Рассмотрим тот аспект современного производства энергии, который, по общему мнению, легче всего заменить ископаемым топливом: сегодняшняя доступность недорогой, глобальной и востребованной электроэнергии.
В современных электрических сетях миллиарды людей по всему миру имеют возможность по требованию получать питание от любого мыслимого типа стационарных машин - стиральной машины, которая экономит нам часы физического труда в день, светильников, которые добавляют к нашим вечерам часы, полные возможностей, точного медицинского оборудования, которое спасает жизни, и любого из десятков других устройств, которые мы подключаем к сети.
И современные электросети могут постоянно подстраиваться под постоянно меняющийся объем спроса на электроэнергию со стороны этих устройств.
Достижение дешевой, глобальной, востребованной электроэнергии в подавляющем большинстве случаев связано с двумя видами топлива - углем и природным газом, замечательные свойства которых производители энергии использовали в четырех ключевых элементах экономической эффективности современной электроэнергии: (1) базовая мощность, (2) мощность, следующая за нагрузкой, (3) пиковая мощность и (4) крупные, относительно локальные электростанции.
Базовая мощность: Высоконадежный и стабильный источник электроэнергии для удовлетворения гарантированного спроса в сети в определенный момент времени. Стабильность способствует экономичности за счет чрезвычайно эффективного использования энергии. Основным видом топлива для базовой мощности является плотный, богатый уголь, который легко найти, легко хранить в больших количествах (чтобы избежать перебоев в поставках) и легко транспортировать, что делает его недорогим источником базовой мощности практически в любой точке мира, а также отличным источником следующего ключевого элемента недорогой глобальной электроэнергии по требованию: мощности, следующей за нагрузкой.
Мощность, следующая за нагрузкой: Постепенно меняющийся источник электроэнергии для удовлетворения ожидаемых изменений спроса в сети в определенное время. Например, мощность, следующая за нагрузкой, будет увеличиваться в то время суток, когда ожидается большая промышленная активность или большое количество кондиционеров в жилых помещениях. Хотя следование за нагрузкой не является столь же энергоэффективным, как базовая мощность, оно все же достаточно энергоэффективно, поскольку повышается и понижается медленно, а не быстро (в стиле движения "стоп-энд-гоу", классического убийцы топливной эффективности).
Пиковая мощность: Высококонтролируемый, гибкий источник энергии, который может циклически увеличиваться и уменьшаться в зависимости от непредсказуемых колебаний спроса. Это более дорогостоящий источник энергии, поэтому энергосистемы стремятся использовать как можно больше базовой мощности и мощности, следующей за нагрузкой. Ведущим видом топлива для пиковой мощности является природный газ, который, будучи газом, гораздо легче быстро регулировать, чем твердое топливо, такое как уголь. Природный газ также может отлично подойти для поддержания нагрузки и даже для базовой мощности, особенно если он расположен на одном континенте; как газ его легко и экономически эффективно транспортировать по трубопроводу по суше, но не так много по воде (хотя это улучшается при использовании "сжиженного природного газа").
Крупные, относительно локальные станции: Выработка электроэнергии на крупных станциях, расположенных относительно недалеко от домов потребителей. Это обеспечивает экономию масштаба, которую никогда не смогли бы достичь небольшие станции, обслуживаемые домовладельцами, при минимизации больших затрат, связанных с линиями передачи электроэнергии на большие расстояния. Крупные, относительно локальные станции возможны при использовании угля и природного газа, поскольку их можно легко и экономически эффективно транспортировать куда угодно, а затем сжигать в относительно небольшом центральном месте. В отличие, скажем, от солнечных и ветряных электростанций, которые требуют разрастающихся установок, основанных на том, где больше всего солнца и ветра, независимо от того, где находятся люди.
Эти ключевые элементы современной, недорогой, глобальной электроэнергии по требованию не только были разработаны на основе специфических свойств угля и природного газа, но и использование этих видов топлива в современной электроэнергетике было усовершенствовано путем постоянного улучшения до невероятной степени.
С углем миллионы людей работали над постоянным совершенствованием добычи угля, транспортировки угля (суда, баржи и поезда), угольных генераторов, методов технического обслуживания, специфичных для угля, и эксплуатации угольных электростанций.
Что касается природного газа, то миллионы людей работали над постоянным совершенствованием добычи природного газа, транспортировки природного газа (особенно трубопроводов), двигателей, работающих на природном газе, методов технического обслуживания, специфичных для природного газа, и эксплуатации электростанций на природном газе. Попытка превзойти ископаемое топливо требует создания и постоянного совершенствования целой новой глобальной отрасли.
Подведем итоги: Экономические инновации и достижение сегодняшних экономически эффективных электроэнергетических систем, включающих крупные местные станции, производящие электроэнергию для базовой, последующей и пиковой нагрузки, были связаны с миллионами людей на протяжении многих поколений, работавших со специфическими характеристиками ископаемого топлива.
Тот факт, что ископаемое топливо обладает замечательными природными качествами, которых нет у большинства альтернатив, и что непревзойденное количество экономических инноваций и достижений было направлено на использование этих специфических качеств с максимальной экономической эффективностью, создает невероятно высокую планку для потенциальных альтернатив ископаемому топливу. Большинство альтернатив лишены хотя бы одного из замечательных качеств ископаемого топлива, поэтому для того, чтобы сравняться с ископаемым топливом по эффективности затрат, потребуется огромное количество экономических инноваций и достижений с более сложной стартовой точки.
Неудивительно, что до сих пор ни одна альтернатива не приблизилась к этому.
Полезной аналогией для понимания того, насколько опережает конкурентов секретный соус ископаемого топлива, состоящий из замечательных характеристик и непревзойденных экономических инноваций и достижений, связанных с этими характеристиками, является статус кремния в мире микрочипов.
Практически в каждом микрочипе в мире используется кремний. Кремний по своей природе является полупроводником - материалом, который ни легко проводит электричество, ни полностью останавливает его, но скорее может проводить электричество при определенных обстоятельствах. Полупроводники позволяют быстро включать и выключать электрические токи, используемые во всех микрочипах.
Любому конкуренту кремния придется преодолеть два препятствия.
Во-первых, кремний обладает замечательными природными свойствами как полупроводник, благодаря которым он и был выбран производителями и потребителями в первую очередь. Во-вторых, современная индустрия микрочипов потратила несколько поколений на то, чтобы выяснить, как именно использовать свойства кремния во всех видах микрочипов, которые только можно себе представить: от компьютерных микропроцессоров до микросхем в смартфонах и чипов в вашем автомобиле.
Это включает в себя целую цепочку производственных процессов, в том числе извлечение кремния из земли, его переработку в полезную форму, производство переработанных материалов в микрочипы и так далее.
Если бы кто-то сказал: "Давайте к 2050 году обойдемся без кремния", мы бы подумали: "Это звучит довольно безумно, учитывая, что кремний - такой хороший полупроводник, и учитывая, что миллионы людей потратили несколько поколений на то, чтобы использовать его как можно более экономически эффективно для миллионов ситуаций".
Точно такая же мысль применима и к ископаемому топливу.
Эпические проблемы, связанные с заменой ископаемого топлива для отопления и передвижения на ископаемом топливе
В предыдущем разделе я использовал пример электроэнергии, чтобы проиллюстрировать два элемента секретного соуса ископаемого топлива - (1) замечательные свойства природного хранения, природной концентрации и природного изобилия, и (2) поколения экономических инноваций и достижений вокруг этих замечательных свойств - и то, как трудно их заменить.
Но, как я уже упоминал в предыдущем разделе, электричество на ископаемом топливе, которое невероятно трудно заменить, на самом деле является самой простой формой энергии на ископаемом топливе, которую можно заменить. Гораздо труднее заменить те формы, о которых наша система знаний почти никогда не говорит: тепло - особенно "промышленное тепло" - и мобильность.
Источником широко распространенной путаницы в вопросах энергетики, особенно широко распространенного невежества в отношении трудностей замены ископаемого топлива, является обычное приравнивание "энергии" к "электричеству". Например, комментатор говорит, что какая-то страна получает 25 процентов своей "энергии" от "возобновляемых источников", в то время как на самом деле это всего лишь 25 процентов от общего потребления электроэнергии в стране, что является лишь малой частью общего потребления энергии.
Несмотря на распространенное смешение понятий "энергия" и "электричество", потребление электроэнергии составляет всего 19 процентов от общего потребления энергии - 63 процента от ископаемого топлива.
Почему так много энергии не является электричеством? В конце концов, электричество - это замечательно.
Основная причина заключается в том, что наиболее экономически эффективный способ питания многих типов машин заключается не в процессе производства электроэнергии (из ископаемого топлива или из любого другого источника), а в непосредственном сжигании ископаемого топлива для получения тепла или мобильности.
Три основные области, в которых ископаемое топливо доминирует за счет прямого сжигания - это мобильность, промышленное тепло и тепло в жилых помещениях, где прямое сжигание ископаемого топлива в большинстве случаев обеспечивает самое дешевое и/или наиболее эффективное решение.
В этих случаях, как и электричество, сегодняшнее недорогое, по требованию, глобальное производство энергии является продуктом экономических инноваций и достижений многих поколений. Но в еще большей степени, чем в случае с электроэнергией, эти экономические инновации и достижения основаны на специфических свойствах ископаемого топлива, что означает, что заменить его значительно сложнее, чем даже электроэнергию.
Сверхэкономичная тепловая энергия
Рассмотрим промышленное тепло или "тепло промышленного процесса" - широко упускаемую из виду категорию энергопотребления.
Промышленное тепло используется для производства жизненно важных материалов, таких как цемент, сталь и пластмассы (наряду с большинством других ископаемых материалов).
Промышленный нагрев предполагает чрезвычайно высокие температуры, до 3 000°F, поэтому для него требуются материалы и процессы, способные генерировать такие температуры.
Иногда промышленное тепло производится с помощью электричества, например, при производстве алюминия, но чаще, например, при производстве цемента, стали и пластмасс, промышленное тепло производится путем прямого сжигания ископаемого топлива.
Почему?
Поскольку, сжигая ископаемое топливо и используя тепло напрямую, вы улавливаете гораздо больший процент теплового потенциала топлива, чем при преобразовании топлива в электроэнергию.
Например, сжигая природный газ непосредственно в печи и используя его для нагрева какого-либо вещества, вы можете использовать более 90 процентов возможного теплового потенциала природного газа.
Сравните это с использованием электроэнергии природного газа для отопления, которое предполагает сжигание природного газа для создания давления воздуха, чтобы привести в движение турбину, вырабатывающую электроэнергию - процесс, при котором обычно теряется около половины энергетического потенциала природного газа. Затем электроэнергия передается по линии электропередач, что влечет за собой еще большие потери энергии, и, наконец, преобразуется в тепло с помощью электрического нагревателя. Этот процесс обязательно приводит к производству гораздо меньшего количества тепла, чем при сжигании природного газа в самом начале, а также к созданию большого количества инфраструктуры.
Поскольку при прямом сжигании природного газа используется гораздо больше энергии природного газа, это может привести к гораздо более низким ценам, чем использование электроэнергии природного газа для получения тепла.
Например, рассмотрим столь разрекламированный феномен водородного топлива.
Самым экономически эффективным процессом производства водородного топлива является непосредственное преобразование природного газа путем так называемого "паро-метанового риформинга". Стоимость зависит от цен на сырье, но может составлять чуть более 1 доллара за килограмм водорода. В отличие от этого, если для производства водородного топлива использовать электричество (с помощью процесса, называемого "электролизом"), то, по оценкам Министерства энергетики США, текущие затраты составляют около $5 за килограмм, в основном за счет стоимости электроэнергии.
Так же, как прямое сжигание ископаемого топлива часто более рентабельно для промышленного тепла, так и для бытового тепла, которое предполагает значительно более низкие температуры. Сжигание чистого природного газа для отопления сохраняет до 98 процентов теплового потенциала газа, а не теряет большую часть этого потенциала при преобразовании газа в электроэнергию, а затем обратно в тепло.
Сверхэкономичная мобильная энергетика
В случае с теплом, особенно промышленным, прямое сжигание ископаемого топлива обычно гораздо более экономически эффективно, чем любая альтернатива с использованием электроэнергии, включая электроэнергию на ископаемом топливе, прежде всего из-за стоимости; можно сделать то же самое за гораздо меньшие деньги.
Прямое сжигание ископаемого топлива для мобильности не только дешевле, но и обладает эффективностью, которой нет ни у одного вида электричества. В сфере мобильности существует множество областей, в которых сегодня не существует коммерческой замены по любой цене.
Причина в том, что современная мобильность построена на уникальной природной энергетической плотности нефти.
Существуют и другие формы жидкого топлива с несколько сравнимой плотностью энергии с нефтяным топливом, от жидкого водородного топлива (которое почти в три раза легче нефтяного топлива, но занимает примерно в четыре раза больше места) до спиртового топлива на основе растений (которое занимает примерно в два раза больше места, чем нефтяное топливо).
Но в отличие от нефти, которая в большинстве случаев начинается как жидкость, которую можно дешево переработать в пригодное для использования топливо, водород и топливо на основе растений начинаются как материалы, которые и близко не похожи на жидкое топливо. А процесс их превращения в жидкое топливо до сих пор оказывался затратным в масштабах страны. Например, жидкое топливо из биомассы (биотопливо) сталкивается с теми же проблемами масштабирования, что и древесина - дорого обходится производство энергии.
Когда речь идет об экономически эффективных мобильных машинах, нефть в настоящее время не имеет конкурентов. Особенно это касается крупных мобильных машин. Вот почему из 32 процентов мировой энергии, которая является мобильной, 90 процентов приходится на нефть.
Возьмем грузовые суда - огромные машины, перевозящие большинство международных товаров, на которые приходится 12 процентов мобильной энергии. Подавляющее большинство из них сегодня работают на нефти, обычно на более дешевом мазуте в открытых водах , где более высокие выбросы твердых частиц в атмосферу легко рассеиваются, не влияя на (несуществующих) жителей близлежащих районов.
Самолеты используют 11 процентов мобильной энергии, а 100 процентов работают на нефтяном топливе, обычно на реактивном топливе (обычно на основе керосина) или авиационном бензине.
Нефть полностью доминирует в тяжелом транспорте до такой степени, что для грузовых судов и самолетов не существует коммерческих альтернатив по любой цене. А для других видов большегрузного транспорта нет ничего даже близко похожего на нефть.
Тяжелые грузовики, которые перевозят по странам такие грузы, как продукты питания, одежда и электроника, на 98 процентов работают на дизельном топливе - одном из видов нефтяного топлива.
Подавляющее большинство тяжелой сельскохозяйственной техники работает на нефти, а также.
Нефть имеет больше конкуренции в "легких" приложениях, таких как автомобили, где гораздо более низкая плотность энергии батарей имеет меньшее значение.
Автомобили на аккумуляторах, хотя и имеют определенные преимущества (например, отсутствие выхлопных газов), в настоящее время испытывают трудности с ценой и особенно с удобством (время зарядки, запас хода, значительная потеря заряда аккумулятора в жарких и холодных условиях) по сравнению с бензиновыми автомобилями. В той степени, в которой аккумуляторы улучшат свою экономическую эффективность, эти недостатки могут уменьшиться и сделать аккумуляторные автомобили конкурентоспособными без огромных субсидий, которые в настоящее время стимулируют большинство покупок аккумуляторных автомобилей.
Но важно помнить, что даже если аккумуляторные автомобили станут лучше для легких грузовиков, все, что напоминает сегодняшние уровни плотности энергии для батарей, является полным и абсолютным провалом для самых больших транспортных средств, таких как грузовые суда и самолеты.
Прямое сжигание нефтяного топлива для передвижения - это поистине чудо экономической эффективности, которое является ошеломляющим вызовом для любой альтернативы. Она включает в себя поколения экономических инноваций и достижений в области двигателей и транспортных средств, которые специально используют замечательную плотность энергии нефти.
Таким образом, если кто-то утверждает, что в ближайшем будущем сможет заменить нефть в качестве топлива для передвижения, ему лучше предоставить совершенно ошеломляющие доказательства.
Размышляя о потенциале альтернатив для замены ископаемого топлива, необходимо признать еще один важный момент, касающийся преимущества ископаемого топлива по экономической эффективности для промышленного тепла и мобильности: это означает, что ископаемое топливо используется в больших количествах для производства каждой "альтернативы" ископаемому топливу, все из которых включают высокотепловые процессы и мобильность (для добычи и транспортировки).
Таким образом, когда мы говорим об альтернативах, мы должны признать, что все они в настоящее время используют ископаемое топливо, чтобы существовать вообще - и если бы они не могли использовать ископаемое топливо, они либо не существовали бы вообще, либо стоили бы намного дороже.
Напомним: "секретный соус" уникальной экономической эффективности ископаемого топлива - это поколения экономических инноваций и достижений, специально примененных к замечательным свойствам ископаемого топлива: естественному хранению, естественной концентрации и естественному изобилию.
Этот секретный соус создал ситуацию, в которой ископаемое топливо очень далеко от замены электроэнергии и даже не имеет начала замены для большинства промышленных тепловых процессов и мобильной энергии - включая промышленное тепло и мобильную энергию, используемую для производства всех других видов энергии.
Поэтому на заявления о том, что любая комбинация альтернатив сможет в ближайшее время существенно, а тем более полностью, заменить ископаемое топливо, ложится невероятное бремя доказательств. Хотя мы должны быть открыты для доказательств беспрецедентных экономических прорывов, наши базовые ожидания должны быть следующими: если использование сверхдешевой энергии в мире будет продолжаться и распространяться на миллиарды людей, это потребует больше ископаемого топлива, и альтернативы, скорее всего, останутся дополнением, а не заменой.
В связи с этим возникает последний вопрос об уникальной рентабельности ископаемого топлива: Сможет ли секретный соус ископаемого топлива сохраниться и расшириться в будущем?
Будущая экономическая эффективность ископаемых видов топлива
Теперь, когда мы понимаем секретный соус ископаемого топлива - его сочетание естественного хранения, естественной концентрации и естественного изобилия, которое было использовано со сверхнизкими затратами благодаря поколениям экономических инноваций и достижений, - мы можем ответить на вопрос: Какова будет способность ископаемого топлива обеспечивать сверхэкономичную энергию в будущем? Смогут ли они продолжать производить столько же? Гораздо больше? Гораздо меньше? Это очень важно знать в мире, который будет нуждаться в гораздо большем количестве энергии.
Как я уже говорил в главе 2, будущее наличие ископаемых видов топлива для получения энергии, как правило, является предметом большого пессимизма. Постоянное беспокойство по поводу ископаемого топлива заключается в том, что оно "закончится" или, по крайней мере, станет намного дороже.
Это часто принимает форму пугающего заявления о "запасах", например, "У нас осталось всего тридцать лет запасов нефти. У нас скоро закончится нефть". Когда мы слышим подобные заявления, мы часто думаем, что "запасы" означают количество нефти в земле. Так что тридцатилетние запасы означают, что нефти в земле хватит только на тридцать лет, а потом она закончится.
Но если мы поймем, что означает и не означает "резервы", то увидим, что причин для беспокойства нет.
Под "запасами нефти" понимается только доступный в настоящее время ресурсный потенциал - количество нефти, которое, по мнению производителей, они могут экономически эффективно добыть с помощью доступных в настоящее время технологий.
В любой момент времени эти запасы представляют собой крошечную долю фактического углеводородного сырья - нефти, угля и газа, находящегося в земле и называемого "месторождениями".
А запасы ископаемого топлива просто огромны. Ископаемые виды топлива настолько богаты, что даже более редких ископаемых видов топлива, нефти и природного газа, в земле осталось в десять раз больше, чем было использовано за всю историю цивилизации. Уголь еще более изобилен. По оценкам, при нынешних темпах использования запасов угля хватит как минимум на тысячи лет.
Таким образом, в ближайшие столетия не может быть и речи об исчерпании запасов ископаемого топлива.
Но почти безграничные запасы нефти, угля и природного газа не обязательно означают, что большая часть этих материалов может быть экономически эффективно преобразована в энергию.
Это зависит от того, насколько рентабельно мы сможем использовать эти месторождения.
К счастью, способность энергетической промышленности находить и экономически эффективно добывать ископаемое топливо постоянно улучшается благодаря благотворному кругу расширения возможностей, основанному на использовании ископаемого топлива. Как время, освобожденное от ископаемого топлива, и машинный труд на ископаемом топливе делают возможными беспрецедентные инновации и прогресс во всех других областях, так и само ископаемое топливо.
Одной из знаковых областей прогресса является технология использования сланцевой энергии, которую в СМИ часто называют "гидроразрывом пласта", а в промышленности - "ГРП". ГРП - это сокращение от гидравлического разрыва пласта, одного из нескольких процессов, которые могут быть использованы для получения нефти и природного газа из сланца. Эта технология привлекла к себе внимание из-за утверждений о том, что она загрязняет грунтовые воды - утверждений, которые я рассмотрю в главе 10.
Сланцевая энергетическая революция привела к быстрому росту добычи нефти и природного газа в последнее десятилетие, особенно в США - лидере этой революции.
Сланцевая энергия превратила Соединенные Штаты из огромного нетто-импортера нефти в нетто-экспортера. В 2007 году США импортировали более 400 миллионов галлонов нефти в день. В 2019 году США стали нетто-экспортером нефти.
В США все еще есть огромные сланцевые месторождения, которыми можно воспользоваться, а остальной мир, который едва начал заниматься гидроразрывом пласта, имеет практически безграничный потенциал.
Сланцевая энергия - не единственный захватывающий рубеж добычи нефти и газа.
Сколько бы природного газа ни было в земле, по оценкам, гораздо больше запасов природного газа находится в так называемых "гидратах метана" - залежах природного газа в замороженном виде, существующих на дне океана.
Таким образом, есть все основания полагать, что мы сможем продолжать использовать нефть и газ в течение многих поколений.
Кроме того, в долгосрочной перспективе существует возможность превратить наиболее распространенное и доступное ископаемое топливо, уголь, в жидкости и газы, которые мы сегодня получаем из нефти и газа.
Поскольку ценность ископаемых видов топлива обусловлена тем, что они являются углеводородами - комбинациями водорода и углерода - углеводороды одной формы (жидкие, твердые или газообразные) могут быть преобразованы в другую форму. Это представляет особый интерес, когда речь идет о преобразовании угля, твердого вещества, в какую-либо форму жидкого углеводородного топлива, поскольку это означало бы фактически безграничные запасы жидкого топлива, гораздо более легкодоступные, чем нефтяные месторождения, из которых мы получаем жидкое топливо сегодня.
В настоящее время процессы преобразования угля в жидкое топливо нерентабельны для большинства целей, но в будущем, благодаря техническим и экономическим инновациям, мы сможем получать недорогие жидкие углеводороды из практически неограниченных запасов угля по всему миру. (Сегодня мы уже можем по низким ценам превращать уголь в жидкое спиртовое топливо, называемое метанолом, которое вполне пригодно, хотя его энергетическая плотность составляет лишь половину плотности нефти).
Подводя итог, можно сказать, что есть все основания полагать, что если оставить производителям возможность свободно использовать ископаемое топливо, то в ближайшие десятилетия и поколения они смогут продолжать производить сверхдешевую энергию и жизненно важное сырье в еще больших масштабах, что позволит еще большему числу людей получить новые возможности.
Теперь, когда мы понимаем секретный соус ископаемого топлива - поколения экономических инноваций и достижений, которые были применены к замечательным свойствам ископаемого топлива - и знаем, что он может продолжать расширяться, мы находимся в информированном положении, чтобы оценить: В какой степени альтернативы могут дополнить или даже заменить ископаемое топливо в качестве источника сверхдешевой и эффективной энергии, от которой зависит жизнеспособность нашего мира и которая необходима миллиардам людей? Действительно ли, как нам постоянно говорят, происходит беспрецедентная "зеленая" революция, которая может быстро заменить ископаемое топливо? Или наша система знаний, направленная против воздействия, против энергии, снова искажает реальность?
Давайте посмотрим на доказательства.
Глава 6.
Альтернативы: Искажения против реальности
Каков истинный потенциал альтернатив?
Вот где мы находимся. Цель этой части книги - понять все выгоды от продолжения использования ископаемого топлива.
В главе 4 мы увидели, что нынешние преимущества ископаемого топлива, вопреки нашей системе знаний, не являются тривиальными для жизнеспособности нашего мира. Ископаемое топливо, обеспечивая сверхдешевую эффективную энергию, которая радикально увеличивает производственные возможности человечества за счет сверхдешевого машинного труда и огромного количества высвобожденного умственного труда, а также уникальные универсальные материалы ископаемого топлива, фактически делают наш мир противоестественно пригодным для жизни.
В главе 5 мы увидели, что уникальная способность ископаемого топлива обеспечивать сверхдешевую и эффективную энергию - которую наша анти-воздействующая, анти-энергетическая система знаний либо отрицает, либо не заинтересована в ней - обусловлена сочетанием его замечательных природных свойств и непревзойденного количества экономических инноваций и достижений, которые были применены к этим специфическим свойствам. И мы увидели, что уникальная способность ископаемого топлива может значительно возрасти, чтобы дать возможность миллиардам людей в неопределенном будущем.
Мы увидели, что проблема конкуренции с ископаемым топливом очень остро стоит в электроэнергетике, но гораздо острее в сфере промышленного тепла и мобильности, где прямое сжигание ископаемого топлива часто оказывалось гораздо более рентабельным, чем электричество, а в некоторых случаях, таких как большегрузный транспорт, электричество не может быть использовано. Следствием всего этого для альтернативных источников является то, что они начинают свою конкурентную борьбу с сильно уступая ископаемому топливу. Это означает, что частичная замена, не говоря уже о полной замене ископаемого топлива в ближайшем будущем потребует совершенно беспрецедентных, прорывных экономических достижений, что наиболее вероятно для ядерной энергии, единственной альтернативы, которая может соответствовать и даже превосходить ископаемое топливо по сочетанию естественного хранения, естественной концентрации и естественного изобилия.
Учитывая этот контекст, мы теперь можем полностью ответить на вопрос: Какова сравнительная способность ископаемого топлива по сравнению с альтернативными видами топлива производить сверхдешевую и эффективную энергию, в которой мир нуждается гораздо больше?
Есть пять гипотетических ответов, каждый из которых имеет различные последствия для политики.
Альтернативы ископаемому топливу, которое в настоящее время обеспечивает 20 процентов мировой энергии, по-прежнему будут скромными дополнениями.
Альтернативы ископаемому топливу станут более значимыми дополнениями для удовлетворения растущих глобальных энергетических потребностей - обеспечивая, скажем, 30 процентов мировой энергии в мире, который все больше использует гораздо больше энергии. При таком гипотетическом сценарии использование ископаемого топлива все равно будет расти, но не так медленно, как альтернативы.
В радикальном отклонении от текущей реальности и тенденций альтернативы ископаемому топливу станут частичной заменой ископаемому топливу, обеспечивая такое количество экономически эффективной энергии, что фактически произойдет снижение использования ископаемого топлива, несмотря на растущие потребности в энергии.
В радикальном отклонении от того, как когда-либо работала любая энергетическая экономика, альтернативы быстро станут полной заменой ископаемому топливу, обеспечивая всю энергию, которую ископаемое топливо дает сегодня, плюс всю дополнительную энергию, которая потребуется миру с расширяющимися возможностями.
Еще более экстремальным, чем предыдущий сценарий, является то, что альтернативы, считающиеся "зелеными" - солнце, ветер, биомасса и геотермальная энергия, но не крупномасштабная гидроэнергетика и не ядерная энергия - сами по себе могут стать полной заменой ископаемому топливу.
Учитывая то, что мы знаем о сложности конкуренции с "секретным соусом" ископаемого топлива - замечательными природными качествами, используемыми сверхзатратно и эффективно в течение многих поколений экономических инноваций и достижений, наши чрезвычайно сильные базовые ожидания на следующие тридцать лет должны быть сценариями 1 или 2, 3 - невероятно невероятным, 4 - практически невозможным, а 5 - полным бредом.
Если говорить более подробно, то следует ожидать, что сценарий 3 практически невозможен - альтернативные варианты в ближайшем будущем станут частичной заменой ископаемому топливу в мире, которому требуется гораздо больше энергии. А идею сценария 4, полной замены ископаемого топлива как для сегодняшних, так и для завтрашних растущих энергетических потребностей, следует рассматривать как практически невозможную. Сценарий 5, полная "зеленая" замена ископаемого топлива, следует рассматривать как совершенно безумную идею, пока не будет окончательно доказано обратное.
И все же наша система знаний выходит за рамки того, что я называю этой совершенно безумной идеей, и говорит нам, что менее чем через тридцать лет ископаемое топливо может быть не только полностью заменено, но и превзойдено исключительно "зелеными" альтернативами, обеспечивая всю необходимую миру энергию по еще более низкой цене, чем это может сделать ископаемое топливо.
Например, группа видных ученых и других влиятельных людей, называющая себя Глобальной стратегической группой по 100% возобновляемой энергии, заявляет:
Многочисленные исследования изучали 100% возобновляемую энергию ... и они обнаружили, что она работает не только для обеспечения электричества, но и для обеспечения всей энергии. Переход к 100% ВИЭ может произойти быстрее, чем ожидается в настоящее время: энергетический сектор может измениться к 2030 году, а другие сектора - вскоре после этого. Общая стоимость энергии в системе 100% ВИЭ будет ниже, чем стоимость традиционной энергии. Система 100% ВИЭ может надежно (24-7) снабжать регионы, страны и весь мир энергией по низкой цене.
Хотя мы всегда должны быть открыты для доказательств того, что какой-то беспрецедентный прорыв действительно происходит, мы также знаем, что у нас есть антиэнергетическая система знаний, которая регулярно искажает доказательства об альтернативах ископаемому топливу, чтобы обосновать свою поддержку политики ликвидации ископаемого топлива, а также политики ликвидации ядерной и гидроэнергетической энергетики. Происходит ли это здесь?
Давайте узнаем.
Невероятные утверждения нашей антиэнергетической системы знаний
Может ли наша система знаний быть права в своих невероятных утверждениях, что исключительно "зеленая энергия" может быстро заменить ископаемое топливо за тридцать лет или меньше в обеспечении всего (растущего количества) энергии, в которой нуждается мир, несмотря на огромный перевес ископаемого топлива в естественном хранении, естественной концентрации и естественном изобилии, используемого сверхзатратно и эффективно через поколения экономических инноваций и достижений?
Опять же, наше базовое ожидание должно быть "Абсолютно нет". И любое исследование невероятных утверждений о "зеленой" или "возобновляемой" энергии усиливает это ожидание, потому что такие утверждения неизменно содержат три определенных признака искажения со стороны анти-воздействующей структуры, на которой работает наша система знаний:
Они преследуют цель снижения энергопотребления, направленную против воздействия и процветания.
Они настаивают на "зеленых" (т.е. "малозатратных") альтернативах, выражая при этом мало беспокойства по поводу противодействия этим альтернативам.
Они отрицают уникальную экономическую эффективность ископаемых видов топлива сегодня.
Первые два показывают, что наша система знаний имеет анти-воздействие, анти-энергетическое представление о том, что значит "заменить" ископаемое топливо. Третий показывает, что наша система знаний, направленная против воздействия, снова готова искажать реальность для продвижения своей политики, направленной против воздействия, против энергетики.
Они преследуют анти-воздействие, анти-полезную цель снижения энергопотребления
Посмотрите на предложения по замене ископаемых видов топлива и обратите внимание, что вы неизменно видите призывы к меньшему использованию энергии, часто используя термин эффективность.
Например, упомянутое ранее предложение "100% возобновляемой энергии" призывает к "повышению энергоэффективности на всех уровнях".
Один из авторов, Марк Якобсон, пишет в другом месте: "Самым низко висящим плодом для решения проблемы глобального потепления+загрязнения воздуха является УМЕНЬШЕНИЕ потребления энергии".
Как я уже говорил в главе 5, не существует никакого правдоподобного увеличения эффективности машин, которое изменило бы тот факт, что глобальное потребление энергии должно значительно увеличиться, чтобы миллиарды людей имели возможность процветать, чтобы мир, обладающий большими возможностями, стал более процветающим, и чтобы новые виды машинного труда - особенно новые способы усиления человеческого интеллекта - полностью реализовали свой потенциал.
Любое предложение по "замене" ископаемого топлива, которое не фокусируется на необходимости увеличения количества энергии, на самом деле не пытается заменить то, что ископаемое топливо может сделать с точки зрения процветания человека, оно пытается "заменить" ископаемое топливо чем-то, что оказывает гораздо меньшее воздействие на природу - и чем меньше энергии задействует такая "замена", тем лучше.
Они настаивают на "зеленых" (т.е. "малозатратных") альтернативах, выражая при этом мало беспокойства по поводу противодействия этим альтернативам.
Когда речь идет о замене единственного в мире источника сверхэкономичной энергии на альтернативные, необходимо иметь в распоряжении все альтернативы. И все же сегодняшние призывы к замене ископаемого топлива настаивают только на "зеленых" или "возобновляемых" альтернативах, которые обычно исключают большую часть гидроэлектрической энергии, а также ядерную энергию - единственную форму сырой энергии, которая сочетает в себе естественное хранение, естественную концентрацию и естественное изобилие, характерные для ископаемого топлива.
Даже если вы считаете, что солнечная и ветровая энергии являются суперперспективными, нет никаких причин враждебно относиться к ядерной энергии - и все же сегодняшнее движение за "замену" ископаемого топлива зеленой энергией невероятно враждебно относится к ядерной энергии.
Это наводит на мысль, что их конечной целью является не процветание человечества за счет расширения сверхэкономичной энергетики, а устранение антропогенного воздействия - в данном случае, воздействия гидроэлектростанций на реки и "неестественного" воздействия ядерной радиации и отходов (несмотря на то, что они абсолютно управляемы с точки зрения безопасности).
Цель устранения антропогенного воздействия объясняет, почему, как я уже говорил в главе 1, даже в рядах сторонников солнечной энергии, ветра и батарей мало беспокоит растущее глобальное противодействие воздействию этих технологий на природу, что приводит к ограничению добычи полезных ископаемых, линий электропередач и строительства солнечных и ветряных "ферм".
И снова, когда наша система знаний говорит о "замене" ископаемого топлива, она не пытается заменить его чем-то таким же хорошим или лучшим с точки зрения процветания человека, она пытается "заменить" его чем-то гораздо лучшим с точки зрения устранения воздействия человека, что означает замену его гораздо меньшим количеством энергии.
Любому, чья концепция "замены" ископаемого топлива морально охватывает гораздо меньшее использование энергии, нельзя доверять в вопросе о том, может ли альтернатива действительно заменить ископаемое топливо в обеспечении гораздо большего количества энергии, в которой нуждается мир с точки зрения человеческого процветания.
Они отрицают уникальную экономическую эффективность ископаемого топлива сегодня
Как правило, мы должны серьезно относиться к прогнозам только тех, кто безжалостно признает прошлое и настоящее. А заявления о том, что "зеленая энергия" может заменить ископаемое топливо, почти повсеместно игнорируют или отрицают реальность "зеленой энергии" сегодня.
Например, в публичном заявлении, которое я цитировал ранее, ничего не говорится о фактическом состоянии энергетики сегодня, где "возобновляемые источники энергии" играют относительно небольшую роль, ничего не говорится о замечательных природных свойствах ископаемого топлива, ничего не говорится о поколениях экономических инноваций и достижений миллионов людей, которые потребовались для создания нашей нынешней энергетической системы. Напротив, он призывает к "масштабной перестройке глобальной энергетической системы", которую должна осуществить горстка людей, не признавая, что нынешнее беспрецедентное положение вещей возникло благодаря миллионам людей, сотрудничающих и конкурирующих, методом проб и ошибок в реальном мире, а не благодаря какому-то академическому дизайнеру, который все заранее просчитал.
Система знаний, которая делает невероятные предсказания о будущем, игнорируя или отрицая реальность настоящего, - это система знаний, которой нельзя доверять.
Хотя наша система знаний заявляет о прорывах, которые сделают возможной замену в ближайшем будущем, очевидно, что ее концепция "замены", которая явно предполагает меньше энергии в мире, жаждущем энергии, и настаивает только на "зеленой" "замене", (а) обусловлена рамками борьбы с воздействием и (б) основана на искажении сегодняшней энергетической реальности.
Это не говорит нам о том, каков потенциал альтернатив в будущем - это лишь говорит нам о том, что наша система знаний гарантированно не даст нам его.
Таким образом, чтобы узнать истинный потенциал альтернатив, нам необходима оценка состояния альтернатив с точки зрения интересов человека - та, которая ценит экономически эффективную энергию и продвижение человеческого процветания, а не стремится принести их в жертву цели устранения воздействия человека на природу.
В этой главе я дам такую оценку.
Для каждой основной предлагаемой альтернативы ископаемому топливу я приведу фактические доказательства ее потенциала - начиная с понимания ее текущей реальности и ограничений, а затем рассматривая доказательства любых прорывов. Я буду часто указывать на искажения нашей системы знаний, чтобы вы могли понять, почему реальность и потенциал различных альтернатив настолько отличаются от того, что говорит нам система знаний.
Как я покажу, доказательства очевидны: несмотря на то, что существует ряд интересных альтернатив, в том числе одна из них с чрезвычайно долгосрочными перспективами (через несколько поколений или более) в качестве замены, ископаемое топливо незаменимо в обозримом будущем и должно быть расширено, если мы хотим расширить возможности мира и добиться глобального процветания человечества.
Мы увидим, что возбужденные заявления о "зеленых" альтернативах являются дикими искажениями со стороны движения, которое на самом деле выступает против всех форм энергии пропорционально их экономической эффективности - движения, которое поэтому сдерживает не только ископаемое топливо, но и реальные, долгосрочные альтернативы ископаемому топливу.
После этого давайте рассмотрим альтернативы, начиная с тех, которые, по мнению нашей системы знаний, являются наиболее перспективными: солнечная и ветровая энергия.
Современная, отрицаемая реальность солнечной и ветровой энергии
Термины "солнечная энергия" и "энергия ветра" относятся к энергии, почти исключительно электрической, производимой с помощью прямого солнечного света или ветра (который в основном возникает из-за того, что солнечный свет нагревает различные части атмосферы в разной степени).
Большая часть солнечной энергии - это так называемая "солнечная фотоэлектрическая энергия" (сокращенно - солнечная фотоэлектрическая энергия), технология, используемая в солнечных батареях. Солнечные фотоэлектрические батареи вырабатывают электричество благодаря явлению, открытому примерно в 1839 году Эдмондом Беккерелем, которое называется фотоэлектрическим эффектом, когда определенные материалы испускают электроны при попадании на них света. Благодаря чрезвычайно впечатляющим и точным инженерным достижениям солнечные фотоэлектрические панели могут генерировать электричество, когда на них попадает солнечный свет.
Концентрированная солнечная энергия (КСП), которая гораздо менее популярна, чем фотоэлектрическая, концентрирует солнечный свет в тепло, подобно тому, как это делает ребенок с лупой, когда использует солнце для поджигания высушенного листа. Используя, по сути, массив луп (в данном случае зеркал), CSP концентрирует солнечный свет в тепло, которое затем может быть использовано для вращения турбины, вырабатывающей электроэнергию, как это делают электростанции на ископаемом топливе.
Ветроэнергетика использует ветер для вращения лопастей ветряной турбины, которые подключены к генератору, преобразующему энергию ветра в электрический ток.
Солнечная и ветровая энергия лежит в основе всех известных предложений по прекращению использования ископаемого топлива и/или достижению "чистого нуля" выбросов к 2050 году или раньше.
Но, как я уже неоднократно подчеркивал, текущая реальность солнечной и ветровой энергии такова, что после многих десятилетий работы на рынке они производят 3 процента мировой энергии. Почти все это - электричество; в настоящее время они не могут конкурировать со многими видами использования ископаемого топлива, связанными с мобильностью или промышленным теплом.
Это означает, что для того, чтобы они стали полной заменой ископаемому топливу, они должны не просто быстро занять практически всю генерацию электроэнергии; они должны сделать производство электроэнергии намного, намного дешевле, чтобы оно могло конкурировать с прямым сжиганием ископаемого топлива для промышленного тепла. И, кроме того, кто-то должен будет экономически эффективно наладить массовое производство широкого спектра тяжелых транспортных машин, не использующих нефть, таких как водородные самолеты и грузовые суда, которые в настоящее время находятся на стадии радикально уступающих прототипов. И все это менее чем за тридцать лет.
Это настолько надуманно, насколько это вообще возможно.
Но, говорят сторонники солнечной энергии и ветра, происходит беспрецедентная революция, которая должна заставить нас отказаться от всех наших предубеждений. Солнце и ветер станут настолько удивительно дешевыми в производстве электроэнергии, что электричество станет рентабельным для всего, включая синтез водородного топлива для питания водородных самолетов - несмотря на то, что в настоящее время, как я отмечал в главе 5, прямое сжигание ископаемого топлива является самым низкозатратным способом синтеза водородного топлива, и на то, что водородные самолеты не существуют на рынке ни по какой цене.
Поборники солнечной и ветровой энергии подкрепляют свои заявления о невероятном прорыве, приводя два очевидных доказательства.
Первая заключается в том, что внедрение солнечной и ветровой энергии растет быстрыми темпами. Это правда, до определенного момента. Хотя доля солнечной и ветровой энергии в энергопотреблении невелика, в 2020 году их рост составил 20,1 и 11,5 процента. Если эти темпы роста сохранятся, то, как утверждается, вскоре мы будем использовать солнечную и ветровую энергию практически полностью.
Но история показывает нам, что в бизнесе очень часто бывает так, что что-то временно имеет быстрый темп роста, когда его база мала, а затем сужается по мере роста. Тот факт, что новый бренд одежды проходит путь от 1 000 рубашек за год до 2 000 на второй год и 4 000 на третий год, не означает, что это число будет продолжать удваиваться и достигнет 524 миллионов к двадцатому году.
Что заставляет нас думать, что солнечная и ветровая энергия будет продолжать расти, расти и расти?
Вторая названная причина: падение цен.
Мы постоянно видим заголовки о том, что солнечная и ветровая энергия уже упала до цен, которые дешевле ядерной, дешевле угольной, дешевле газовой.
The Guardian сообщает нам, что "уголь на исходе": исследование показало, что ископаемое топливо сейчас дороже солнечной и ветровой энергии. По данным The New York Times, солнечная и ветровая энергия начинает выигрывать в цене по сравнению с традиционным топливом.
И, как нам говорят, эти цены будут продолжать падать, оставляя традиционные источники электроэнергии в пыли.
В таких заявлениях часто используется впечатляющая терминология, такая как паритет энергосистемы и более низкая выровненная стоимость электроэнергии. Но они противоречат двум неопровержимым фактам.
Один из них заключается в том, что солнечная и ветровая энергия существует в больших количествах исключительно там, где им предоставляются огромные государственные преференции. Если посмотреть, где используются солнечная и ветровая энергия, то неизменно можно обнаружить субсидии - то есть правительство заставляет налогоплательщиков давать деньги компаниям, занимающимся солнечной и ветровой энергией. Зачастую правительства фактически предписывают определенный процент солнечной и ветровой энергии в законодательном порядке - такая практика часто называется "портфельными стандартами возобновляемых источников энергии".
Это подозрительно. Почему солнечная и ветровая энергия всегда нуждается в субсидиях и мандатах, если затраты так низки?
Это приводит нас ко второму факту: вопреки утверждениям о более низких затратах, в местах, где используется больше всего солнечной и ветровой энергии, как правило, самая высокая стоимость электроэнергии.
Например, в таких странах-лидерах по использованию солнечной энергии и ветра, как Германия и Дания, цены на электроэнергию в три-четыре раза выше, чем в США, а в США цены на электроэнергию самые высокие в районах с наибольшим количеством солнечной энергии и ветра.
РИСУНОК 6.1 Больше "дешевой" солнечной энергии и ветра ведет к росту цен
Источники: Управление энергетической информации США; BDEW; Калифорнийская энергетическая комиссия; Fraunhofer ISE
Почему солнечная и ветровая энергия всегда дорожает, если на самом деле они так дешевы?
Все становится ясно, если вспомнить ключевой принцип, обсуждавшийся в главе 5: полная стоимость энергии определяется стоимостью всего процесса, необходимого для ее производства.
Полный процесс производства электроэнергии с помощью солнца и ветра, далекий от того, чтобы стать революцией беспрецедентно низкой стоимости, в настоящее время и отдаленно не рентабелен по сравнению с ископаемым топливом из-за двух аспектов природы солнечного света и ветра, которые производители энергии не смогли преодолеть: их размытость и прерывистость.
Издержки усердия
В то время как ископаемое топливо - это естественные концентрированные запасы энергии, солнечный свет и ветер - это естественные разбавленные потоки энергии. Разбавлять - значит иметь низкую плотность энергии - содержать мало энергии в данном объеме или массе.
Разветвленность ветровой и солнечной энергетики означает, что они обязательно занимают гораздо больше земли на единицу произведенной энергии, чем ископаемое топливо или атомная энергия.
Они также используют большое количество ресурсов. Например, диаграмма на следующей странице показывает, насколько материалоемкими являются солнечные и ветровые электрогенераторы. Это далеко от той картины "нулевого воздействия", которую нам дают об этих технологиях.
Солнечная и ветровая энергия также требует добычи ресурсов, известных как редкоземельные элементы. На самом деле они не являются редкими в земле, но они редки в том смысле, что находятся в земле в разбавленном виде, а это означает, что на единицу добытой продукции требуется много добычи.
Для строительства солнечных и ветряных электростанций требуется в десять раз больше добытых материалов, чем для строительства электростанций на ископаемом топливе.
Дилатность не только приводит к большим затратам на землю и материалы, но и к другим значительным затратам на солнечную и ветровую энергию, которые редко учитываются: затраты на инфраструктуру передачи электроэнергии на большие расстояния.
Поскольку для солнечных и ветряных электростанций требуется большое количество земли, часто вдали от населенных пунктов, они требуют новых дорогостоящих линий электропередач, которые переносят огромные объемы электроэнергии на большие расстояния.
РИСУНОК 6.2 Солнечные и ветряные генераторы требуют гораздо больше материалов, чем газовые, угольные и ядерные генераторы
Источник: Четырехгодичный технологический обзор Министерства энергетики США 2015 года
Эти линии также повышают риски, связанные с электричеством, например, лесные пожары.
Затраты на разбавление - земля, материалы и инфраструктура передачи электроэнергии на большие расстояния - являются основной проблемой для экономической эффективности солнечной и ветровой энергетики.
Эти проблемы резко усугубляются самой значительной проблемой экономической эффективности солнечной и ветровой энергии: их естественной прерывистостью.
Издержки прерывистости
Важнейшим аспектом электроэнергии является чрезвычайная управляемость; электрическая сеть должна быть способна обеспечить промышленных и жилых потребителей электроэнергией по требованию - когда им это необходимо и в любых количествах.
Проблема с солнцем и ветром в этом отношении заключается в том, что в отличие от ископаемого топлива, которое хранится в природе и поэтому легко доступно по требованию, солнечный свет и ветер прерывисты: они доступны только иногда, в количествах, диктуемых не человеческими потребностями, а природой - часто в полном противоречии с тем, что нужно людям. Например, как убедились жители Техаса во время катастрофических отключений электроэнергии в феврале 2021 года, ветер, который необходим для работы огромного количества ветряных турбин, дует не очень сильно, когда очень холодно. Он также не сильно дует, когда очень жарко, что способствовало нехватке электроэнергии от ветра летом 2020 года, что привело к отключению электричества в Калифорнии. Доступность солнечной энергии также часто противоречит потребностям людей - во многих регионах она наименее доступна при очень низких температурах, и начинает быстро исчезать в конце дня и начале вечера, когда потребление электроэнергии в домашних хозяйствах наиболее высокое.
Прерывистость солнечной и ветровой энергии создает серьезную технологическую проблему - проблему преобразования крайне неконтролируемого входного электричества в крайне контролируемое выходное электричество.
Это означает, что любой процесс, основанный на солнечном свете или ветре, если он должен быть частью надежной системы электроснабжения по требованию, всегда требует оплаты стоимости какого-либо контролируемого источника энергии для замены (когда солнца и ветра мало или вообще нет) или для дополнения (когда их меньше, чем нужно).
Теоретически существует три подхода к решению этой задачи: (1) полагаться на какой-то контролируемый источник энергии, например, ископаемое топливо; (2) полагаться на разнообразную, удаленную и огромную сеть солнечных батарей и ветряных турбин, чтобы всегда было достаточно электроэнергии, или (3) полагаться на искусственную систему хранения, чтобы хранить достаточное количество прерывистой энергии, чтобы всегда иметь возможность удовлетворить спрос.
В настоящее время реальность солнечной и ветровой энергетики такова, что ни один из этих подходов еще не доказал свою экономическую эффективность, и только подход 1 - опора на какой-либо контролируемый источник энергии, например, ископаемое топливо - был реализован при любых затратах.
Признание и понимание нынешней реальности необходимо для того, чтобы понять, существуют ли прорывы, которые кардинально изменят ее в будущем.
Почему не рентабельно использовать прерывистую солнечную и ветровую энергию, полагаясь на какой-то контролируемый источник энергии?
Рассмотрим пример Германии, которая долгое время считалась лидером в области солнечной и ветровой энергетики и, не случайно, является родиной одних из самых высоких цен на электроэнергию в мире. На рисунке ниже показано, сколько электроэнергии в Германии (около трети всей энергии) было получено от солнца и ветра в течение недели в 2020 году, по сравнению с тем, сколько было необходимо. Обратите внимание, насколько изменчиво количество солнечной и ветровой электроэнергии. Ветер постоянно меняется - иногда почти полностью исчезает - в то время как солнечная энергия исчезает ежедневно (и производит очень мало в зимние месяцы, когда Германия больше всего нуждается в энергии).
В некоторые дни солнечные батареи и ветряные турбины Германии вырабатывают менее 5 процентов необходимой электроэнергии.
Поскольку прерывистая солнечная и ветровая энергия может в течение длительных периодов времени работать практически в нулевом режиме, инфраструктура солнечной и ветровой энергии в Германии и других странах не заменяет существующую, управляемую энергетическую инфраструктуру.
Это заставляет потребителей платить как за контролируемую энергетическую инфраструктуру, так и за неконтролируемую энергетическую инфраструктуру.
В случае Германии большая часть контролируемой энергетической инфраструктуры - это угольная инфраструктура. Поскольку Германия выплатила десятки миллиардов долларов на субсидирование солнечных батарей и ветряных турбин, мощности инфраструктуры ископаемого топлива, особенно угля, не были закрыты - они едва сократились. И даже это небольшое снижение угольных мощностей вызвало серьезные опасения по поводу проблем с надежностью, когда немногие оставшиеся ядерные реакторы Германии должны быть остановлены в конце 2022 года.
РИСУНОК 6.3 Сколько бы солнечной и ветровой энергии вы ни построили, вы никогда не сможете на них рассчитывать
Источник: Bundesnetzagentur SMARD
Вот простой вопрос: Что дороже - 100-процентно управляемая энергетическая инфраструктура плюс массивная прерывистая энергетическая инфраструктура или просто 100-процентно управляемая энергетическая инфраструктура? Очевидно, первое.
Стоит ли удивляться, что чем больше солнца и ветра использует страна, тем выше ее затраты?
Огромные затраты на дублирование инфраструктуры, связанные с прерывистой солнечной и ветровой энергией, усугубляются еще одной проблемой, связанной с зависимостью солнечной и ветровой энергии от управляемых электростанций, обычно работающих на ископаемом топливе: снижением эффективности использования топлива управляемыми электростанциями.
В той степени, в которой сеть стремится использовать солнечную и ветровую энергию, при увеличении солнечного света или ветра сеть должна сокращать цикл регулируемых электростанций, а при уменьшении или исчезновении солнечного света или ветра - увеличивать цикл регулируемых электростанций.
Быстрое циклическое включение и выключение электростанций - это убийца эффективности, так же как движение в режиме "стоп-энд-гоу" убивает топливную эффективность вашего автомобиля.
Расходы на дублирование инфраструктуры и топливную неэффективность, вызванные зависимостью солнечной и ветровой энергетики от контролируемых источников энергии, являются основной причиной того, что чем больше солнечной и ветровой энергии вы используете, тем выше ваши расходы.
Реальность солнечной и ветровой энергетики во всем мире такова, что они не конкурируют с ископаемым топливом в сфере производства электроэнергии; они делают электроэнергию, производимую ископаемым топливом и другими контролируемыми источниками электроэнергии (ядерными и гидроэнергетическими), более дорогой.
Эта реальность часто приводит к дополнительному негативному последствию: снижению надежности.
Причина проста: правительства, стремясь снизить значительное повышение цен, которое происходит при увеличении количества солнечной и ветровой энергии, пытаются обойтись меньшим количеством управляемых электростанций в качестве резервных.
Это игра в "курицу надежности", которую многие регионы США проигрывают, что приводит к катастрофическим последствиям. Летом 2020 года в Калифорнии, после отключения нескольких газовых и атомных электростанций в последние годы, произошли широкомасштабные отключения электричества, потому что в регионе не было достаточно управляемых мощностей в вечерние часы во время аномальной жары, когда солнечная и ветровая энергия были недоступны.
Зимой 2021 года в Техасе, после субсидирования и обязательного использования ветра в ущерб строительству, обслуживанию и теплоснабжению управляемых электростанций, возникла огромная нехватка электроэнергии, которая, усугубленная серьезными ошибками в работе энергосистемы, вызвала многодневные отключения электричества по всему штату.
Солнце и ветер, вопреки нашей системе знаний, не являются масштабируемой заменой сверхдорогой и эффективной энергии ископаемого топлива. Они оказываются дополнением, увеличивающим стоимость и снижающим надежность, причем только для электроэнергии.
Истинный потенциал солнечной и ветровой энергии
Ужасающая реальность солнечной и ветровой энергетики сегодня не является стопроцентным доказательством того, что прорывы неминуемы. Но это означает, что тому, кто утверждает, что то, что сегодня является повышающим стоимость и снижающим надежность дополнением к электроэнергии, получаемой от ископаемого топлива, скоро станет снижающей стоимость заменой всей энергии, получаемой от ископаемого топлива, лучше предложить доказательства всей жизни.
К сожалению, наша система знаний и ее поборники солнечной энергии и ветра не предлагают ничего похожего на такие доказательства. Как и следовало ожидать, учитывая характер и послужной список нашей системы знаний, направленной против воздействия, вместо этого они предлагают больше искажений, а именно:
Отрицание реальности сегодняшней маломасштабной солнечной и ветровой электроэнергии
Опора на несуществующие экономические достижения, такие как сверхдешевое и эффективное многодневное хранение электроэнергии
Отрицание реальности сегодняшней, маломасштабной солнечной и ветровой электроэнергии
Я бы отнесся с пониманием к предсказанию революции солнца и ветра, если бы предсказатель признал реальность настоящего, сказав что-то вроде следующего:
Государственное субсидирование и обязательное использование солнечной и ветровой энергии привело к масштабным разрушениям во всем мире. Солнце и ветер, хотя иногда и хороши для удаленных мест, где требуется очень мало электроэнергии, оказались катастрофой, когда были применены к массовым и динамичным потребностям в электроэнергии мира, обладающего большими возможностями.
Добавление расточительной, ненадежной солнечной и ветряной инфраструктуры к энергосистеме привело к увеличению затрат и снижению надежности, нанеся ущерб людям и промышленности везде, где она использовалась в той степени, в которой она использовалась.
Но у меня есть шокирующие доказательства того, что существуют невообразимые прорывы, которые приведут к тому, что этот разрушительный энергетический паразит станет превосходной заменой. Я знаю, что у вас нет причин верить в это, но вот доказательства.
Это было бы достойно внимания. Но это не то, что мы получаем.
Вместо этого, без каких-либо исключений, которые я обнаружил, предсказания революции в солнечной и ветровой энергетике изображают солнечную и ветровую энергетику как уже превосходящих конкурентов и прогнозируют, что они станут еще более превосходящими.
Bloomberg, большой любитель подобных прогнозов, в 2020 году сообщил нам, что "солнечная и береговая ветровая энергия в настоящее время являются самыми дешевыми новыми источниками электроэнергии по крайней мере для двух третей населения мира, что еще больше угрожает двум сталеварам ископаемого топлива - углю и природному газу".
Это отрицание реальности.
Такие отрицания всегда связаны с той или иной формой того, что я называю "частичным учетом затрат" - без учета полной стоимости солнечной и ветровой энергии. Всегда помните, что производство энергии - это процесс, который включает в себя не только получение сырой энергии, но и ее преобразование в полезную энергию по требованию.
По всем причинам, которые я привел, солнечная и ветровая энергия - это паразиты, увеличивающие затраты и снижающие надежность, которые и близко не способны самостоятельно обеспечить энергосистему.
Единственный способ заявить о снижении затрат - это рассмотреть только частичные затраты - не затраты на линии электропередач и уж тем более не затраты на почти 100% управляемую сеть, которая необходима для поддержки ненадежных солнечной и ветровой энергии.
Одна из популярных форм "частичного учета затрат" заключается в том, чтобы сосредоточиться на снижении цен на солнечные панели, игнорируя огромные, вышеупомянутые системные затраты на то, чтобы сделать прерывистое электричество от солнечных панелей частью надежной, работающей по требованию системы электроснабжения. Кроме того, заявления о снижении стоимости солнечных панелей содержат крайне сомнительные прогнозы о том, что эти затраты будут быстро снижаться бесконечно - прогнозы, которые уже начинают оказываться ложными, поскольку выясняется, что в значительной степени снижение цен на солнечные панели связано с использованием китайского рабского труда и разрушительной экологической практики, а также со стратегическим "демпингом" солнечных панелей в убыток - а также с дешевой электроэнергией из угля и крупных гидроэлектростанций для производства солнечных панелей.
Самым вопиющим примером "частичного учета затрат" для отрицания реальности солнечной и ветровой энергии является утверждение, что многие области и цифровые технологии уже являются "100-процентно возобновляемыми".
В действительности все энергосистемы мира используют солнечную и ветровую энергию только в качестве паразита на надежных источниках: угле, газе, атомной энергии и крупномасштабных гидроэлектростанциях, ни один из которых по большинству определений не является "возобновляемым".
Но Apple, Google, Facebook и многие другие утверждают, что они являются "100% возобновляемыми", используя форму мошенничества при учете энергии.
Возьмем Apple, мирового лидера в области технологий, чьим заявлениям люди по понятным причинам доверяют.
Уже несколько лет компания Apple с большим успехом заявляет, что использует 100-процентные возобновляемые источники энергии, такие как солнце и ветер, для многих своих энергетических нужд, включая центры обработки данных. "Теперь Apple во всем мире питается на 100 процентов от возобновляемых источников энергии", - говорится в пресс-релизе 2018 года.
Когда вы читаете такой пресс-релиз, вы, понятно, думаете, что все, что делает Apple, напрямую питается от возобновляемой энергии, в основном солнечной и ветровой.
Это не соответствует действительности.
Во-первых, Apple, как и все остальные, использует нефть для транспортировки готовой продукции, а также всех материалов на всех этапах своей обширной цепочки поставок.
Она использует ископаемое топливо для промышленного тепла.
Когда Apple говорит "питается от", она неискренне имеет в виду только электрическую энергию, чтобы скрыть использование ископаемого топлива для транспортировки и обогрева.
А в сфере электроэнергии Apple и близко не приблизилась к 100-процентному возобновляемому источнику энергии. Это было бы совершенно невозможно при сегодняшних технологиях и экономике - по крайней мере, в Китае, где находится большая часть производства Apple и где 64 процента электроэнергии производится из угля.
Apple, как и почти все другие международные технологические компании в мире, получает большую часть электроэнергии из надежных источников, таких как уголь, газ, атомная энергия и гидроэнергия.
Как же тогда Apple может заявлять о 100-процентной возобновляемости?
Она покупает у производителей электроэнергии мошеннический статус "100-процентного возобновляемого источника".
Основной принцип работы заключается в том, что Apple платит коммунальным службам за то, что они выдают ей кредит за солнечную и ветровую энергию, которую используют другие, и за то, что другие обвиняют ее в использовании угля, газа и атомной энергии, которую использует Apple.
Это как если бы генеральный директор Apple Тим Кук путешествовал вместе с девятью другими людьми на яхте, которая на 90% работает на дизельном топливе и на 10% - на парусе, и Кук утверждал, что он путешествовал только на парусе, а остальные - на дизеле.
Это мошенничество с учетом энергопотребления является постыдным и разрушительным, поскольку оно заставляет нас думать, что мы можем иметь таких инноваторов, как Apple, без уникальной экономически эффективной энергии, которую мы получаем от ископаемого топлива.
Что еще хуже, ведущая компания за ведущей компанией, включая Facebook, Google, Bank of America и Anheuser-Busch, заявляют о 100-процентной возобновляемости.
Тот факт, что обещания удивительного будущего солнечной и ветровой энергетики связаны с откровенной ложью о постыдном настоящем, дает нам еще больше оснований игнорировать их.
Опора на несуществующие экономические достижения, такие как сверхэкономичное многодневное хранение электроэнергии
Второе искажение, используемое для невероятных заявлений о быстрой замене солнечной и ветровой энергии, несмотря на реальность их проблем, заключается в выдумывании несуществующих экономических достижений, которые быстро решат эти проблемы.
Как я уже говорил в главе 5, чтобы заставить что-то работать в реальности экономически эффективно, даже если у вас есть прототип, требуется непредсказуемое, огромное количество инноваций и внедрения.
И все же заявления о революции в области солнечной и ветряной электроэнергии постоянно опираются на два несуществующих экономических достижения, которые не работают даже в прототипе.
Эти два несуществующих экономических достижения являются гипотетическими альтернативами полагаться на контролируемые источники энергии, о которых я говорил ранее:
Опираясь на разнообразную, удаленную и огромную сеть солнечных батарей и ветряных турбин
Полагаясь на искусственную систему хранения
Идея полагаться на разнообразную, удаленную и огромную сеть солнечных панелей и ветряных турбин сводится к тому, что "солнце всегда где-то светит" и "ветер всегда где-то дует", поэтому если мы построим достаточно дальних линий электропередач, солнечных панелей и ветряных турбин, то весь мир всегда сможет получать энергию от солнца и ветра.
Технически это верно, поскольку на Земле всегда достаточно солнечного света и ветра, чтобы теоретически обеспечить энергией все, но попытка сделать это требует огромных затрат, поэтому никто даже близко не подошел к такой попытке.
Подумайте: если вы хотите полагаться на неаккумулируемую солнечную и ветровую энергию, вам нужно построить в каждом регионе мира во много раз больше солнечных панелей и ветровых турбин, чем нужно региону, чтобы каждый регион мог выручить другие, когда их солнечная и ветровая энергия на исходе.
Также необходима совершенно беспрецедентная глобальная сеть мощных линий электропередач - намного больше, чем когда-либо было достигнуто. Чем длиннее расстояния передачи, тем больше электроэнергии теряется в процессе, что означает еще более высокие требования к генерации.
Попытки сделать это хотя бы частично обернулись катастрофой. Рассмотрим некогда известный немецкий проект Desertec.
Идея заключалась в том, чтобы генерировать большое количество солнечной электроэнергии в благоприятных условиях пустыни Сахара и транспортировать ее европейским потребителям. Инициатива получила первоначальную поддержку со стороны немецких промышленных гигантов, таких как Siemens, и других крупных организаций, таких как Deutsche Bank. Их "видение" состояло в том, чтобы к 2050 году обеспечить до 20 процентов европейского спроса на электроэнергию за счет 100 гигаватт солнечных мощностей, построенных в северной Африке и передаваемых по высоковольтной инфраструктуре постоянного тока.
От этой концепции уже полностью отказались, потому что она оказалась нерентабельной.
Еще одно несуществующее экономическое достижение, к которому апеллируют в невероятных заявлениях о будущем солнца и ветра, - это опора на искусственную систему хранения энергии.
Основная идея заключается в том, чтобы построить такое количество солнечных панелей и ветряных турбин, чтобы, когда светит солнце или дует ветер, мы производили гораздо больше электроэнергии, чем нам нужно, а затем хранить излишки электроэнергии в гигантской системе хранения энергии, например, на основе электрических батарей. Когда солнце светит недостаточно, а ветер дует недостаточно, мы получаем электроэнергию из системы хранения.
Если на минуту оставить в стороне тот факт, что это не учитывает многие наши потребности в отоплении и мобильной энергии - включая всю мобильную энергию, необходимую для добычи и транспортировки материалов для солнечных батарей, ветряных турбин и аккумуляторов, - то это технически стройная идея.
При наличии достаточного количества солнечных батарей, ветряных турбин, аккумуляторов и другой инфраструктуры такая система может работать технически.
Но помните, что вопрос в энергетике заключается не в том, может ли что-то работать технически, а в том, может ли это работать экономически - может ли это обеспечить энергией по низкой цене, по требованию, миллиарды людей в тысячах мест.
Технически мы могли бы предоставить частный самолет восьми миллиардам человек в мире - если бы у нас было бесконечное время и другие ресурсы. Но у нас их нет. На практике процесс обеспечения каждого человека частным самолетом потребует значительных затрат, настолько, что для этого буквально не хватит человеческого времени.
То же самое можно сказать и об идее самодостаточной солнечной и ветряной системы, которая полагается на накопители.
Соответствующие батареи должны будут обеспечивать всю нашу энергию в течение тех дней, когда солнечный свет и ветер ниже обычного, и даже в течение всего сезона, когда они ниже.
Давайте будем милосердны и скажем, что вам нужна неделя хранения.
Насколько близки батареи к возможности сделать это?
Если провести грубую математику с очень, очень оптимистичными ценами на батареи для хранения энергии на уровне сети в ближайшем будущем ($100 за киловатт-час), то стоимость только батарей для обеспечения семидневного хранения энергии для сегодняшнего глобального энергопотребления составит более $300 триллионов каждые десять лет (батареи изнашиваются).
Это 30 триллионов долларов в год - буквально более трети всего годового дохода мира.
Опять же, все вышесказанное невероятно оптимистично. Возможно, более реалистичной является оценка, которой я поделился с Элоном Маском в 2021 году в ответ на его заявление о том, что мы можем обеспечить мир энергией с помощью одних лишь солнечных батарей и "некоторых аккумуляторов". Проведя расчеты с использованием публично заявленных Маском цен на аккумуляторы "Megapack" и установку, я обнаружил, что даже трехдневное хранение энергии обойдется в 400 триллионов долларов - в 4,5 раза больше мирового ВВП.
И это помимо затрат на строительство достаточного количества солнечных батарей, ветряных турбин и инфраструктуры передачи электроэнергии для выработки достаточного количества электричества, необходимого для работы системы хранения. Сверх того, затраты на то, чтобы каким-то образом обеспечить электричеством все современные потребности в тепле и мобильности - включая тяжелые транспортные потребности, такие как грузовые суда и самолеты, у которых даже нет прототипов, использующих только электричество.
Таким образом, замена ископаемого топлива солнечной энергией и ветром - это не фантастический прорыв, а тщательно обманутая фантазия, которая используется для продвижения анти-энергетической политики.
Фальшивый энтузиазм нашей антиэнергетической системы знаний в отношении солнечной энергии и ветра
Мы видели, что утверждения о том, что солнечная и ветровая энергия может быстро заменить ископаемое топливо для производства электроэнергии, не говоря уже о других видах энергии, основаны не на эпических прорывах , а на (1) отрицании нынешней мелкомасштабной, паразитической, разрушительной и электрической реальности солнечной и ветровой энергии, и (2) опоре на несуществующие экономические достижения, такие как глобальная сеть бесконечных солнечных панелей и ветровых турбин и экономически эффективное многодневное хранение электроэнергии.
Учитывая, что мы знаем, что наша система знаний работает на основе анти-воздействия, включая анти-энергетическую цель устранения человеческого воздействия, мы можем сделать разумный вывод, что дикое искажение нашей системой знаний потенциала солнечной и ветровой энергии мотивировано желанием привлечь сторонников энергетики к своей анти-воздействию, анти-ископаемому топливу, антиядерной, анти-гидро-энергетической политике устранения воздействия.
Этот вывод подтверждается двумя другими доказательствами, которые показывают, насколько фальшивым является кажущийся энтузиазм нашей системы знаний в отношении потенциала солнечной и ветровой энергии: ее безразличие к страданиям, которые политика сторонников солнечной и ветровой энергии навязывает бесправному миру, и ее безразличие или участие в растущей враждебности "зеленых", которая останавливает развитие солнечной и ветровой энергии во всем мире.
Движение против ископаемого топлива, с видимым энтузиазмом относясь к заявленному потенциалу "зеленой энергии", говорит бесправным людям, что им необходимо "перепрыгнуть" ископаемое топливо с помощью солнечных батарей и аккумуляторов, чтобы они могли расширять возможности своих граждан без выбросов CO2. Это подается как захватывающее и футуристическое.
В действительности, солнечные батареи и аккумуляторы не дают значительных возможностей - хотя иногда они могут быть хорошим благотворительным пожертвованием для очень ограниченных целей, таких как питание фонариков и зарядка небольших цифровых устройств. И реальность недостатков солнечной и ветровой энергии продолжает раскрываться, к безразличию тех, кто утверждает, что воодушевлен потенциалом солнечной и ветровой энергии.
Рассмотрим некогда знаменитую "микросеть" из солнечных батарей и аккумуляторов в Дхарнаи, Индия.
"Дхарнай", - восторгался Гринпис, - "отказался попасть в ловушку индустрии ископаемого топлива". СМИ прославили Дхарнай как "первую деревню в Индии, где все аспекты жизни питаются от солнечной энергии".
Но солнечная энергия подвела жителей Дхарнаи. Система солнечных батарей была слишком слабой, чтобы обеспечить энергией центр жизни жителей деревни - их кухонные плиты, поэтому они по-прежнему использовали дрова и навоз.
А для тех функций, которые теоретически могли бы питаться от солнечной энергии, например освещение, батареи разряжались в течение нескольких часов.
Когда главный министр штата пришел на торжественное открытие солнечной энергосистемы, его встретили протестующие, требующие "настоящего электричества", а не "фальшивого".
Через неделю Дхарнай был подключен к национальной электросети, работающей на угле.
Неспособность "зеленой энергии" здесь и во многих других местах помочь расширить возможности бедных людей должна была бы стать предметом большой озабоченности для движения за человека, за энергию. Но Гринпис и другие энтузиасты "зеленой энергетики" не были обеспокоены этой неудачей и продолжают выступать за отмену угля, который стал спасителем жителей деревни Дхарнай.
Говорить самым бедным людям в мире ложь о том, что они могут обеспечить себя энергией солнца и ветра, и быть безразличным к страданиям, которые происходят, когда они пытаются это сделать, свидетельствует об истинной девальвации и враждебности к экономически эффективной энергии, которая может быть мотивирована только антиэнергетической, античеловеческой целью нашей системы знаний - устранить воздействие человека на природу.
Последним доказательством того, что энтузиазм в отношении солнечной и ветровой энергии является маскировкой для антиэнергетических целей, является безразличие или участие "зеленого" энергетического движения в растущей враждебности "зеленых", которая останавливает развитие солнечной и ветровой энергетики по всему миру.
Привлекательность солнечной и ветровой энергии с точки зрения борьбы с воздействием заключается в том, что они являются "зелеными", то есть оказывают минимальное воздействие.
Но в действительности, поскольку солнечная энергия и ветер являются разбавленными, они оказывают гораздо большее влияние на природу, а также на развитие человечества, чем ископаемое топливо во многих отношениях.
По мере того, как люди, выступающие против воздействия, узнают больше обо всех видах землепользования, добычи полезных ископаемых и утилизации отходов, связанных с "зелеными" солнечными и ветровыми установками, они начинают выступать против солнечных и ветровых установок во многих случаях - особенно когда солнечные и ветровые установки предлагаются рядом с ними.
Есть много примеров, когда горячие сторонники солнечной и ветровой энергии выступают против них в своих регионах, например, семья Кеннеди выступает против ветровых турбин Cape Wind у побережья Кейп-Код или калифорнийские активисты, выступающие против солнечных батарей в пустыне Колорадо из-за воздействия на пустынные виды.
В США растет движение против новых "ферм" солнечных панелей и ветряных турбин, а также против линий электропередач большой протяженности.
Все это увеличивает реальную стоимость солнечной и ветровой энергии и препятствует быстрому наращиванию солнечной и ветровой энергии, даже если бы они были экономически эффективными.
Однако противодействие солнечной и ветровой энергии игнорируется нашей системой знаний в ее прогнозах революции в солнечной и ветровой энергетике.
И сторонники солнца и ветра, похоже, не испытывают никакого реального беспокойства по поводу противодействия солнцу и ветру. Но их забота о быстром отказе от использования ископаемого топлива не ослабевает.
И снова, цель не в том, чтобы заменить сверхэкономичную энергию из ископаемого топлива на что-то более совершенное, а в том, чтобы остановить использование энергии от такого сильного воздействия на природу. А это означает прекращение использования энергии.
Мы должны помнить об антиэнергетической природе нашей системы знаний, когда рассматриваем другие "зеленые" альтернативы, поэтому мы осознаем, что наша система знаний неизбежно исказит данные о зеленых альтернативах, чтобы оправдать отказ от ископаемого топлива (а также атомной и гидроэнергетики). И даже если какая-либо из этих альтернатив действительно обладает значительным потенциалом замены, наша система знаний, направленная против воздействия, будет выступать против них на практике из-за слишком большого воздействия.
Правда о биомассе
Теперь мы увидели, что наша система знаний с ее флагманами, продвигающими альтернативы ископаемому топливу, солнцем и ветром, дико искажает настоящее, дико искажает будущее и проявляет враждебность к воздействию, присущему энергии, что не позволит солнцу и ветру стать экономически эффективной заменой, даже если бы у них был потенциал для этого (а его точно нет).
Аналогичные искажения и враждебность имеют место и в отношении второй наиболее рекламируемой "зеленой" альтернативы - биомассы.
Энергия биомассы - это энергия, полученная из недавно живых растений или животных, будь то спирт, древесина, зерновые культуры, отходы растениеводства, трава или навоз животных. При сжигании биомасса выделяет CO2, но часто считается примерно "углеродно-нейтральной", поскольку биомасса также поглощает CO2 до сжигания.
Нам говорят, что биомасса, наряду с солнечной и ветровой энергией, может помочь заменить ископаемое топливо.
Правдоподобность использования биомассы в качестве замены заключается в том, что она обладает сходными с ископаемым топливом свойствами по способности накапливать и концентрировать энергию, в том числе в жидкой форме.
Жидкая биомасса с энтузиазмом пропагандируется как замена нефти - самого труднозаменимого ископаемого топлива. Биомасса может быть переработана или преобразована в спиртовое топливо, такое как этанол (примерно 50% энергетической плотности нефтяного топлива) и метанол (также примерно 50% энергетической плотности нефтяного топлива), или в топливо из растительных масел, такое как биодизель (примерно 100% энергетической плотности нефтяного топлива).
Существующие двигатели, использующие жидкое топливо на основе нефти, гораздо легче адаптировать к биотопливу, чем к мобильной энергии на основе аккумуляторов или водорода.
Биомасса также может быть использована для производства электроэнергии. Многие страны для достижения "возобновляемых" целей, которые они не могут достичь с помощью ненадежных солнечной и ветровой энергии, переходят на использование биомассы в виде древесины (из лесов) для получения большей части электроэнергии.
Универсальность биомассы - гораздо большая, чем у солнца и ветра - дает основания для оптимистичных заявлений о ее будущем.
Но когда мы смотрим на всю реальность биомассы сегодня и ее причины, она больше не выглядит многообещающей, когда речь идет о замене ископаемого топлива.
Для значительной части бесправного и едва наделенного правами мира "биомасса" означает использование древесины и навоза для приготовления пищи и отопления домов, что сопровождается значительными проблемами загрязнения воздуха в помещениях.
Современная биомасса используется для выработки лишь небольшого процента электроэнергии и небольшой доли мобильной энергии. И это почти исключительно в регионах с высокими субсидиями или даже мандатами на биомассу, такими как "мандат на этанол" в США, который заставляет автозаправочные станции продавать бензин, содержащий не менее 10% этанола.
Почему современная биомасса является малочисленной и субсидируемой, а большая часть биомассы является примитивной, высокозагрязненной энергией?
С биомассой у людей всегда была одна и та же проблема: она экономически эффективна, когда ее не нужно выращивать самому, но не тогда, когда ее нужно выращивать самому - что означает, что она очень, очень плохо масштабируется.
Биомасса имеет самую низкую стоимость, когда она использует уже существующие материалы, которые производителям энергии не нужно выращивать. В случае более бедных людей это, как правило, уже существующие деревья и отходы животноводства. В случае современной биомассы это остатки или отходы других процессов - например, выброшенное масло для жарки картофеля, остатки урожая и отработанный спирт.
Я помню встречу с предпринимателем, который охотно рассказал мне, что он продает биотопливо и может легко превзойти топливо на основе нефти. Заинтригованный, я спросил его, что является его сырьем. Он ответил: "Отходы спирта от производства пива". "Это здорово", - сказал я, - "но я очень надеюсь, что мир не пьет столько пива, чтобы отработанный спирт мог питать весь мир".
Таким образом, природная или остаточная биомасса часто является самым недорогим вариантом в очень небольших масштабах - именно поэтому самые бедные люди используют ее, несмотря на ее серьезный побочный эффект - загрязнение воздуха в помещениях, а также разрушение природной красоты, которое может произойти в результате вырубки лесных массивов.
Однако в мире не существует достаточного количества естественной или остаточной биомассы для поддержания сегодняшних масштабов энергетики. Это означает, что любая попытка увеличить масштабы использования биомассы должна предполагать постоянное выращивание новой биомассы, как правило, с помощью сельского хозяйства.
Для получения новой биомассы всегда требуется много ресурсов - гораздо больше, чем для добычи ископаемого топлива, сконцентрированного и хранящегося в природе. В частности, для этого требуются все обычные ресурсы, задействованные в сельском хозяйстве, включая большое количество энергии, машин, воды, удобрений, времени и земли.
И земля, о которой идет речь, - это не просто старая земля. Если угольную или атомную станцию можно разместить практически в любом месте, то для биомассы обычно требуются ценные сельскохозяйственные угодья.
Использование всех сельскохозяйственных угодий мира для производства пищевых калорий для восьми миллиардов человек - это уже достижение. В мире, обладающем большими возможностями, средний человек использует во много десятков раз больше машинных калорий, чем пищевых.
В мире просто нет достаточного количества сельскохозяйственных угодий для получения энергии в глобальном масштабе.
И чем больше мы будем пытаться использовать сельскохозяйственные угодья для производства энергии, тем больше проблем с затратами мы будем иметь, поскольку беспрецедентный спрос на сельскохозяйственные угодья приводит к росту цен.
А как насчет будущего?
Гипотетически, биомасса может стать более значимой добавкой при двух одновременных прорывах:
Возможность производства биомассы с использованием огромного количества чрезвычайно дешевой земли
Возможность на этой чрезвычайно дешевой земле добиться беспрецедентной плотности урожая.
Я не видел никаких доказательств того, что любой из этих прорывов близок к осуществлению. Заметим, однако, что даже если они материализуются, то обязательно будут связаны с генетической модификацией сельскохозяйственных культур или каким-либо другим "неестественным" процессом.
Таким образом, мы можем рассчитывать на то, что биомасса, если она когда-нибудь станет рентабельной в значимых масштабах, будет быстро противопоставлена движению "зеленой энергетики" и нашей системе знаний в целом.
Сегодня мы уже видим, как против существующей биомассы все чаще выступают, поскольку становится известно, что выращивание биомассы для получения энергии имеет много последствий, включая огромное землепользование и вырубку большого количества деревьев.
Таким образом, подобно тому, как наша система знаний, направленная против воздействия, пропагандирует обманчивое будущее солнечной энергии/ветра, но на практике оказывается против развития солнечной энергии/ветра, так же происходит и с биомассой - и будет происходить гораздо больше, если биомасса совершит настоящий прорыв.
И снова наша система знаний, направленная против воздействия человека, мотивированная целью устранения антропогенного воздействия, дико искажает данные о потенциале "зеленой альтернативы" - и выступает против этого потенциала, если бы он существовал.
Правда о геотермальной энергии
Последним источником "зеленой" энергии, который наша система знаний пропагандирует в качестве основной части замены ископаемого топлива, является геотермальная энергия, которая становится все более популярной по мере того, как общественность (постепенно) все больше осознает проблемы, связанные с прерывистостью солнечной и ветровой энергии.
Геотермальная энергия работает путем использования геологических резервуаров тепла Земли для непосредственного производства полезного тепла, а также путем использования тепла для выработки электроэнергии.
Привлекательность геотермальной энергии заключается в том, что, в отличие от солнечной и ветровой, она использует природные запасы энергии и поэтому гораздо лучше подходит для надежного производства энергии.
Кроме того, геотермальная энергия широко распространена в Исландии, в основном для отопления жилых помещений и частично для производства электроэнергии.
Успех геотермальной энергии в Исландии часто используется как доказательство того, что ее можно использовать повсеместно. (Как обычно, вопрос о замене ископаемого топлива для мобильности игнорируется).
Но на самом деле геотермальная энергия используется в Исландии не просто так: Исландия обладает уникальными условиями для ее использования.
Для эффективной выработки тепла и электроэнергии крупным геотермальным станциям необходимы геологические тепловые резервуары, обеспечивающие тепло или горячий пар относительно недалеко от поверхности Земли. Такие резервуары есть в Исландии, но они редки: в большинстве мест подземная температура у поверхности держится в диапазоне 50-60°F.
Из-за этих геологических ограничений возможности масштабирования современной геотермальной энергии весьма ограничены. Сегодня она обеспечивает менее 1 процента мировой энергии. Геотермальная энергия в том виде, в котором мы ее знаем, не похожа на масштабируемую, ближайшую замену любой форме использования ископаемого топлива.
Тем не менее, существует геотермальный процесс, который может быть перспективным в плане масштабирования: "сверхглубокий" геотермальный процесс.
Основная идея заключается в том, что если пробурить скважину гораздо глубже, чем при традиционной геотермальной технологии, то можно получить доступ к воде высокой температуры и высокого давления, которая лучше подходит для выработки электроэнергии.
Если кто-то сможет экономически эффективно бурить на таком расстоянии и экономически эффективно улавливать тепло - используя оборудование с невероятной устойчивостью к температуре и давлению - он сможет получать надежную геотермальную энергию в гораздо более широком диапазоне мест, чем может обеспечить нынешняя геотермальная система.
Именно такой потенциал дает такие новости, как "Сверхзаряженная геотермальная энергия может питать планету", и такие заявления, как "тепла, содержащегося в верхних трех километрах земной коры, будет достаточно, чтобы удовлетворить мировые потребности в энергии в тысячи раз".
Но помните о разнице между прототипом и масштабным экономическим достижением.
Прототипные сверхглубокие геотермальные проекты начались в 2000 году. Первая прототипная скважина начала буриться в 2005 году. Она показала некоторые перспективы, но бурильщики попали в расплавленную часть породы, с которой оборудование не справилось, и скважина была заброшена.
Вторая прототипная скважина была пробурена в 2017 году, через двенадцать лет после первой прототипной. Долгосрочная цель проекта - акцент на "долгосрочная" - заключается в том, чтобы взять этот пока еще неиспользованный источник энергии из глубины Исландии и переместить его по глубоководному кабелю длиной семьсот миль в Шотландию. На сегодняшний день самый большой в мире подводный кабель имеет вдвое меньшую длину и проходит по мелководью. Таким образом, даже просто передача энергии, задействованная в этом сверхглубоком геотермальном проекте, является умозрительной.
Очевидно, что это не похоже на значительное дополнение к ископаемому топливу в ближайшем будущем, не говоря уже о его значительной замене.
Не являются таковыми и другие "зеленые" или "возобновляемые" альтернативы, о которых вы можете иногда слышать, такие как малые гидроэлектростанции, волны и приливы, которые гораздо дальше от сверхэкономичной эффективности, чем геотермальная энергия. Все они существуют уже несколько десятилетий и производят тривиальный процент энергии в мире.
Как и в случае с солнечной энергией, ветром и биомассой, если геотермальная энергия в какой-то момент станет сверхрентабельной, она наверняка вызовет противодействие со стороны нашей антиэнергетической системы знаний из-за неизбежно большого воздействия на природу.
Например, в передовой геотермальной технологии, как и в бурении нефтяных и газовых скважин, используется гидроразрыв пласта, чтобы расколоть породу и высвободить тепло. Неужели кто-то верит, что Гринпис и Сьерра-Клуб не начнут преследовать геотермальный гидроразрыв, если он получит широкое распространение? Есть ли шанс, что враждебность противников гидроразрыва не усилится, если станет известно, что глубокие геотермальные проекты ведут бурение на глубине более десяти тысяч футов под поверхностью земли?
Основная правда о геотермальной энергии та же, что и о других "зеленых альтернативах": нет никаких оснований полагать, что любая из них сможет в ближайшие десятилетия приблизиться к ископаемому топливу в производстве недорогой, универсальной энергии по требованию в масштабах миллиардов людей в тысячах мест. И есть все основания полагать, что если они когда-либо покажут себя в качестве хотя бы частичной замены ископаемого топлива, силы, выступающие против воздействия на природу, будут выступать против них за "слишком сильное" воздействие на природу.
Действительно, именно это наша система знаний, направленная против воздействия, уже сделала с двумя наиболее перспективными альтернативами ископаемому топливу - гидроэнергетикой и ядерной энергетикой, которые, хотя и не являются полной ближайшей заменой, но являются чрезвычайно значительными дополнениями, а в случае ядерной энергетики - потенциальной долгосрочной превосходной заменой.
Подавленный потенциал гидроэнергетики
Гидроэлектрическая энергия - это падающая вода, используемая для выработки электроэнергии. Если вы когда-нибудь были на быстро текущей реке, вы можете почувствовать огромную энергию движущейся воды. Гидроэлектрическая энергия преобразует часть этой сырой энергии в недорогую и надежную электроэнергию с помощью турбины - примерно как ветряная турбина, только приводимая в движение гораздо более мощной и постоянной силой.
Гидроэнергетика производит более 6 процентов всей энергии в мире - все в виде электричества, большей частью по низкой цене.
Хотя гидроэнергетика является ценным видом энергии, ее способность к масштабированию сильно ограничена отсутствием подходящих водных объектов. В Китае и Бразилии, двух крупнейших потребителях гидроэнергии, жители могут получать от нее много электроэнергии, а в Небраске - нет. В США теоретически еще существует значительный гидроэнергетический потенциал, но он блокируется противодействием строительству новых плотин и расширяющимися запретами на освоение земель со стороны федерального правительства.
Хотя гидроэнергетика не может обеспечить электроэнергией в глобальном масштабе, не говоря уже обо всей энергии, для растущих потребностей будущего, во многих местах есть значительно больше возможностей для развития гидроэнергетики. По оценкам Международного энергетического агентства, исходя из количества рек, которые можно запрудить, гидроэнергетика имеет технический потенциал для роста на 92 процента в Африке и на 80 процентов в Азии. По его оценкам, во всем мире гидроэнергетика имеет технический потенциал для производства в четыре раза больше энергии, чем сегодня.
Хотя это не делает гидроэнергию чем-то похожим на замену ископаемому топливу, это делает ее очень ценным, растущим дополнением.
Если бы вы не знали, что анти-воздействие является движущей силой сегодняшнего противодействия выбросам CO2, вы бы подумали, что это захватывающая перспектива для тех, кто утверждает, что хочет получить недорогую, надежную энергию без CO2.
Можно подумать, что они будут рады потенциально четырехкратному увеличению поставок недорогой, надежной и не выбрасывающей CO2 гидроэлектроэнергии.
Но, зная, что в основе большинства противодействий CO2 лежит анти-воздействие, не стоит удивляться, что большинство групп, выступающих против ископаемого топлива, также выступают против гидроэнергетики, или иногда того, что они называют "большой гидроэнергетикой" - а это почти вся гидроэнергетика мира.
На самом деле, они выступают не только против роста гидроэнергетики, но и против существующих гидроэлектростанций. Активисты, выступающие против воздействия, потратили десятилетия на то, чтобы закрыть как можно больше плотин гидроэлектростанций, особенно крупных, во имя защиты видов рыб и свободно текущих рек от зла человеческого воздействия. В списке достижений Сьерра-Клуба на его сайте перечислены плотины, которые он предотвратил или закрыл.
Почему? Значительное воздействие гидроэнергетики на природу считается неприемлемым - даже несмотря на то, что гидроэнергетика может значительно снизить выбросы CO2.
Сьерра Клуб, например, признает, что гидроэнергетика "не производит загрязнения воздуха или глобального потепления", но говорит, что "из-за воздействия больших плотин на дикую природу и водоразделы, Клуб не поддерживает крупномасштабную гидроэнергетику".
И снова мы видим, что движение "зеленой энергетики" - это движение не за энергию, даже экономически эффективную, не выделяющую CO2, а за то, чтобы принести энергию и другие человеческие ценности в жертву идолу незатронутой природы.
Одним кажущимся исключением из противодействия гидроэнергетике со стороны движения "зеленой энергетики" является поддержка гидроэнергетики некоторыми сторонниками "100% возобновляемых источников энергии".
Возможно, самым известным является профессор экологии Стэнфорда Марк Якобсон, который выступает за то, что он называет "WWS" - ветер, вода, солнечный свет, при этом вода компенсирует прерывистость солнечной и ветровой энергии.
Джейкобсон подвергся широкой и весьма обоснованной критике за некоторые ошеломляющие искажения реальности, включая моделирование электрического потенциала рек, более чем в десять раз превышающего их продемонстрированный потенциал, и составление уверенных прогнозов на основе технологий, которые едва существуют даже в прототипе (например, водородные самолеты).
Но я хочу сосредоточиться на том, что Джейкобсон и другие кажущиеся сторонники гидроэнергетики не делают ничего существенного, чтобы противостоять огромной фракции противников гидроэнергетики в движении "зеленой энергетики". Джейкобсон продолжает говорить миру, что мы можем легко получать всю нашу энергию из ветра, воды и солнечного света, в то время как противодействие со стороны движения, частью которого он является, делает это невозможным физически (в дополнение к экономической невозможности).
И снова движение "зеленой энергетики" ставит перед собой цель устранить воздействие человека и с удовольствием искажает реальность, стремясь к этой цели.
Подавленный потенциал ядерной энергии
Ядерная энергия работает, если взять радиоактивный материал, обычно изотопы урана или плутония (торий также показал значительный потенциал), и стимулировать его таким образом, чтобы высвободить непостижимое количество энергии, которая удерживает ядра атомов вместе.
Я неоднократно подчеркивал, что ископаемое топливо имеет то преимущество, что оно является естественным, концентрированным и обильным источником энергии. Ядерная энергия обладает этими преимуществами в гораздо большей степени.
Удивительная плотность энергии нефти делает ее топливом для передвижения и, возможно, самым ценным материалом в мире. Концентрация энергии в уране более чем в миллион раз выше, чем в нефти, и в два миллиона раз выше, чем в угле. С учетом нынешней технологии, на практике он обеспечивает "всего лишь" в тысячи раз большую плотность энергии, чем нефть и уголь.
Чтобы сделать потенциал еще более захватывающим, сырье для ядерной энергетики гораздо более богато в природе, чем даже ископаемое топливо. Таким образом, ядерная энергетика обладает огромным потенциалом масштабируемости.
Хотя в настоящее время ядерная энергия используется в основном для производства электроэнергии, она обладает потрясающим потенциалом универсальности, включая мобильность, промышленное тепло и тепло в жилых помещениях.
Возьмем, к примеру, большегрузный транспорт. Там, где мобильная ядерная энергия была разрешена и применялась, в основном в военных целях, она совершала удивительные подвиги. Современные авианосцы могут проходить двадцать лет без дозаправки, причем все топливо хранится в относительно небольшом пространстве. Современные атомные подводные лодки могут работать десятилетиями без дозаправки.
В дополнение к потенциалу для тяжелого транспорта ядерная энергия имеет очевидный потенциал для производства всех видов тепла, включая очень высокие уровни тепла для промышленных целей.
Ядерная энергетика работает за счет использования ядерных реакций для выработки очень большого количества тепла, которое затем используется для приведения в действие турбины, вырабатывающей электроэнергию. Но нет никаких причин, по которым большое количество тепла, вырабатываемое ядерной энергией, не может быть использовано в промышленных или жилых целях.
И в отличие от биомассы или гидроэнергии, ядерная энергия не имеет ограничений по масштабу - ее можно использовать бесконечно, а поскольку ее топливо настолько концентрировано, его можно перевозить и использовать где угодно.
Ядерная энергетика полна правдоподобных, захватывающих возможностей.
Таким образом, даже в большей степени, чем в случае с гидроэнергетикой, если бы вы не знали, что анти-воздействующая структура является движущей силой большинства современных противников выбросов CO2, вы бы подумали, что атомная энергетика является захватывающей перспективой для тех, кто утверждает, что хочет получить экономически эффективную энергию без CO2. Но зная, что анти-воздействие стоит за большинством оппозиции к CO2, не стоит удивляться, что самые ярые противники выбросов CO2 ископаемым топливом являются самыми большими препятствиями на пути развития ядерной энергетики.
Как я описал в главе 2, наша система знаний, направленная против воздействия, демонизировала и фактически криминализировала ядерную энергию, используя рационализацию "безопасности" - несмотря на то, что в теории и на практике ядерная энергия является самой безопасной формой энергии.
Противодействие ядерной энергии по соображениям "безопасности" является дымовой завесой для реальной мотивации противников ядерного воздействия: их ненависть к ядерной энергии, потому что она воздействует на природу таким образом, который они считают морально неприемлемым.
Несмотря на то, что ядерная энергия является самой безопасной формой энергии для человека, с точки зрения анти-воздействия она морально "опасна", поскольку имеет дело с "неестественными" высокоэнергетическими, радиоактивными материалами и процессами.
Самым ярким примером менталитета, направленного против ядерной энергетики, является глубокое неприятие доброкачественного хранения ядерных отходов, поскольку они "неестественны" (созданы человеком) и будут храниться "слишком долго". По данным Союза обеспокоенных ученых, «ядерное топливо остается опасно радиоактивным в течение тысяч лет после того, как оно перестает быть полезным в коммерческом реакторе. В результате проблема утилизации отходов стала серьезной проблемой для политиков». В действительности, как отметил эксперт по энергетике и окружающей среде Майкл Шелленбергер, «если все ядерные отходы американских электростанций разместить на футбольном поле, они сложатся в стопку высотой всего 50 футов. По сравнению с отходами, образующимися при любом другом виде производства электроэнергии, это количество близко к нулю». Учитывая, насколько мало отходов на самом деле, их можно безопасно и недорого хранить на месте, как это делается сегодня, и в конечном итоге использовать в качестве топлива для более современных атомных станций.
Что действительно беспокоит противников воздействия ядерной энергии, так это то, что люди создают нечто "неестественное", что будет существовать еще долгое время. Это не проблема с точки зрения человеческого процветания, но с точки зрения природы, не подвергшейся воздействию, это высший из грехов.
Стандарт "анти-воздействия", заключающийся в исключении влияния человека, заставляет многих верить, что ядерная энергия по своей сути аморальна. А если исходить из концепции "анти-воздействия", предполагающей деликатное воспитание, то нечто настолько воздействующее и "неестественное" должно привести к катастрофе.
Озабоченность "безопасностью", мотивированная рамками борьбы с воздействием, привела к тому, что ядерная промышленность стала по сути контролируемой государством отраслью, которая, как и многие другие контролируемые государством отрасли, имеет более высокие цены, чем другие.
Любая деятельность, независимо от того, насколько она потенциально рентабельна, может стать затратной при наличии достаточных требований "безопасности". Представьте, что вы - инженер-программист, который может приносить компании прибыль в размере 200 000 долларов в год. Но правительство требует, чтобы у вас была постоянная охрана из пяти человек, каждый из которых стоит 75 000 долларов. Ни одному работодателю не имеет смысла брать вас на работу.
Именно в такой ситуации находится атомная энергетика. Ей приходится иметь дело с требованиями "безопасности", которые могли бы искалечить любую форму энергии, несмотря на то, что это самая безопасная форма энергии.
Таким образом, мы не знаем, сколько бы стоило ядерное электричество без псевдонаучной оппозиции. И мы понятия не имеем, что может сделать атомная энергия за пределами электричества.
Есть все основания полагать, что если ядерная энергия будет декриминализирована, то в долгосрочной перспективе она сможет производить недорогую энергию по требованию, которая сможет существенно дополнить, а когда-нибудь и заменить ископаемое топливо.
Если бы мы действительно столкнулись с экзистенциальной катастрофой из-за повышения уровня CO2, то быстрое наращивание ядерного производства электроэнергии с использованием современных технологий было бы необходимым для любого правдоподобного ответа.