Как мы знаем, большинство наших граждан не могут представить себе жизнь без нефти. Те, кто могут, имеют тенденцию представлять будущее как идиллию с бесплатными и чистыми источниками возобновляемой энергии: солнечной, ветряной и гидроэнергии (основанной на гравитации). В их представлении, будущее замечательно: чистый воздух, отсутствие нефтяных пятен, дешёвая энергия и чистый транспорт, не загрязняющий воздух.

Возможно, нам удастся хотя бы частично осуществить эту мечту. Но переход к такому будущему таит в себе неприятные сюрпризы. Представление об энергетике будущего тесно связано с ожиданиями американцев, что будущее принесёт процветание и новые возможности. С энергетикой будущего связаны наши самые большие надежды и страхи.

Более чем 20 лет назад Катлер Кливленд, Чарли Холл, Роберт Констанза и Роберт Кауфман опубликовали классическую работу, в которой приводится интересная статистика. В 50-х годах прошлого века процесс добычи угля из шахт обеспечивал возврат/прирост затраченной на добычу энергии в пропорции 80:1, а к 70-м годам он упал до 30:1, но всё ещё оставался на приличном уровне. Нефть и газ в 40-х годах давали возврат энергии, затраченной на добычу, в пропорции более 100:1, а в 70-х годах - уже только 23:1. Возобновлямые же источники энергии, на которых, по представлению многих, будет основано наше будущее, дают гораздо более скромный прирост вложенной в них энергии: производство этанола из кукурузы даёт 1,3:1, солнечные панели дают 1,9:1, и, как было посчитано Ховардом Эдамом, примерно 2:1 даёт производство электроэнергии ветряками.

Таким образом, имеется резкий контраст между нынешними высокорентабельными источниками энергии, основанными на невозобновляемых ископаемых природных ресурсах и будущими низкорентабельными возобновляемыми источниками энергии. Это необходимо понимать и готовиться к такому будущему.

Различия в режимах и рентабельности процессов получения энергии приводят к различиям в организации и поведении людей. Например, в индийском штате Андрапрадеш фермеры переходят от натурального хозяйства к коммерческому производству хлопка. Этот процесс был изучен Радживом Агравалом из университета Северного Техаса. Применение пестицидов при коммерческом производстве хлопка заметно увеличивает урожайность, что привело к появлению рынка сбыта для торговцев пестицидами. Индийские фермеры бедны и необразованны, и им требуется техническая помощь от торговцев пестицидами. Воспользовавшись этим, торговцы стали продавать фермерам пестициды в долг по низким ценам, но под огромные проценты - аналогично бесплатной раздаче бритв с последующей реализацией лезвий к ним втридорога. Если фермер не может вернуть долг, то его "ставят на счётчик" и он оказывается в вечных должниках.

Здесь появляется закономерный вопрос: почему торговцы пестицидами так хищнически обращаются с фермерами? Почему торговцы не продают пестициды в долг под разумный процент, чтобы обеспечить финансовую стабильность фермеров и таким образом получать от них постоянный доход? Причина здесь в том, что фермеров очень много, и их можно легко соблазнить перейти к коммерческому выращиванию хлопка. Поэтому фермеры кажутся для торговцев пестицидами неистощимым ресурсом. Сколько бы хлопковых фермеров не разорилось, всегда найдётся достаточно желающих выращивать хлопок.

Поведение торговцев пестицидами типично для высокорентабельных систем. Эксплуатация ресурса, в данном случае, фермеров, даёт относительно высокий доход при относительно небольших усилиях, и сам этот ресурс столь велик, что кажется неисчерпаемым. Бережное отношение к этому ресурсу оказывается бессмысленным и контрпродуктивным, поэтому ресурс расточается. Таким образом, торговцы пестицидами относятся к фермерам точно так же, как мы относимся к нефти: использовать и выбросить.

В противоположность этому, ресурсы в низкорентабельных системах скудны и должны использоваться бережливо. Эффективность ресурсопользования в таких системах очень актуальна. Низкорентабельные системы часто удивительно сложно организованы из-за малой отдачи от каждого производственного блока. Чтобы совершить полезную работу, эти отдачи должны быть собраны воедино. Это обуславливает наличие огромного числа передаточных устройств и, как следствие, сложность организации системы.

Судьба наций и организация жизни людей в значительной степени определяется энергетической рентабельностью. Здесь я позволю себе краткий экскурс в историю развития и крушения Римской империи, которую я изучал подробно.

Рост Римской империи в последние века до нашей эры практически ничего не стоил для римлян. После начальных завоеваний, дальнейшие захваты территорий финансировались за счёт покорённых народов. Излишки, накопленные каждой захваченной провинцией, такие как драгоценные металлы, работы мастеров и нужные специалисты, экспроприировались в пользу Рима. Эти награбленные богатства использовались для дальнейших завоеваний, а также для того, чтобы освободить римлян от налогов. Это было весьма выгодным предприятием.

Но когда расширение империи остановилось, то римляне перестали получать накопленные другими народами излишки. В конце I века до н.э. Рим начал функционировать в низкорентабельном режиме. С этого момента, Римская империя финансировалась излишками крестьян, живущих натуральным хозяйством. Натуральное хозяйство, как известно, не даёт больших излишков на душу населения. Для обеспечения работы империи, эти небольшие излишки должны были изыматься и собираться воедино с использованием сложной системы налогов и управления.

Это понижение энергетической рентабельности империи означало, что с приходом кризисов у правительства не хватало финансов для преодоления этих кризисов. Поэтому Риму приходилось добавлять медь в выпускаемые им монеты, что вызывало инфляцию, и увеличивать налоги, что часто приводило к голоду в крестьянских семьях. Население Рима уменьшилось, и крестьяне вывели из оборота малорентабельные земли. В результате, доходы римской казны упали настолько, что избежать крушения Западной Римской империи не удалось, и началось "тёмное средневековье". Всё это было результатом перехода от высокой к низкой энергетической рентабельности общества.

Будущее с низкой энергетической рентабельностью, если оно нас действительно ожидает, приведёт к последствиям, едва ли предсказуемым сейчас, но, без сомнения, весьма значительным. Высококачественные высокорентабельные источники энергии, которыми мы пользуемся сейчас, и системы, основанные на них, имеют высокую плотность/концентрацию в пространстве. Низкорентабельные энергетические системы распылены/распределены в пространстве, так как в большинстве своём, они, в конечном счёте, собирают солнечную энергию. Низкорентабельное производство энергии будет использовать намного бОльшую площадь земной поверхности. Как заметил Дэвид Пименталь, будущее, в котором вся энергия, потребляемая в настоящее время, производится за счёт возобновляемых источников, будет будущим, в котором мы выделим значительную часть земной поверхности на производство энергии. Это приведёт к последствиям, не учитываемым сторонниками "зелёного" энергетического будущего.

Среди возобновляемых источников энергии будущего, например, использование энергии волн и приливов может давать прирост вложенной энергии в пропорции до 15:1, что больше, чем у большинства других возобновляемых источников. Это приведёт к необходимости приспособить значительную часть берега моря для производства энергии, даже несмотря на сопротивление со стороны населения. Залив Фанди (в Канаде), например, благодаря своим высоким приливам, может быть полностью застроен электростанциями с целью использования приливной энергии.

С совершенствованием технологий использования низкорентабельных распылённых в пространстве источников энергии, у людей будет меньше необходимости концентрироваться в городах. У населения будет возможность расселиться по просторам страны в энергетически самодостаточных домах. Многим это может понравиться, но, в итоге, трудности городской жизни могут быть просто заменены на трудности жизни на селе. Все оставшиеся дикие ландшафты будут заполнены домами, затраты на транспорт значительно возрастут, а значительная часть существующей городской инфраструктуры окажется избыточной и разрушится.

Чтобы получить полезную работу, требуемую для поддержания индустриального общества, энергия, производимая распределёнными в пространстве источниками, будет собираться, точно так же, как римское правительство собирало маленькие излишки у крестьян. Будет построено много линий для передачи энергии, а также будут разработаны новые технологии для запасания энергии в больших объёмах. Это тоже будет иметь серьёзные последствия для окружающей среды и приведёт к конфликтам с природой.

Политика также не останется в стороне. Страны с большим населением, но недостаточной территорией, возможно, не смогут производить необходимое количество энергии из возобновляемых источников. Если такие страны не смогут импортировать энергию, то им, вероятно, придётся слиться с другими странами или образовать с ними региональные державы-конфедерации. Вероятно, станет принципиально невозможным сконцентрировать достаточно энергии, чтобы навязывать свою волю другим странам, и тогда ООН, а также концепция сверхдержавы, потеряют смысл.

Ясно одно - будущее с низкой энергетической рентабельностью будет совсем другим, сильно отличным от того, что мы имеем сегодня. Оно может быть не таким уж и плохим будущим, поскольку с исчезновением одних возможностей, появятся другие. Для многих людей переход к такому будущему покажется слишком болезненным, однако человечество уже успешно пережило много болезненных преобразований. Но, я боюсь, наш нынешний бездеятельный подход к политике и бездеятельный политический курс, приведут наше общество к катастрофе. Самой насущной задачей настоящего времени является смена этого курса и подготовка к нашему будущему настолько открыто, честно и разумно, насколько это возможно.

Д.Тэйнтер.
SUSTAINABLE ENERGY FORUM
Marvin Center
Washington, DC
USA