Завораживающая магия технологий или почему энергетика становится «вещью в себе»? 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Завораживающая магия технологий или почему энергетика становится «вещью в себе»?



Отдельный раздел в презентации SPE International посвящен развенчанию Мифа №3 о том, что «в нефтегазовой промышленности используются устаревшие технологии». Цитирую:

«На самом деле: нефтегазовая промышленность требует ультрасовременных технологий. <…>

Нефтегазовая промышленность ежедневно использует больше вычислительных мощностей, чем любая другая отрасль (за исключением индустрии развлечений). <…>

Дорогостоящие исследования: новые технологии предоставляют доступ к ресурсам, залегающим глубоко под водой. <…>

Буровое судно «Глубоководный следопыт» <…> может выполнять бурение в воде на глубине до 10 000 футов. <…>

Новые системы морской добычи нефти и газа работают глубоко под водой. <…>

На самом деле уровень жизни и ВВП пропорционален использованию энергии. А крупнейшим источником энергии является ископаемое топливо: нефть, газ и уголь».

(Нефть, газ и энергия: мифы и реальность. [Электронный ресурс] – Режим доступа: www.energy4me.org/download/RUSOilGasMythsReality.ppt)

«…требует ультрасовременных технологий», «работают глубоко под водой» – не правда ли, гордо звучит?

Если бы не одно «но». Как правило, ультрасовременные технологии оказываются более дорогостоящими, чем технологии обычные. По той простой причине, что их стоимость напрямую отражает дополнительные усилия, затраченные на их разработку. А совершить эти дополнительные усилия возможно лишь… благодаря дополнительному потреблению энергии. Той самой энергии, основным источником которой являются ископаемые углеводороды. Нефть, уголь и газ.

Чтобы проиллюстрировать, какие усилия требуются для разработки ультрасовременной продукции, приведу в качестве примера процесс создания революционного для своего времени персонального компьютера Macintosh, ставшего символом высокотехнологичной компании Apple. Вот некоторые детали, показывающие, как это происходило:

«Весь 1979-й и первую половину 1980 года работа над Macintosh шла ни шатко ни валко. <…> Всего над Macintosh трудилось четверо инженеров… <…>

К началу 1981 года в команде Mac было человек двадцать, и Джобс решил подыскать офис попросторнее. <…>

Раз в месяц или около того Мэнок и Ояма демонстрировали новый вариант дизайна, учитывавший предыдущие замечания Джобса. С очередной гипсовой модели торжественно срывали покрывало, а рядом ставили все предыдущие варианты: это помогало не только отследить ход работы, но и доказать Стиву, что все его предложения учтены. <…>

Не меньше внимания Джобс уделял и заголовкам окна. Он заставлял Аткинсона и Каре переделывать их снова и снова, мучительно пытаясь найти верное решение. <…>

Команда Macintosh росла и со временем перебралась из «Башен Texaco» в главное здание Apple на Бэндли-драйв… В новом офисе было просторное современное фойе, где можно было поиграть в видеоигры, специально отобранные Баррелом Смитом и Энди Херцфельдом, стоял музыкальный центр с колонками Martin-Logan и сотней CD. <…>

В сентябре 1982-го они выбрались в Пахаро-Дюнс неподалеку от Монтерея. Около пятидесяти сотрудников отдела по разработке Mac расположились в домике у камина; Джобс уселся перед ними на стол, какое-то время негромко рассказывал, а потом подошел к доске и принялся записывать свои мысли. <…> Он записал на доске следующее правило: «Пока компьютер не попал на полки магазинов, он не готов». <…>

Стиву удалось заразить сотрудников Apple стремлением создавать инновационные продукты, внушить им уверенность, что они способны сделать невозможное. Они носили футболки с надписью «Я работаю 90 часов в неделю и мне это нравится!». <…>

…Джобс настаивал, что им нужна революционная реклама. На один только ролик ему удалось выбить беспрецедентный бюджет – 750 тысяч долларов».

(Айзексон У. Стив Джобс /Уолтер Айзексон; пер. с англ. Д. Горяниной, Ю. Полещук, А. Цырульниковой, А. Чередниченко. – М.: Астрель: CORPUS, 2012)

На прилавки магазинов Macintosh поступил в первой половине 1984 года. К тому времени команда Mac насчитывала более шестидесяти человек.

На то, чтобы только разработать этот – один единственный! – ультрасовременный персональный компьютер понадобилось свыше пяти лет напряженных усилий. Как минимум около трех лет над его созданием трудились порядка 50 одаренных трудоголиков по 90 часов в неделю. Потому что, «пока компьютер не попал на полки магазинов» над ним нужно было работать, работать и еще раз работать

… Руководители проекта в рамках работы над Macintosh регулярно совершали длительные перелеты (например, в Японию), одна из дизайнерских компаний Германии перебралась в США, было построено новое здание Apple и затрачены многие-многие другие усилия. Учтите вдобавок все расходы на изготовление материалов и оборудования, которые использовались в рамках проекта. Вплоть до мотоцикла BMW, который появился в фойе офиса только для того, чтобы своим дизайном вдохновлять команду Mac на подвиги. Вплоть до расходов на эксплуатацию тех же компьютеров команды Mac «по 90 часов в неделю» (и более). Не говоря уже о том, что для выпуска Macintosh пришлось построить новый, «наисовременнейший» завод с «очень ценным» оборудованием.

(Источник: Айзексон У. Стив Джобс. – М.: Астрель: CORPUS, 2012)

И на всех стадиях этого многолетнего процесса создания революционного компьютера Macintosh во всех компонентах этого процесса использовалась энергия. Включая ту дополнительную энергию, затратить которую оказалось необходимо, чтобы создать ультрасовременный продукт на основе ультрасовременных технологий (работая по 90 часов в неделю вместо обычных 45).

Если такие усилия понадобились для создания всего лишь высокотехнологичного персонального компьютера, то можно себе представить, какие дополнительные усилия потребуются для разработки и широкого внедрения ультрасовременного оборудования, с помощью которого можно будет извлекать труднодоступную нефть.

Нетрудно догадаться, что и за следующим гордым фактом, приведенным в презентации SPE International: «Нефтегазовая промышленность ежедневно использует больше вычислительных мощностей, чем любая другая отрасль (за исключением индустрии развлечений)» – также стоит внушительный расход энергии.

Конкретную информацию о том, какова «энергетическая» стоимость использования вычислительных мощностей, можно найти в уже упоминавшемся мной эссе Мэтта Савинара:

«630 граммов топлива расходуется на производство каждого грамма микросхем. По сведениям Американского химического общества (American Chemical Society), создание одной 32 MB микросхемы DRAM требует 3,5 фунтов (более 1,5 кг – прим. переводчика) топлива в дополнение к 70,5 фунтам (более 30 л – прим. переводчика) воды.<…>

В своей книге «Девять стран Северной Америки» Джоэл Гарро наглядно и в деталях показывает, сколько энергии нужно для формирования типичного микропроцессора:

«… микросхемы не делают по одной. Их печатают сразу по нескольку на кремниевой подложке четырехдюймового, скажем, диаметра. Каждый раз, при печати очередного слоя, подложка должна подвергаться обработке, чтобы закрепить вновь нанесенные элементы. Этот процесс идет с приложением грандиозного количества энергии. В сущности, с каждым наложенным слоем электрической цепи, всю подложку нужно «запечь» при температурах порой достаточно высоких, чтобы достичь технологически доступного их предела». <…>

Вопреки распространенному убеждению, Интернет потребляет гигантское количество энергии. Как поясняет писатель Джон Майкл Гриер (John Michael Greer):

«Взрывное распространение Интернета в конечном итоге тоже было продуктом эры сверхдешевой энергии. Подключения по всему миру, бескрайние серверные залы, миллиарды взаимосвязанных домашних и корпоративных компьютеров – аппаратное обеспечение Сети, вероятно, можно считать крупнейшим инфраструктурным проектом в истории, реализованным за период в два десятилетия. Абсолютное количество энергии, затраченной на создание и обслуживание Интернета, поражает воображение».

Недавние оценки указывают на то, что инфраструктура, необходимая для поддержки Интернета, потребляет 10% всей электроэнергии, вырабатываемой в США».

(Мэтт Савинар. Пик нефти: жизнь после нефтяного краха. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://ecocrisis.wordpress.com/economia/peakoil/)

И если «нефтегазовая промышленность ежедневно использует больше вычислительных мощностей, чем любая другая отрасль (за исключением индустрии развлечений)», то и энергии для этого она поглощает больше, чем любая другая отрасль (кроме той, что производит «иллюзии и грезы»).

Забавно, но основная теорема рекламы и дальше продолжает упорно высвечивать «теневую сторону» технологических прорывов нефтяной промышленности. Продолжаю цитировать презентацию SPE International:

«Дорогостоящие исследования: новые технологии предоставляют доступ к ресурсам, залегающим глубоко под водой. <…> Буровое судно «Глубоководный следопыт» <…> может выполнять бурение в воде на глубине до 10 000 футов. <…> Новые системы морской добычи нефти и газа работают глубоко под водой»…

Как вы думаете, какие дополнительные затраты энергии по сравнению с обычной нефтедобычей нужно вложить в перечисленные выше процессы? Чтобы вместо доступной области на суше найти нефть в океане на глубине нескольких километров! А потом осуществить бурение на такой глубине и наладить систему извлечения нефти и ее доставки к поверхности…

Откуда же нефтяная промышленность берет всю ту дополнительную энергию, которая необходима для подобных процессов?

Ответ содержится в той же презентации SPE International:

«Соотношение энергоресурсов мира
Сегодня
– 86% = горючие полезные ископаемые (нефть, газ, уголь)
– 14% = ядерная энергия и прочие энергетические ресурсы».

(Нефть, газ и энергия: мифы и реальность. [Электронный ресурс] – Режим доступа: www.energy4me.org/download/RUSOilGasMythsReality.ppt)

Как видите, дополнительные объемы энергии для обслуживания ультрасовременных технологий добычи нефти, на 86% берутся… из горючих полезных ископаемых! А поскольку мы всё еще живем в Нефтяной цивилизации, основным энергоносителем которой является черное золото, главный вклад в эти дополнительные энергозатраты вносит… НЕФТЬ!!!

Только не та нефть, которую с помощью ультрасовременных технологий собираются добывать со дна океана, а нефть обычная, «традиционная», извлекаемая из гораздо более доступных месторождений, открытых еще в 1940–1970-х гг.

В монографии О. Б. Брагинского приводятся данные о структуре поставок нефти в США в 2004 году.

Общий импорт нефти в Соединенные Штаты Америки составил 638 млн. т.

(В том числе: из Канады 104,8 млн. т, из Мексики 81,9 млн. т, из Южной и Центральной Америки (вероятно, в основном Венесуэла) 130,6 млн. т, с Ближнего Востока 124,9 млн. т, из Северной и Западной Африки – 104,9 млн. т.)

Общий объем нефти, добытой в 2004 г. из битуминозных песков Канады (и в основном импортированной в США) составил 54,75 млн. т. То есть примерно 1/12 общего импорта черного золота в Соединенные Штаты.

(Источники:
1. Брагинский О. Б. Нефтегазовый комплекс мира. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://portal.tpu.ru:7777/departments/kafedra/txng/Metodicheskaya_rabota/Tab2/Braginskiy2006.pdf;
2. GEO-4 UNEP. Глобальная экологическая перспектива: окружающая среда для развития, 2007. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.unep.org/geo/geo4.asp)

Иными словами, на каждую тонну «тяжелой» нефти, добываемой из битуминозных песков Канады для экспорта в США, приходится как минимум по 8–10 тонн более «легкого» черного золота, ввозимого в USA из Мексики, Венесуэлы, Африки и стран Ближнего Востока.

Не эти ли тонны легкой нефти стоят за «огромными инвестициями», вкладываемыми США в добычу тяжелой нефти из битуминозных песков на территории своего северного соседа? Да и возможно ли было бы вообще извлекать черное золото из канадских нефтеносных песков, если бы в Америку не ввозилось такое огромное количество другой – куда более легкой нефти?

Похоже, что способ, которым современные люди используют нефть, привел к образованию порочного круга взаимно усиливающих друг друга обратных связей:

1. Чем меньше остается в недрах Земли легко добываемой нефти – тем больший объем другой – тяжелой нефти необходимо извлекать, чтобы обеспечить растущие потребности человечества.

2. НО для добычи тяжелой нефти необходимо расходовать дополнительную энергию, которая берется в том числе из легкой нефти.

3. В результате чего легкой нефти оказывается в недрах Земли еще меньше, что в свою очередь ведет к необходимости добывать еще больше тяжелой нефти и так далее…

Чем меньше более «легкой» нефти → тем больше необходимость в более «тяжелой» нефти → тем больший расход более «легкой» нефти →

тем еще меньше более «легкой» нефти → тем еще больше необходимость в более «тяжелой» нефти → тем еще больший расход более «легкой» нефти → …

Не напоминает ли такой способ нефтедобычи гигантского монстра, который в определенный момент времени начинает извлекать из земли огромные количества энергии только для того, чтобы самому же их и сожрать? Этакое своего рода «отраслевое человечество» в человечестве. Которое быстро и верно отнимает всё больше жизненных ресурсов у своего окружения – столь же живого, как и оно само.

Увы, но всё это слишком соответствует развитию событий в «базовом» сценарии поведения системы «население – капитал», который был приведен в докладе «Пределы роста» еще в далеком 1972 году. Напомню еще раз:

«Когда цены на ресурсы начинают расти, а их месторождения истощаться, становится необходимым использование всевозрастающих объемов капитала в ресурсных отраслях, в результате чего уменьшается доля, идущая на инвестирование и обеспечение роста в других отраслях».

(Медоуз Д. Пределы роста. – М.: МГУ. 1991).

Если вы читали «Точку отсчета – 2017», то, наверное, помните: под «капиталом» в исследовании группы Медоуза понимались вовсе не условные «денежные единички», а физический капитал, за которым стоит реальная энергия и реальное вещество.

Так вот, эта самая уменьшающаяся доля «капитала» – и есть то вполне конкретное количество энергии, которое энергетическая промышленность постепенно отнимает у всех людей, находящихся за ее пределами.

Потому что эта энергия – во всё больших масштабах – потребляется ВНУТРИ самой энергетики. Потребляется уже в самом процессе добычи энергоресурсов. Прямо на месте.

Упоминаний об этом порочном круге мне пока на глаза не попадалось. Вероятно, по той причине, что «уровень жизни и ВВП пропорционален использованию энергии. А крупнейшим источником энергии является ископаемое топливо: нефть, газ и уголь» – как констатирует презентация SPE International.

Наверное, не очень-то приятно заметить, что основа достигнутого уровня жизни и ВВП попала в порочный круг обратных связей, которые всё быстрее ее разрушают. Ведь жизнь цивилизованного человека сейчас – как никогда благоустроенна, защищена и комфортна. А за падением уровня жизни и ВВП стоят отсутствие питьевой воды, голод и мысли, удастся ли пережить следующую, холодную зиму…

Так стоит ли удивляться столь естественному желанию отвлечься от подобного рода открытий? И тому, что современная Индустрия развлечений использует больше вычислительных мощностей, чем любая другая отрасль мирового хозяйства. Включая даже самого «нефтегазового монстра»…

9. На последнем дыхании…

Похоже, у нас есть все основания предположить, что мировая добыча обычной, «традиционной» нефти уже достигла своего естественного предела.

Об этом свидетельствует:

1. Постоянно сокращающийся суммарный объем новых запасов, которые еще удается находить,

2. Быстрое ухудшение качества месторождений, в первую очередь их доступности и величины,

3. Истощение открытых в 1940–1970 гг. обширных залежей «традиционной», «легкой» нефти (они УЖЕ уменьшились на колоссальную величину в 1 трлн. 250 млрд. баррелей),

4. Работа нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих мощностей на пределе своих возможностей (из-за того, что нефтяные компании перестали расширять свою производственную базу),

5. Фактический выход годовой нефтедобычи на плато, начиная с 2006 года, несмотря на все усилия по наращиванию добычи «нетрадиционной», «тяжелой» нефти,

6. Необходимость прибегнуть к огромным инвестициям в добычу «нетрадиционного», «тяжелого» черного золота из битуминозных песков и нефтеносных сланцев на территории Канады и США. (По сути, американцы дотируют добычу этой нефти точно так же, как они дотируют на своей территории производство продуктов питания и биотоплива для своих машин.)

7. Неадекватно завышенные прогнозы роста мирового спроса на нефть (и соответственно – нефтедобычи!), опубликованные в начале XXI века Министерством энергетики США, ОПЕК, Мировым энергетическим агентством...

8. Фактическое сдерживание роста потребления материальных товаров и услуг, основанных на их использовании, в целом ряде развитых и «развивающихся» стран (Испания, Италия, Франция, Великобритания, Португалия, Греция, страны Северной Африки…), начиная с 2010–2011 гг. (Что неизбежно влечет за собой снижение потребления нефти.)

9. Активизация прямой военной экспансии Соединенных Штатов на территории, богатые «легкой» нефтью (Ирак, Ливия… следующий – Иран?), с целью установить монопольный контроль над наиболее доступными запасами этого ключевого ресурса.

Отстроиться от реальности и думать только о хорошем. Как это прекрасно… И вместе с тем, накануне больших войн люди всё-таки предпочитали вооружаться и обучаться военному делу, а не уходить в миры грёз и фантазий. Потому что готовиться к масштабным переменам – лучше заранее. Особенно, если шансы их избежать – слишком малы.

Увы, но до начала глобального нефтяного кризиса осталось по всей вероятности лишь 5–10 лет. Для жителей Нефтяной цивилизации они пролетят незаметно…


ГЛАВА 4. ИЛЛЮЗОРНЫЕ «АЛЬТЕРНАТИВЫ»


Замечали ли вы, насколько часто встречается в СМИ информация об «альтернативной», «экологически чистой» энергетике? Притом что ее реальный вклад в систему энергоснабжения человечества составляет менее 1%!

Мне кажется, неадекватно повышенное внимание к так называемой «возобновимой» энергетике привлекается далеко не случайно. Широко распространяя материалы об этих новых «чудесах технологий», СМИ решают сразу две стратегические задачи:

– создают иллюзию, что у нас есть некий альтернативный технологический «выход» из наметившегося энергетического тупика;

– уводят внимание от главной причины нарастающих серьезных проблем человечества – чрезмерного материального потребления в сочетании с чрезмерной численностью популяции Homo Sapiens на Земле.

Забавно, но упоминание о привычном для нас уровне материального потребления как о ключевом факторе разрушения природных экосистем – практически полностью отсутствует даже в материалах экологических организаций. Напротив, в них часто делается упор на то, что «возобновимые», «экологически чистые» источники энергии позволят сохранить привычные для цивилизованного человека жизненные стандарты.

Стоит ли удивляться, что для современной потребительской цивилизации деятельность многих экологических организаций оказалась вполне приемлемой? Ведь их представители, по сути, разделают ключевые ценности общества развитого потребления. А глобальные экологические проблемы стремятся решить привычным путем технического прогресса.

Но может быть, это и вправду возможно? Решить экологические проблемы с помощью новых, «экологически чистых» технологий?

Давайте включать здравый смысл.

Не знаю, все ли из вас читали начальную книгу этого цикла «Точка отсчета – 2017»? Поэтому позволю себе привести из нее цитату, которая объясняет, почему переход на «экологически чистые» источники энергии вряд ли осуществим и по всей вероятности «экологически вреден»:

«Чтобы понять это, нужно вернуться к «истоку всего». К той первичной энергии, благодаря которой на Земле существует жизнь.

Это – энергия Солнца. Поток солнечной энергии постоянно пронизывает экосферу Земли (сложную сеть локальных экосистем). И только благодаря этому непрерывному потоку солнечной энергии экосфера Земли может поддерживать себя в устойчивом состоянии.

Причем, только в таком – устойчивом – состоянии условия в экосфере Земли оказываются максимально благоприятными для жизни.

В системе Земной экосферы солнечная энергия многократно преобразуется и перераспределяется в сложной сети составляющих экосферу экосистем и элементов этих экосистем.

Наверное, многие из нас помнят картинку из школьного учебника, на которой был изображен «круговорот воды в природе». Солнечная энергия в экосфере Земли тоже совершает подобный непрерывный, естественный «энергопроцесс».

Так вот, энергия, которую люди получают из так называемых «возобновимых» источников (вроде ветряков или солнечных батарей), автоматически ИЗЫМАЕТСЯ из этого естественного энергопроцесса в экосфере планеты.

Во всяком случае, вся та часть этой «возобновимой» энергии, которая идет на удовлетворение всё тех же «дополнительных», «искусственных» материальных потребностей человека.

С помощью ветряков, например, получают электроэнергию, которую используют потом в тех же самых хозяйственных целях, что и энергию, полученную из «невозобновимых» ископаемых углеводородов или урана.

Причем, если в случае ископаемого топлива, мы, по крайней мере, используем ту солнечную энергию, которая поступила на Землю в далеком прошлом, то в случае «возобновимых» источников энергии – мы забираем ту солнечную энергию, которая поступает на Землю прямо сейчас.

Иными словами, используя «возобновимые» источники энергии, мы изымаем солнечную энергию напрямую у экосистем планеты!

Забираем на нужды всё того же искусственного, рукотворного человеческого мира.

К чему это приводит, можно наблюдать на примере гидроэнергетики, которая изымает естественную, природную энергию воды из естественного водного цикла. Гидроэнергетика обеспечивает всего лишь примерно 4% энергетических потребностей человечества, а насколько нарушены этим «возобновимым» источником энергии естественные речные водотоки планеты! Не говоря о больших площадях суши, затопленных искусственными водохранилищами, и соответственно разрушенных экосистемах, окружавших некогда зарегулированные теперь реки.

Вот почему переход на «возобновимые» источники энергии является не более чем еще одной большой ИЛЛЮЗИЕЙ.

Представьте себе, какое количество этой «возобновимой» энергии придется напрямую отнимать у экосистем планеты, чтобы заменить ею «невозобновимые» источники топлива? Заменить – при тех же самых энергетических аппетитах, с которыми потребляют энергию современные люди!

Не будут ли последствия ТАКОГО «решения проблемы» намного катастрофичнее, чем использование «невозобновимых», ископаемых энергоресурсов и даже «мирного атома»?!»

(Лотарев М. Точка отсчета – 2017, Харьков, 2011)

Не знаю также, замечают ли сторонники «альтернативной» энергетики, что они пытаются совместить несовместимое? Одновременно остановить разрушение естественной, природной среды на планете Земля и сохранить привычные для нас материальные жизненные стандарты. Более того – расширить их до пределов всего семимиллиардного человечества.

Увы, но это противоречит второму началом термодинамики. Потому что означает как минимум сохранение нынешней сложности системы современной цивилизации, присущего ей «количества порядка». А это, согласно второму началу термодинамики, автоматически будет сопровождаться «выносом» в окружающую природную среду беспорядка, превышающего количество порядка внутри «человеческой» системы. То есть вести к дальнейшему наращиванию беспорядка в естественных экосистемах планеты – их упрощению и дальнейшей деградации.

(В реальности переход на новые технологии, как правило, ведет к увеличению порядка в системе человеческой цивилизации, что, конечно, только усугубляет вышеописанную ситуацию.)

Напротив, если начать уменьшать количество беспорядка, который система современной цивилизации «выносит» в окружающую среду, это автоматически приведет к соответствующему уменьшению порядка внутри самой системы человечества. Что неизбежно будет означать ее упрощение, соответствующее снижение привычных для цивилизованных людей жизненных стандартов и весьма вероятно – сокращение численности человеческой популяции.

Это и есть единственная реальная плата, которой люди могут оплатить восстановление разрушенной сложности природных экосистем. (С соответствующим восстановлением занимаемой ими территории.)

Разумеется, такой ход событий ни в коей мере не является целью «альтернативной» энергетики. Напротив, ее главная цель, по сути, та же, что и у энергетики традиционной: обеспечение материального уровня жизни, привычного для современного цивилизованного человека. А разница между ними состоит в том, что традиционная энергетика, основанная на сжигании ископаемых углеводородов, привычные жизненные стандарты обеспечивает массово и реально. По крайней мере, нескольким миллиардам людей на Земле. В то время как «альтернативная», «возобновимая» энергетика (солнечная, ветровая, геотермальная…) – делает это лишь гипотетически. В полном соответствии со своей долей в «энергетической корзине» человечества – менее 1%.

По счастью, «альтернативная» энергетика несостоятельна и в чисто энергетическом плане. Потому что имеет дело с едва ли не самыми «распыленными» источниками энергии из всех, которые когда-либо использовал человек.

Как вы, наверное, помните, самыми эффективными «фабриками» по переработке и накоплению первичной солнечной энергии на Земле являются растения. Именно поэтому изначально рассеянная энергия Солнца в древесном топливе содержится в концентрированном виде.

Использование этой – сконцентрированной в древесине энергии стало основой роста и усложнения человечества на протяжении многих тысячелетий. От древнейших времен, когда люди впервые овладели огнем, до Промышленной революции XIX века.

В еще более концентрированном виде первичная солнечная энергия содержится в каменном угле. Уголь образовался из органических растительных останков, которые «уплотнялись» на протяжении миллионов лет. И соответственно «уплотнялась» накопленная в них энергия. Антрацит – это своего рода «сконцентрированные дрова».

Еще большую «плотность» изначально рассеянная энергия приобрела в природном газе и особенно – в нефти.

Бурный рост и стремительное усложнение человечества на протяжении двух последних столетий основаны на том, что люди использовали энергию во всё более «уплотненном» виде. Причем «концентрированные» энергоносители: уголь, нефть, газ – добывались в уже готовом виде. Первоначально рассеянная энергия была «уплотнена» в них с помощью «природных технологий». Задолго до того, как на Земле появился цивилизованный человек.

А в каком виде содержат энергию энергоносители, которые предлагает нам «возобновимая» энергетика?

Нетрудно догадаться, что в солнечном свете, в ветре, в морских приливах эта энергия содержится в гораздо более рассеянном виде, чем в ископаемых углеводородах и даже в обычных дровах. Поэтому, чтобы использовать такую энергию вместо энергии угля, нефти и газа, ее нужно сначала должным образом «уплотнить».

Как это сделать без помощи множества зеленых растений, геохимических процессов и быстрее, чем за миллионы лет?

А с помощью новых, «экологически чистых» технологий, – говорят сторонники «альтернативной» энергетики.

Вот только «наивно» упускают из виду, что для разработки, внедрения и эксплуатации этих новых, «экологически чистых» технологий понадобится использовать энергию УЖЕ сконцентрированную. И брать эту «плотную» и качественную энергию придется… из ископаемых углеводородов!

Причем, поскольку мы всё еще живем в Нефтяной цивилизации, основным источником энергии, с помощью которой будут «уплотнять» рассеянную энергию солнечного света, приливов и ветра, станет всё та же обычная, «легкая» НЕФТЬ!!!

Увы, но в противном случае энергетический переход от ископаемых углеводородов к солнечному свету, приливам и ветру будет означать откат человечества к тем, совсем уж далеким временам, когда люди даже огнем еще не владели. Откат от эффективных, высококонцентрированных энергоносителей: антрацита, газа и особенно нефти – к намного менее эффективным источникам энергии, чем даже простые дрова…

Но готовы ли современные цивилизованные люди вновь начать жить так, как живут другие животные? Все те наши собратья по планете, которые обходятся лишь текущими «энергопоставками» солнечного света, воды или ветра. А в концентрированном виде добывают энергию лишь в виде пищи: из растений, других животных или грибов.

Помнят ли сторонники «альтернативной» энергетики, что в те далекие времена на Земле жило не более 5–10 миллионов особей вида Homo Sapiens? И жили эти несколько миллионов человек в целиком природной, еще не затронутой цивилизацией и потому максимально благоприятной для их жизни среде. Потому что в ТОЙ природной среде, еще не узнавшей огня человека, первичная энергия Солнца концентрировалась в великом множестве растений и поедавших их животных, которые населяли всю поверхность планеты.

А какую жизненную среду унаследуют современные адепты «экологически чистых», «возобновимых» энергоресурсов?

Разросшиеся техногенные пустыни?

Обедненные растениями и животными, глубоко нарушенные остатки природных экосистем?

Боюсь, что в этих новых условиях численность человечества, которое решит жить за счет «возобновимых» источников энергии, вряд ли дотянет даже по первобытных нескольких миллионов человек.

Физические ограничения, связанные с использованием рассеянных источников энергии, еще в 1975 году разъяснил в своем докладе, сделанном на научной сессии, посвященной 250-летию Академии наук СССР, Нобелевский лауреат, академик П. Л. Капица. Приведу некоторые выдержки из этого замечательного документа. Текст его достаточно понятен, в том числе и неспециалисту. Но если у вас возникнут трудности в той части, где используются математические расчеты (возможно также, что в этой части текста есть неточности, допущенные при публикации первоисточника), постарайтесь просто понять суть – о чем идет речь, – и двигайтесь дальше.

Итак, цитирую:

«Энергия, которой пользуются люди, делится теперь на две части. Первая – это так называемая бытовая энергия. /Выделено автором/. Она непосредственно обеспечивает культурный образ жизни. Эта энергия используется для освещения, для питания холодильников, телевизоров, электробритв, пылесосов и большого количества других приборов, которыми пользуются в повседневной жизни. Используемая в быту мощность исчисляется обычно киловаттами. Другой вид энергии – это промышленная энергия, энергия больших мощностей. /Выделено автором/. Ее используют в металлургии, на транспорте, в машиностроении, в механизации строительства и сельского хозяйства и ряде подобных областей. Эта энергия значительно больше бытовой, мощность ее исчисляется в мегаваттах, ее масштабы и стоимость определяют уровень валового продукта в народном хозяйстве страны. Конечно, предстоящий кризис будет вызван недостатком ресурсов энергии только в энергетике больших мощностей: обеспечение получения этой энергии в достаточном количестве и является основной проблемой, которая ставится перед наукой.

Я уже сказал, что предсказания предстоящего энергетического кризиса делаются на основе закона сохранения энергии. Как известно, большую роль в ограничении возможности использования энергетических ресурсов играет также закон, требующий во всех процессах преобразования энергии возрастания энтропии. Оба эти закона накладывают "вето" на преодоление кризиса путем создания "перпетуум-мобиле". Закон сохранения энергии накладывает "вето" на "перпетуум-мобиле" 1-го рода. Энтропия накладывает "вето" на так называемый "перпетуум-мобиле" 2-го рода. Интересно отметить, что этот второй род "перпетуум-мобиле" и по сей день продолжают предлагать изобретательные инженеры, и часто опровержение такого рода устройств связано с большими хлопотами. /Например, опровержение «совместимости» сохранения окружающей природной среды с сохранением привычного для нас материального уровня жизни путем дальнейшего научно-технического прогресса – примечание автора/. Эта область относится к термодинамике, она хорошо изучена, и я на ней останавливаться не буду.

Я ограничусь рассмотрением закономерностей, которые определяют развитие энергетики больших мощностей и связаны с существованием в природе ограничений для плотности потока энергии. /Выделено автором/. Как будет видно, часто эти ограничения не учитываются, что ведет к затратам на проекты, заведомо бесперспективные. Это и будет основной темой моего доклада.

Все интересующие нас энергетические процессы сводятся к трансформации одного вида энергии в другой, и это происходит согласно закону сохранения энергии. Наиболее употребительные виды энергии – электрическая, тепловая, химическая, механическая, а теперь и так называемая ядерная. Трансформацию энергии обычно можно рассматривать как происходящую в некотором объеме, в который через поверхность поступает один вид энергии, а выходит преобразованная энергия.

Плотность поступающей энергии ограничена физическими свойствами той среды, через которую она течет. В материальной среде плотность потока энергии U ограничивается следующим выражением:

U < vF, (1)

где v – скорость распространения деформации, обычно равная скорости звука, F – плотность энергии, которая может быть либо упругой, либо тепловой, U есть вектор. <…> Вектор U оказывается весьма удобным для изучения процессов преобразования энергии. Впервые он был предложен в 1874 г. русским физиком Н. А. Умовым. Десятью годами позже такой же вектор для описания энергетических процессов в электромагнитном поле был дан Дж. Пойнтингом. Поэтому у нас принято называть его вектором Умова–Пойнтинга.

Если выражение (1) применить для газовой среды, то оно приобретет следующий вид:

U = A T1/2p, (2)

где А – коэффициент, зависящий от молекулярного состава газа, Т – температура и р – давление газа.

Выражение такого вида определяет, например, ту предельную мощность, которую может передать горючая среда на единицу поверхности поршня мотора или лопаток турбины. Как видно, эта мощность падает с давлением; поэтому такое же выражение определяет ту предельную высоту, на которой может летать турбореактивный самолет.

Используя вектор Умова-Пойнтинга, можно описывать даже процессы, когда энергия передается ременной передачей. Тогда произведение скорости ремня на его упругое напряжение дает мощность трансмиссии.
<…>
Мне пришлось на практике встретиться с технической проблемой, когда недостаточная плотность потока электрической энергии ограничивала осуществление решения этой проблемы на практике. Это произошло при следующих поучительных обстоятельствах.

В 40-х годах мой учитель А. Ф. Иоффе занимался разработкой оригинального электростатического генератора, который питал небольшую рентгеновскую установку. Этот генератор был прост по своей конструкции и неплохо работал. Тогда у Иоффе возникла идея заменить в широком масштабе электромагнитные генераторы на электростатические и перевести на них всю большую электроэнергетику страны. Главным основанием было то, что электростатические генераторы не только проще по своей конструкции, но могут сразу давать высокое напряжение для линий передач. Мне пришлось тогда опровергать осуществимость этого проекта, исходя из оценки плотности потока электроэнергии при трансформации ее в механическую.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-02-07; просмотров: 423; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 54.165.122.173 (0.085 с.)