Smart Reading
Ключевые идеи книги: Как на самом деле устроен мир. Научный гид по нашему прошлому, настоящему и будущему. Вацлав Смил
Автор:
Vaclav Smil
Оригинальное название:
How the World Really Works: A Scientist’s Guide to Our Past, Present and Future
Голос науки в хоре спекуляций
«Я никогда не ошибался в вопросах энергетики и охраны окружающей среды, потому что, в отличие от компаний и политиков, я ничего не продаю», – говорит Вацлав Смил, заслуженный профессор Университета Манитобы и автор более 40 книг.
Независимость мышления, которую демонстрирует Смил в своих книгах, поначалу может показаться обескураживающей. Он одинаково критично смотрит на прошлое и настоящее нашей планеты и, кажется, совершенно не склонен мечтать о будущем. Он открыто иронизирует над теми, кто считает человека всемогущим повелителем будущего, разбирает по косточкам проекты быстрого перехода на чистую энергию и не устает напоминать: мы – существа из плоти и крови, и, прежде чем заняться перекодированием генома и освоением дальнего космоса, мы должны обеспечить себя едой, теплом и жилищем.
Численность человечества растет с каждым днем, и только максимально практичный взгляд на вещи поможет нам позаботиться о каждом, кто рождается. Вацлав Смил настаивает на том, что не является ни оптимистом, ни пессимистом. Он просто ученый, который пытается объяснить, как устроен мир. Реализм, факты и логика – вот его кредо. При всей строгости подхода его книги читаются как хороший детектив: переворачивая страницу за страницей, читатель стремится увидеть будущее не воображаемым, а таким, каким оно, скорее всего, и будет.
«Я жду каждой книги Вацлава Смила с таким же нетерпением, с каким фанаты ждут очередную серию Star Wars», – признается Билл Гейтс.
Чем больше людей присоединятся к основателю Microsoft в этом увлечении идеями Вацлава Смила, тем больше у нашего вида шансов на достойное будущее.
Как мы забыли об основах
Большинство населения развитых стран сегодня живет в городах и занято в сфере услуг. Процессы, связанные с получением топлива и электричества, производством и обработкой продуктов питания, строительством жилья и дорог остаются как бы за кадром. Люди не то чтобы начинают верить в то, что булки растут на деревьях, – они просто не задумываются о том, как на их столе оказывается хлеб, откуда берутся тепло в батарее и электричество в розетке.
Лучшие умы человечества сегодня заняты не реальным материальным производством, а цифровыми технологиями. Стремительный прогресс в скорости обмена данными, распространении гаджетов, расширение возможностей цифровых инструментов во всех сферах жизни поражают воображение. Мы постоянно слышим о том, что прогресс человечества связан исключительно с цифровыми технологиями.
Мы знаем все больше о мире, в котором живем: на нано-, микро-и макроуровнях. Цена этого знания – невиданная доселе специализация науки. В наши дни термины «физика» и «биология» уже мало что объясняют, внутри каждой отрасли появилось огромное число специальностей, представители которых говорят на своем языке. В публичном поле идут бесконечные дискуссии экспертов по всем вопросам: от диет и образа жизни до перспектив полного перехода автомобилей на электричество. Предметы, которыми мы пользуемся ежедневно, все чаще похожи на «черные ящики»: мы нажимаем на кнопки и получаем результат, не имея понятия о том, что происходит внутри.
В этой ситуации человек невольно привыкает к позиции «профессионального дилетанта» – ведь мир слишком сложен, чтобы даже ученые поняли его до конца. Это и правда, и неправда.
С одной стороны, мир действительно непостижимо сложен. С другой – его базовые законы остаются неизменными. И если не забывать, как на самом деле устроен наш мир, можно относительно легко разобраться с тем, каким он будет в ближайшее время, и принять решения, которые необходимо начать воплощать уже сегодня.
Энергетика – двигатель прогресса
Изобрести не значит внедрить
Человек стал главным видом на Земле, потому что научился использовать внешние источники энергии.
Несколько сотен тысяч лет назад мы научились добывать огонь – и стали использовать его энергию для приготовления пищи, обеспечения комфорта и безопасности. Около 10 тысяч лет назад мы приручили процесс фотосинтеза – научились выращивать растения, которые употребляем в пищу.
Примерно 9000 лет назад одомашнили скот и переложили на животных работу, которую изначально делали силой своих мышц.
Затем последовали: парус (5000 лет назад), водяное колесо (2000 лет назад), ветряная мельница (более 1000 лет назад). Однако вплоть до начала XVII века более 90 % всей полезной механической энергии человек получал от живой силы (людей и животных), а всю тепловую энергию – от сжигания растительного сырья (дерева, соломы, древесного угля или высушенного навоза).
Энергетическая революция произошла около 1620 года на Британских островах, где впервые начали использовать в качестве топлива ископаемые углеводороды – конкретно каменный уголь. К 1700 году 75 % тепловой энергии в Британии получали от сжигания ископаемого топлива. Это обеспечило стране лидирующие позиции в мире на протяжении всего XIX столетия. В Англии появились и первые паровые машины. Но переход на новые источники энергии происходил медленнее, чем можно предположить. К 1850 году в Британии и Северной Америке паровые машины, водяные и ветряные мельницы обеспечивали лишь около 15 % всей энергии, а ископаемое топливо – 7 %. Большую часть работы по-прежнему делали животные и люди.
В 1880-х годах появились гидротурбины. Затем человек научился использовать геотермальную энергию, а после Второй мировой войны – атомную, а также получать электричество из солнечных батарей и ветрогенераторов. И все же к 2020 году более половины всей энергии человечество получает от сжигания ископаемых углеводородов – главным образом угля и природного газа. 12 % всей энергии мы по-прежнему получаем, сжигая дерево и солому, а 5 % – от мускульной силы животных.
Нам нужно все больше энергии
Современный мир и наш образ жизни – результат нарастающего потребления энергии.
В течение XX века суммарное потребление энергии выросло в 40 раз[1]. В сравнении с 1800 годом сегодня мы тратим в 3500 раз больше энергии. И темпы роста увеличиваются: с 1950 по 2020 год потребление энергии из ископаемого топлива и первичного электричества на человека выросло в США в два раза, в Японии – в четыре, а в Китае – в 120 раз. И оно продолжает расти.
Энергия – это трансформация
Энергия – единственная настоящая универсальная валюта, без которой невозможны ни движение планет, ни жизнь простейших микроорганизмов. Она существует в различных видах и приносит пользу в момент трансформации (энергия солнца преобразуется в биомассу растений благодаря фотосинтезу, энергия ископаемого топлива – в кинетическую энергию в процессе сжигания и т. д.).
В истории человечества освоение все новых видов трансформации энергии тоже связано с прорывами: например, замена паровых и дизельных локомотивов электрическими сделала железнодорожные перевозки быстрее, чище и экономичнее. Проблема в том, что многие замены на деле оказываются слишком дорогостоящими, сложными и/или недостаточно эффективными.
Невозможно заменить двигатель внутреннего сгорания в самолете ядерным реактором – потому что не существует достаточно легкого реактора, который можно поднять в воздух. Очень сложно заменить атомную электростанцию, которая генерирует электричество примерно 95 % времени, ветряками и солнечными батареями, которые эффективно работают, соответственно, 45 и 25 % времени (в Германии, где не так уж много солнца, и вовсе 12 %).
Германия – страна, которая за 20 лет в 10 раз увеличила объем энергии из возобновляемых источников (ветра, солнца и воды). Объем вырабатываемой чистой энергии вырос с 11 до 40 %. Но из-за постоянно растущей потребности в энергии потребление углеводородов при этом удалось снизить всего на 6 %. Это мировой рекорд, и если Германии удастся его повторить, то к 2040 году зависимость этой страны от углеводородов снизится… до 70 %.
Жидкие углеводороды – кровь нашей цивилизации
Из всех общедоступных видов топлива именно жидкие углеводороды, произведенные из сырой нефти (бензин, авиационный керосин, дизельное топливо, остаточная тяжелая нефть), имеют самую высокую плотность энергии и подходят для всех видов транспорта. Кроме того, их, по сравнению со многими другими источниками энергии, гораздо проще производить, хранить и транспортировать к потребителям. Немаловажно и то, что переработка нефти дает побочные вещества, без которых немыслимо существование целых отраслей:
