Как вы, наверное, знаете, существует множество огромных проблем с обычными ископаемыми видами топлива - углем, нефтью и природным газом, - которые мы использовали для питания нашего общества со времен промышленной революции.
Во-первых, они заканчиваются: некоторые аналитики считают, что мы уже достигли пика добычи нефти, и что с этого момента мировое производство будет более или менее снижаться. И хотя угля и природного газа значительно больше, они по-прежнему крайне ограничены, и эксперты уже могут предвидеть «пиковый» уголь и газ. Во-вторых, сжигание ископаемого топлива приводит к выбросам в атмосферу как твердых частиц, так и парниковых газов. Первый удушает города по всему миру смогом, а второй способствует климатическому кризису: эти улавливающие тепло побочные продукты ископаемого топлива являются крупнейшим фактором глобального потепления.
Итак, начинается гонка за их замену источником энергии будущего. Ясно, что это не ископаемое топливо. Но, к сожалению, вряд ли появится какой-либо единственный источник энергии, который окончательно заменит углеводороды. Нет «свободной энергии», нет волшебной палочки.
Вместо этого энергия будущего должна будет генерироваться с помощью лоскутного одеяла из возобновляемых источников: ветра, солнца, геотермальной энергии, гидроэнергии и, да, ядерной энергии, вероятно, все они будут играть роль в производстве электроэнергии завтрашнего дня.. (И да, я говорю электричество, потому что двигатель внутреннего сгорания и другие двигатели, работающие на газе, будут выведены из эксплуатации вместе с ископаемым топливом)
Итак, давайте посмотрим, как может выглядеть энергетический баланс будущего.
Сначала солнечная энергия. Солнечная энергия, безусловно, самая многообещающая; это сектор, на который все отчаянно надеются, скрещивая пальцы, молясь, чтобы технологии продолжали совершенствоваться наиболее значительно. Почему? Потому что солнечный свет, безусловно, является самым распространенным источником энергии на планете. За один час на поверхность земли в виде солнечного света выпадает достаточно энергии, чтобы питать всю современную цивилизацию в течение года.
Из-за этого исследователи работают сверхурочно, чтобы повысить эффективность солнечных панелей, улучшить возврат энергии на инвестиции (EROI) и удешевить их производство. Технология действительно быстро совершенствуется - закон Мура, который гласит, что в вычислительной технике «количество транзисторов, которые можно недорого разместить на интегральной схеме, удваивается примерно каждые два года», более или менее применим к траектории улучшения солнечной энергии.
Таким образом, солнечная энергия возникает во всем мире, как в крупных централизованных массивах, так и в небольших распределенных проектах, таких как панели на крыше и солнечные водонагреватели. Страны, признающие важность солнечной энергии, продвигают ее внутри страны; Германия, например, использовала программу льготных тарифов, которая вознаграждает владельцев солнечных батарей за подключение их отдельных панелей к сети. К концу 2011 года ожидается установка 5000 МВт новых проектов. В другом месте массивная солнечная батарея, запланированная для пустыни Сахара, находится на стадии строительства - к 2050 году она одна сможет удовлетворить 15% общего спроса на электроэнергию в Европе.
Энергия ветра будет почти так же важна в ближайшие годы. Это, пожалуй, самый распространенный возобновляемый источник энергии (помимо гидро), и он так же дешев, как ископаемое топливо на многих рынках по всему миру. Тем не менее, на данный момент он удовлетворяет только примерно 2,5% мирового спроса на электроэнергию. Но это меняется. Ветряные электростанции развертываются по всему миру - например, в Техасе и на Великих равнинах, прямо здесь, в США, Айова теперь получает 20% своей энергии от ветряных турбин. И сейчас почти все ветровые проекты осуществляются на суше. Но настоящее энергетическое изобилие лежит на шельфе, где ветры сильнее и меньше ограничений на разработку. Например, аналитики подсчитали, что потенциала оффшорной ветроэнергетики достаточно, чтобы снабжать Европу энергией в семь раз больше.
Гидроэнергетика, обычно вырабатываемая плотинами, в которых реки вращают мощные турбины, существует уже много веков. В настоящее время он обеспечивает около 8,25% мировой электроэнергии и, вероятно, продолжит это делать в будущем. И, конечно же, есть другие появляющиеся возобновляемые технологии, которые могут сыграть значительную роль. Главный из них - геотермальная энергия, использующая огромное количество тепла, исходящего из земной коры. Потенциал этой технологии огромен: исследование, финансируемое Google, показывает, что геотермальная энергия может генерировать в 10 раз больше энергии, чем все наши ныне действующие угольные электростанции вместе взятые. Некоторые предсказывают, что геотермальные проекты когда-нибудь будут производить шестую часть мировой энергии. Есть и другие: волновая энергия, которая в значительной степени соответствует тому, на что она похожа, является зарождающейся технологией, но многообещающей.
Наконец, любая дискуссия о будущем мировой энергетики должна коснуться атомной энергетики. Он удовлетворяет 13-14% потребностей планеты в электроэнергии и, скорее всего, останется в силе, несмотря на такие трагедии, как авария на Фукусиме. Поскольку это также политически популярный источник энергии (если не общедоступный), он может сыграть важную роль в производстве безуглеродной энергии, поскольку мир движется к решению климатического кризиса. Ожидайте, что в будущем будет больше атомных электростанций, но не так много - их, вероятно, затмят более безопасные, действительно возобновляемые источники, поскольку ветер, солнечная энергия и геотермальная энергия становятся все более и более жизнеспособными.
Итак. Вот каким будет источник энергии будущего: не каким-то одним топливом, не каким-то мифическим кубом Энергона, а мешаниной конкурирующих чистых технологий, которые в настоящее время не составляют даже половины нынешнего мирового энергетического баланса. Другими словами, у нас есть много хороших вариантов. И ни один из них не является ископаемым топливом.
Теперь более важный вопрос заключается в том, как скоро эти будущие источники энергии достигнут господства. Если мы надеемся избежать опасных уровней глобального потепления, то лучше бы это произошло в ближайшее время. В этом смысле будущее энергетики полностью зависит от коллективной воли людей. Решим ли мы отказаться от загрязняющих окружающую среду видов топлива прошлого и использовать низкоуглеродные технологии? Или мы продолжим вести себя так, как будто источником энергии будущего являются могущественные углеводороды, как мы поступали на протяжении всей нашей промышленной истории? Только время покажет: будущее, конечно, сложно предсказать.
Часто задаваемые вопросы
Что может быть самым перспективным источником энергии?
Наиболее перспективным источником энергии может быть солнечная энергия.