Мир на пике – Мир в пике
Шрифт:
Nota: 1. супермаховики; 2. маховики; 3. суперконденсаторы; 4. свинцовые аккумуляторы; 5. никелевые и цинковые аккумуляторы; 6. высокотемпературные сульфид-железо-литиевые аккумуляторы; 7. литий-ионные аккумуляторы; 8. цинковые воздушные аккумуляторы; 9. водород в ДВС; 10. метанол; 11. бензин; 12. водород в топливных элементах.
Что можно сказать, внимательно рассматривая этот график?
Во-первых, бегло посмотрев на него, не зря мы все так любим бензин. Штука удобная, мощная и энергоемкая. Даже модный сейчас в США водород на фоне бензина выглядит весьма тускло. В водородных топливных элементах он на треть менее энергоемок, нежели связка «бензин
Если же заливать водород в ДВС, как бензин, то, помимо чисто технических вопросов с детонацией, надо учесть, что мы потеряем в три раза по удельной энергии устройства. Связано это с тем, что лукавая цифра всегда говорит нам о «килограммах водорода», но это в корне неверно.
Где вы видели килограмм этого вещества? В ракетах? Так он там при –255 градусах по Цельсию. Ну, или при 15 градусах по Кельвину, если так кому-то приятнее думать. Все равно для целей домохозяйств такой «водород в килограммах» категорически непригоден — в реальной жизни приходится возиться с водородом в газообразной фазе, в которой он проникает даже через сталь баллонов высокого давления, надо тратить энергию на его сжатие, а потом — таскать за собой тяжелые и опасные баллоны, ну и так далее. Хотя, как вариант, можно подумать и о новом устройстве этих баллонов, и о новых материалах для них, да все равно енергоемкость поднять не получится.
Итак, «сказка о водородной экономике» быстро сказывается, да непросто делается. Все попытки хоть как-то поднять инфраструктуру водородной экономики пришли, по сути дела, к весьма дорогостоящему «пшику». Сейчас, де факто, гораздо более серьезные усилия направлены на проекты по производству метанола, этанола, бутанола, синтетического бензина и дизельного топлива (тех самых GTL, CTL и BTL, которые мы уже упомянули чуть раньше), и, посмотрев на график, можно понять почему — все эти топлива, в отличие от водорода, жидкие при нормальных давлениях и температурах. Ну а их удельная энергия и удельная пиковая мощность позволяют, по сути дела, «подморозить» структуру оконечного потребления и инфраструктуру экономики. По этому пути сейчас активно движутся и США, и Западная Европа. Другой вопрос состоит в том, куда Америка сможет прийти с такими синтетическими, по сути дела, жидкими топливами. График стоимости из главы о технологиях добычи нефти как бы символизирует, что процесс этот будет и затратен, и непрост.
У США, по факту, переход на какие-нибудь суррогаты нефти — это вообще единственно возможный путь развития. Ибо вся американская инфраструктура транспортной отрасли ориентирована именно на использование огромного количества жидкого топлива.
Размещение основных масс населения, сложившееся в Америке за тучный XX век, — это печально известная Сабербия (Suburbia — или масштабные и протяженные пригороды. Пригороды, которые так любят показать в Голливуде и в которых живет больше половины городского населения самих США. Это и есть ахиллесова пята нефтяного динозавра. Сабербия делает любые усилия по быстрому слому ситуации с потреблением нефти просто бесперспективными — мало кто решится разово переселить как минимум 200 миллионов человек за сотни километров для создания более эффективной транспортной инфраструктуры. Таким образом, для выживания после «пика нефти» у американца надо будет отобрать не только автомобиль, но и его дом. А это уже, извините, социальная катастрофа.
Для того чтобы обычный читатель мог представить себе масштабы глобальной «американской логистической катастрофы», я приведу вам пример сравнения двух городов — американской городской агломерации Даллас-Форт Ворс (1213 тыс. жителей) и Москвы (12 000 тыс. жителей).
Вот это сравнение.
Рис. 64.
Nota: Голубой контур — это контур городской агломерации Даллас-Форт Ворс на карте окрестностей Москвы: далече будет поездить по городу.
Как говорится, ребята, почувствуйте разницу. И это мы посчитали в общий «зачет» только официальное население столицы России.
Для желающих наложить какой-либо из американских городов на свою местность — вот удобный сервис для этого:
http://mapfrappe.com/?show=5468
Контур Далласа можете использовать сразу.
Американцы прекрасно понимают проблему размещения своего населения. В последнее время все чаще раздаются голоса: «С этим надо что-то делать!».
Если кто-то хочет посмотреть на проблему глазами самих американцев — в сети легко найти фильм «Конец пригородов» («The End of Suburbia»). Все проблемы там очерчены максимально ясно и четко.
Но пока инерция американского динозавра столь велика, что этот критический вопрос, являющийся к тому же еще и одним из «краеугольных камней» американской мечты, всерьез никто обсуждать не хочет. Есть вопросы, нет ответов.
Предложения типа «корову надо меньше кормить и больше доить», понятное дело, в расчет не берем. Желающих снова строить скоростные трамваи для связи пригородов с центрами городов в США пока нет.
Возвращаясь к скучному графику удельной энергии и пиковой мощности, можно заодно посмотреть и на новую мечту американского автопрома — электромобили. Сразу видна еще более печальная картинка «аккумуляторного послезавтра». Даже самые продвинутые литий-ионные аккумуляторы уступают в 10 раз бензину по удельной энергии и в полтора раза — по пиковой мощности. Если человеческим языком, то это значит, что автомобиль на аккумуляторах, выражаясь кратко: очень тяжелый и совсем не мощный. Ну — или совсем без мощи.
В чистом остатке, по факту, транспортная революция в США — это только пригородные электрички, метрополитен, трамваи и троллейбусы. Только провода, только хардкор. Полумеры американского динозавра не спасут уже никак.
Хорошо, с транспортом разобрались. А что там с электроэнергией? Можно ли там что-то сэкономить нашему нефтяному динозавру?
Если начать разговор об энергии с самого начала, то мы должны начать с человека. Человек может выдавать «на-гора» 100–150 Ватт мощности в течение 8 часов. Это теоретический максимум. Для этого ему надо подать «на вход» около 2500 ккал пищи. Что интересно, по формальному энергетическому расчету человек имеет КПД в 41 %.
Отсюда вытекает, что батрак (или раб) — на самом деле не столь уж и неэффективный экономический механизм. Если забыть о том, что он тоже живой человек, и заставить его работать «за еду», то десяток батраков вполне могут обеспечить едой, питьем и нехитрыми развлечениями одного патриция. Что, собственно говоря, Древний Рим и Древний Египет нам с успехом и продемонстрировали.
Однако проблема в том, что человек потребляет не минеральные, а пищевые калории, то есть не нефть, а вкусные и питательные белки, жиры и углеводы. Как я покажу в отдельной главе, для того чтобы произвести одну «пищевую» калорию, нам надо затратить 10 калорий минерального топлива. Поэтому, к сожалению, сэкономить что-то в потреблении энергии за счет возврата к ручному труду ни США, ни всему миру нереально. Ведь тогда получится, что многие процессы будут идти не с КПД в 40–50 %, как сейчас, а с 1/10 КПД раба, то есть с эффективностью в 4–5 %. Современная индустриальная экономика просто рухнет в таком случае.