), «Четырехместный паровой экипаж Хартли» (Hartley Steam Fourseater), «Автоцикл Бентон-Харбора» (Benton Harbor Autocycle), «Электрический трицикл Райкера» (Riker Electric Tricycle) и «Вагонетка Харта» (Hart Runabout). Как видно из названий, некоторые из них работали на электрической или паровой тяге. Другие, оснащенные двигателями внутреннего сгорания, использовали самые разные виды топлива – бытовой газ, бензин, спирт, керосин, ламповую горючую жидкость или их смеси. Какое топливо и какой тип двигателя станут преобладающими, еще не определили. Лидером по продажам в Соединенных Штатах в 1898 г. стал «Паровик Стэнли» (Stanley Steamer). Два года спустя, отмечает историк Руди Волти, «из 4192 автомобилей, произведенных в Соединенных Штатах в 1900 г., 1681 был паровым, 1575 – электрическими, и только 936 использовали двигатели внутреннего сгорания».
Коренной перелом произошел чуть позже с окончательным выбором бензина в роли автомобильного топлива (уход от возобновляемых ресурсов в транспорте):
«Замена лошади на автомобиль сделала фермеров беднее. «Используя энергию, получаемую из бензина, вместо лошадей, потреблявших вместо топлива зерно и сено, – писал в 1938 г. специалист по экономике сельского хозяйства, – мы лишили фермера рынка для культур, которыми были засеяны многие миллионы акров». Это был непредвиденный эффект, но фермеры потеряли важный источник дохода, а весь мир – возобновляемые ресурсы. Их сменило ископаемое топливо, а сколько его залегало в глубинах, к чему вело его использование – этого никто не знал. Однако все могло быть иначе. В 1906 г., когда федеральное правительство отменило старый налог времен Гражданской войны, не позволявший спирту конкурировать с керосином, спиртовое топливо вернулось на рынок и 30 лет, считая с начала XX в., боролось с бензином за роль автомобильного горючего».
Первая арабская нефть:
«В Бахрейне нефть нашли на более глубоком горизонте, на 2832 футах (ок. 863 м). Пытаясь обнаружить аналогичное месторождение, скважину № 2 решили углубить. К 11 мая 1936 г., пишет Стейнер, на глубине 2175 футов (ок. 663 м) «появились в высшей степени обнадеживающие признаки». 20 июня, после пяти дней испытаний, скважина давала по 335 баррелей в сутки. Решили провести кислотную обработку скважины: залить в нее соляную кислоту под низким давлением, чтобы растворение известняка раскрыло его поры. Эта операция была не такой опасной, как может показаться: известняк, растворяемый кислотой, нейтрализует ее. Кислотная обработка скважины № 2 дала результат. Добыча возросла до 3840 баррелей в сутки. Тут нефтяники столкнулись с той же проблемой, которая встала перед Эдвином Дрейком за 77 лет до этого, когда заработала его первая скважина: им не хватало тары для хранения нефти. Поэтому они завалили скважину. Она уже подтвердила то, на что надеялись и они, и саудовцы: в Аравии была нефть».
Газопроводы и развитие технологии сварки металла (с ростом потребностей в газе и нефти выросла и потребность в трубопроводах большого диаметра):
«После войны развитие судостроения застопорилось – Великая депрессия быстро затронула эту отрасль, – но сварочные технологии продолжали развиваться, и крупной областью их применения стало строительство трубопроводов. В 1925 г. компания Magnolia Petroleum из Галвестона, штат Техас, перестроила протекавший двухсотмильный (ок. 320 км) трубопровод для природного газа, используя трубы, соединенные внахлест ацетиленовой сваркой. Еще через пять лет развития техники – другие компании последовали примеру Magnolia – ацетиленовую сварку заменила электродуговая, что позволило отказаться от соединений внахлест, использовать меньше труб и сократить время, необходимое для сварки, вдвое. Кроме того, в усовершенствование трубопроводов внесли свой важный вклад легированные стали, а также более современные траншейные канавокопатели и газовые компрессоры. К 1931 г. строители трубопроводов уже проводили первый тысячемильный (ок. 1600 км) газопровод с Техасского выступа в Чикаго».
В середине ХХ века наступила эпоха полезных ископаемых:
«К 1950 г. самые крупные энергетические потребности Соединенных Штатов и, в разной степени, всех остальных развитых стран, удовлетворялись за счет трех основных видов ископаемого топлива – угля, нефти и природного газа. Доля добычи угля во всем мире уменьшалась, нефть близилась к господству, а природный газ только выходил на мировой рынок. Кроме того, в эти же годы, сразу после войны, за завесой секретности ждал своей очереди совершенно новый источник энергии, пока что применявшийся только в военных целях, – деление атомного ядра, первый потенциально крупный источник энергии, не происходящий, прямо или косвенно, от солнечного света».
Отдельного интереса заслуживает то, как формировались законы, относительно прав собственности на ископаемые ресурсы. В случае твердых ископаемых все просто: все, что под твоей частной землей – твое. А как быть с текучей нефтью и летучим природным газом? Особенность этих полезных ресурсов сформировало т.н. «правило захвата»: пока нефть под твоей землей, твое все то, что ты успеешь выкачать. Это привело к быстрому и бездумному разграблению природных ресурсов, пока выработка не начала регулироваться государством.
Наконец, приходит время и первых атомных электростанций. Использование ядерного топлива в первую очередь омрачено десятком крупных аварий, чего только стоит авария на Чернобыльской АЭС. Согласно Роудсу, главная проблема ядерной энергетики – это доверие граждан и экологическая безопасность.
Цифры об опасности АЭС:
«Исследование, опубликованное в 2007 г. в английском медицинском журнале Lancet, показало, что работа ядерных энергетических установок вызывает «около 0,019 случая смерти на производстве на ТВт·ч, в основном на этапах добычи руды, ее механической обработки и генерирования электроэнергии. В масштабах нормальной работы установок эта величина очень мала. Например, нормальный реактор того типа, который используется во Франции, производит 5,7 ТВт·ч электроэнергии в год. Следовательно, до первой смерти на производстве, связанной с такой электростанцией, проходит более десяти лет ее работы».
Энергетика, радикальные экологи и мальтузианство:
«Возникшие в 1960-х и 1970-х гг. ветви экологического движения, стремившиеся к маленькому миру, нулевому росту населения и «мягкой» энергетике, осознанно или неосознанно включали в свою аргументацию антигуманистическую идеологию неомальтузианцев. Эта идеология поддерживала – и даже определяла – их противоречивую позицию по ядерной энергетике. Дэвид Брауэр, влиятельный президент калифорнийского клуба «Сьерра», прямо заявлял о своем враждебном отношении к увеличению производства энергии. «Новые электростанции порождают новые промышленные предприятия, – сетовал он на совещании совета директоров «Сьерры» в 1966 г., – а они, в свою очередь, способствуют увеличению плотности населения. Если создание энергетических ресурсов для такого роста приведет к удвоению населения штата в течение следующих двадцати лет, живописность штата будет уничтожена». У Брауэра не было сомнений в выборе между человеческими жизнями и живописными ландшафтами. Себя он в состав нежелательного населения не включал».
Энергия ветра становится частью мировой выработки энергии, зарождается т.н. «зеленая энергетика»:
«Великая эпоха ветровой энергии пришлась на XVIII–XIX столетия, когда ветер перемещал по океанам мира военные, исследовательские и торговые суда. Источником электроэнергии ветер стал с 1887 г.: именно тогда шотландский физик Джеймс Блит построил горизонтальную ветровую турбину для производства электричества, освещавшего его загородный домик в Мэрикирке, на востоке Шотландии. Это устройство, сконструированное наподобие анемометра, имело полотняные паруса, но впоследствии Блит построил более прочную турбину для близлежащего приюта для душевнобольных в Монтрозе: эта установка с деревянными лопастями прослужила запасным источником электроэнергии в течение 27 лет. Через несколько месяцев после того, как Блит построил свой загородный домик в Шотландии, состоятельный американский финансист Чарльз Фрэнсис Браш независимо от него спроектировал и построил на участке при своем доме в Кливленде, занимавшем около двух гектаров, гораздо более крупную ветровую турбину. Моделью ей служил стандартный фермерский ветряк для водяного насоса, но она была гораздо крупнее: возвышаясь примерно на 18 метров, она весила около 36 тонн и заряжала целый подвал батарей, которые обеспечивали дом Браша светом и электроэнергией».
Каков вклад зеленой энергетики в общемировую?
«В 2016 г. совокупная установленная мощность ветряных электростанций достигла 487 гигаватт. Это значительно меньше 1 % всего мирового производства электроэнергии. Однако цифры, которыми выражаются характеристики этих работающих непостоянно источников энергии, обманчивы: они определяют установленную мощность, а не реально произведенное количество энергии. Их «коэффициент использования» – выражающий, какую часть времени они действительно вырабатывают электроэнергию, – это проблема, свойственная всем непостоянным источникам энергии. Не всегда светит солнце, не всегда дует ветер, не всегда протекает через турбины ГЭС вода. В 2016 г. атомные электростанции Соединенных Штатов, производящие почти 20 % электроэнергии в США, имели коэффициент использования, равный 92,1 %, то есть работали на полную мощность в течение 336 из 366 дней года. На оставшиеся 29 дней их отключали от сети для обслуживания – разумеется, не все одновременно. В то же время гидроэлектростанции США производили электроэнергию 38 % времени (138 дней в году), ветряные турбины – 34,7 % времени (127 дней в году), а солнечные фотоэлектрические станции – только 27,2 % времени (99 дней в году). Даже электростанции, работающие на угле или природном газе, производят электричество всего лишь около половины времени».
Вот так, от нехватки древесины на постройку нового театра Шекспира и пароварки Папена мы пришли к ядерным реакторам, электромобилям, и «зеленой энергетике». Главная задача энергетики ближайшего будущего по мнению Роудса заключается в следующем:
«Величайшей задачей XXI в. станет ограничение глобального потепления при одновременном обеспечении энергией населения мира, которое не только возрастает в числе, но и переходит от выживания к благосостоянию. В 2100 г. мир будет населен десятью миллиардами человек, что на два с половиной миллиарда – иными словами, на 25 % – больше, чем в 2017 г».
Главной тенденцией в современной энергетике является процесс «декарбонизации»:
«Вместо «ограничения глобального потепления» можно говорить, как говорят специалисты в области энергетики, о «декарбонизации» источников энергии, которые использует мир. Переход от каменного угля к природному газу – это процесс декарбонизации, потому что при сжигании природного газа образуется примерно в два раза меньше углекислого газа, чем при сжигании угля. Переход от каменного угля к ядерной энергетике – это радикальная декарбонизация, так как ядерная энергетика производит парниковые газы только во время строительства, добычи руды, обработки топлива, обслуживания оборудования и его вывода из эксплуатации – примерно столько же, сколько и энергетика солнечная. И ядерная, и солнечная электростанции вырабатывают всего лишь около 2–4 % CO2, производимого угольной электростанцией, и около 4–5 % количества, производимого электростанцией на природном газе».
Ричард Роудс в своей книге практически (или вовсе) не затронул многие другие виды получения энергии: приливные станции, солнечную энергетику, геотермальные источники и т.д. К сожалению, это делает книгу недостаточно объективной и законченной. Видимо, эти источники энергии плохо встраивались в выстроенное автором повествование, в котором один исторический эпизод вытекает из другого.
Можно сказать, что сейчас, когда человечество постепенно отказывается от нефти и каменного угля, все шире использует природный газ, старается обезопасить себя, совершенствуя ядерные реакторы, и пытается найти безопасные для экологии альтернативные источники энергии, мы находимся между двумя пиками графика Маркетти. Это значит, что с большой вероятностью в ближайшее время появится еще какой-то источник энергии, который на протяжении десятилетий займет лишь 1% рынка и будет пользоваться малым доверием и не будет иметь достойной инфраструктуры. За это время, скорее всего возрастет доля ядерной энергетики, как самой чистой и эффективной (но только до аварии). Видимо ей предстоит быть основным видом энергоресурсов землян несмотря на весь известный скепсис.
Радует, что сейчас мы все больше задумываемся об экологии, экономичности, последствиях применения новых технологий. Мы стали аккуратнее, но это не исключает ошибок. Наша энергетическая экспансия продолжается, и хочется верить, что прямых и косвенных жертв на этом тернистом пути станет меньше. На данный момент мы обречены использовать лишь ресурсы своей планеты. Очевидно, что потреблять меньше энергии мы не станем, а значит нужен ресурс практически неограниченный, лучше возобновляемый, и главное такой, который не уничтожит нашу планету.
«Если предположить, что тенденции, отраженные на графике Чезаре Маркетти, будут следовать изменяющимся условиям, этот график предсказывает, что в будущем на энергетическом рынке будут господствовать ядерная энергетика и природный газ. Однако для обеспечения потребностей десяти миллиардов человек мирового населения на уровне, хоть сколько-нибудь близком к благосостоянию, нам потребуются не только они, но и возобновляемые источники энергии».
Как писалось выше, книга Ричарда Роудса изобилует интересными фактами из истории науки и инженерного дела. Некоторыми из них я делюсь в иллюстрированном ЦИТАТНИКЕ по ссылке ниже:
https://telegra.ph/pavelmazheikabooksreview---282-citatnik-09-05
Интересно и то, что в книге американца дважды упоминаются белорусы. В первом случае это уроженец Беларуси, американский экономист Саймон Кузнец, автор т.н. «экологической кривой Кузнеца», а во втором случае – Председатель Верховного Совета Белоруссии (1991—1994) Станислав Шушкевич, который в интервью автору поделился своими воспоминаниями о Беларуси во время аварии на ЧАЭС. Подробнее в ЦИТАТНИКЕ.
МОЕ МНЕНИЕ ОБ ИЗДАНИИ:
Качественное издание в традиционном для научно-популярной литературы оформлении.
Формат стандартный, увеличенный (165x235 мм), твердый переплет, суперобложка, 496 страниц, с иллюстрациями.
Достоинства издания: хорошее качество печати; белая бумага; твердый переплет; плотная суперобложка; наличие колонтитулов; информация об авторе; подробное оглавление; иллюстрации и графики с подписями; примечания, сгруппированные согласно главам книги; библиография.
Недостатки издания: не обнаружено.
ПОТЕРЯЛ БЫ Я ЧТО-НИБУДЬ, ЕСЛИ БЫ ЕЕ НЕ ЧИТАЛ:
Больше да, чем нет. Увлекательная история об инженерах, науке и промышленности. Много интересных и редких фактов. Тем не менее, книга ближе к истории, нежели к точной науке и непосредственно энергетике. Наиболее интересны выделенные автором ключевые переходы между энергоресурсами.
КОМУ ПОРЕКОМЕНДОВАЛ БЫ:
Всем, кто увлекается историей науки, промышленности (особенно Великобритании и США).
ТЕГИ: Нон-фикшн, науч-поп, наука, энергия, технологии, промышленность, ресурсы, топливо, транспорт, инженерное дело, изобретатели, Европа, США.
ВИДЕО В ТЕМУ: По ссылке ниже лекция Ричарда Роудса по материалам книги (включите при необходимости субтитры с автопереводом на русский язык). В лекции Роудс больше места, нежели в книге, уделяет разъяснению графиков.
https://vk.com/pavelmazheikabooksreview
https://t.me/pavelmazheikabooksreview
=> Эта рецензия на "живой книге (мой ник PavelMozhejko) <=
https://www.livelib.ru/review/2956435-energiya-istoriya-chelovechestva-richard-rouds