Пролог: Мегатренд альтернативной энергетики в эпоху соперничества великих держав
Шрифт:
Сложно определить преимущества, которые могут дать технологии приливов и волн конкретным заинтересованным сторонам. Очевидно, что, так как они доступны не всем странам и субъектам, эти технологии могут привести к конфронтации за право доступа, особенно на спорных морских границах.
На первый взгляд, водород – это энергетическая панацея, ведь он содержит много энергии и практически не загрязняет окружающую среду [78] . Однако это нетипичный возобновляемый ресурс. Водород не первичный источник энергии, а скорее энергетический вектор, поскольку энергию получают за счет другого источника. Свободного водорода нет ни в атмосфере Земли, ни где-либо еще на планете – его нужно добывать, обычно из воды или углеводородов. Хотя сложно прогнозировать долгосрочное развитие этой отрасли, водородные топливные элементы считаются перспективной технологией. Они могут обеспечивать теплом и электричеством здания и приводить в действие электродвигатели транспортных средств [79] . Хотя водород остается дорогостоящей и трудно реализуемой технологией, реальное его применение может изменить текущий геополитический баланс.
78
World Energy Council, World Energy Resources 2016.
79
Топливные
Производство огромного количества энергии за счет ядерного синтеза было давней мечтой физиков. Перспективы термоядерного синтеза возникли после Второй мировой войны, когда физики начали воспроизводить реакцию, которая происходит на Солнце и звездах. В реакциях термоядерного синтеза обычно соединяются два изотопа водорода – дейтерий и тритий. При соединении под высоким давлением и температуре они сплавляются вместе, превращаясь в плазму. Во время этой реакции высвобождаются нейтроны и энергия. Ядерный синтез направлен на захват этой энергии и позволяет производить электричество обычными методами (например, с помощью пара).
Многие экспериментальные устройства по всему миру могут производить термоядерный синтез в течение короткого периода времени, но эти реакторы требуют использования гораздо большего количества энергии, чем вырабатывают. Чтобы продемонстрировать жизнеспособность этой формы производства энергии в широких масштабах, несколько стран предприняли проект Международного экспериментального термоядерного реактора (ИТЭР – ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor). Партнеры ИТЭР построили экспериментальный термоядерный реактор в Кадараше на юге Франции. В настоящее время это крупнейшее в мире научное объединение, цель которого – демонстрация научной и технологической осуществимости термоядерного синтеза в качестве источника энергии [80] . Стоимость проекта в настоящее время оценивается в €20 млрд [81] .
80
Там же.
81
Запущенный в 2006 г. проект МТЭР (Международный термоядерный экспериментальный реактор) к 2018 г. был на полпути к завершению начальной эксплуатации. Тестовая эксплуатация термоядерной энергии ожидается примерно в 2035 г. Странами-партнерами являются ЕС, Китай, Индия, Япония, Корея, Россия и США. См. https://www.theguardian.com/environment/2017/dec/06/iter-nuclear-fusion-project-reaches-key-halfway-milestone.
Европейское соглашение по развитию термоядерного синтеза, организация, ответственная за вклад ЕС в ИТЭР в размере 45 % [82] , опубликовало дорожную карту ЕС на пути к реализации термоядерной энергии. В ней отмечается, что, для того чтобы сделать термоядерные реакторы жизнеспособными, необходимо приложить значительные усилия [83] . Кроме того, Китай разрабатывает собственное термоядерное устройство, известное как «искусственное солнце», которое станет важным испытательным устройством в ходе разработки ИТЭР. Учитывая, что топливо и его применение неисчерпаемы, чисты и безопасны, термоядерная энергия может сыграть важную роль в будущем энергобалансе. Однако, наряду с техническими и политическими проблемами, эта технология столкнется с конкуренцией со стороны других, более экономически эффективных возобновляемых источников энергии [84] .
82
https://www.bloomberg.com/news/features/2017-10-20/renewable-energy-threatens-the-world-s-biggest-science-project.
83
Вклад ЕС составляет 45,6 %, остальные 6 партнеров вносят по 9,1 %. Члены вносят очень мало денег в проект: вместо этого девять десятых взносов поступают в Организацию ИТЭР в виде готовых компонентов, систем или зданий. Источник: https://www.iter.org/proj/Countries.
84
European Fusion Development Agreement, Fusion Electricity: A Roadmap to the Realization of Fusion Energy (EFDA, November, 2012), 66. Источник: https://www.euro-fusion.org/fileadmin/user_upload/EUROfusion/Documents/Roadmap.pdf.
Производство электроэнергии с использованием магнитного поля Земли – это экспериментальная технология, которая позволяет вырабатывать электроэнергию с помощью магнитного поля Земли через электродинамические тросы или аналогичные устройства [85] . В настоящее время она находится на стадии теории и о попытках ее реализации ничего не известно. Поэтому геополитическое влияние данного способа трудно предсказать.
Другим примером революционного источника энергии является
85
Источник:(дата обращения: 12.12.2017).
86
О магнитах и электричестве см. https://www.eia.gov/energyexplained/index.cfm?page=electricity_magnets.
Другие инновационные технологии включают атмосферные вихревые двигатели (atmospheric vortex engines, AVE), генерирующие электроэнергию из тропосферы, и солнечные панели с использованием нанотехнологий. Существуют также фантастические теории относительно добычи гелия-3 (He3) на Луне. Хотя большинство из этих экспериментальных разработок могут и не стать жизнеспособными технологиями, нельзя исключать, что подобные альтернативы могут в будущем обеспечить нелинейный скачок. Ярким примером этого являются усилия американских ученых из Национальной лаборатории имени Лоуренса Беркли по разработке пьезоэлектрического генератора на основе вируса [87] .
87
Японские ученые провели эксперименты по преобразованию солнечной энергии в лазерную и передаче энергии в микроволновой форме на Землю. Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) планирует к 2030 г. вывести на геостационарную орбиту солнечный генератор, который будет передавать на Землю один гигаватт (ГВт) энергии, что эквивалентно мощности крупной атомной электростанции. Энергия будет передаваться на поверхность в микроволновой или лазерной форме, где она будет преобразована в электричество для коммерческих электросетей или сохранена в виде водорода. Этот вариант имеет наибольшие перспективы для достижения конечной цели – обеспечения экологически чистого неограниченного источника энергии. См. Practical Application of Space-Based Solar Power Generation, интервью Yasuyuki Fukumoro, Japan Aerospace Exploration Agency, April 2010. Источник: http://www.jaxa.jp/article/interview/vol53/index_e.html.
Путь к практическому внедрению этих «технологий будущего» еще не до конца определен. Экспериментальные технологии, такие как геотермальная, приливная и волновая энергия, остаются в основном маложизнеспособными и ограничиваются пилотными проектами. Такие варианты, как водородные элементы, генерация магнитного поля и солнечная энергия с орбиты, требуют еще больших инвестиций и времени для определения их целесообразности.
Потенциал «технологий будущего» для преобразования человеческой жизни еще предстоит раскрыть. Разработка и широкомасштабное внедрение альтернативных технологий может помочь сформировать новые парадигмы цивилизации, подобно «Типам цивилизации» Фримена Дайсона, с далеко идущими последствиями для глобальной безопасности [88] .
88
См. Byung Yang Lee et al, Virus-Based Piezoelectric Energy Generation, Nature Nanotechnology 7 (May 2012): 351–356.
Основные технологии возобновляемых источников энергии, которые используются в настоящее время, относительно ограждены от конкуренции, и их развитие, по-видимому, будет следовать линейной прогрессии. Однако движущие силы мегатренда альтернативной энергетики выступают одновременно в качестве катализатора значительных технико-экономических и социально-политических изменений, которые наделяют их потенциалом нелинейного прогресса.
2.2. Формирование идентичности мегатренда как фактора большой энергетической игры: взаимоусиливающие и переплетающиеся движущие силы в его основе
Чтобы понять, почему развитие альтернативной энергетики представляет собой современный социально-политический, технико-экономический и идеологический мегатренд, важно изучить силы, которые приводят его в движение. Эти движущие силы включают в себя растущий глобальный спрос на энергию как материальную основу мегатренда, а также погоню за экономическим ростом, современные технологические достижения, влияние энергии на оборону, изменение этических принципов общества, поиск новых путей к расширению прав и возможностей человека и растущую всемирную систему связанных с этим политических практик [89] .
89
См. Freeman Dyson, Disturbing the Universe (New York: Harper & Row), 212. Дайсон выделяет типы цивилизаций на основе производства и использования энергии. Тип I осваивает все формы земной энергии, экстраполируя, что цивилизация типа I будет достигнута через 100–200 лет. Тип II освоит энергию звезд, а тип III исчерпает ее и освоит новые виды источников энергии.
Движущие силы задают содержание мегатренда [90] . Их взаимодействие формирует тренд, их переплетение делает его чем-то большим, чем сумма различных, разрозненных частей. Эти драйверы представляют собой ряд сходящихся количественных и качественных изменений, которые накапливаются постепенно и часто незаметны во времени. В совокупности эти силы находят свое выражение в подходах, политике и реакции общества, которые определяют тренд и создают его новую идентичность.
90
По мнению Кондолизы Райс, «страны должны удовлетворять трем требованиям: экономический рост, экологическая устойчивость и это достигается за счет использования энергии» (Common Ground Panel at Notre Dame, March 20, 2019, South Bend, Indiana).