В поисках энергии. Ресурсные войны, новые технологии и будущее энергетики - Мацак Олег (книги онлайн TXT) 📗
Вместе с тем революция в сфере добычи сланцевого газа и последовавшее за ней значительное снижение цен на газ в Северной Америке создают стимул для использования природного газа в качестве транспортного топлива. Уже идет разработка новых двигателей для грузового транспорта, и прорабатываются возможности строительства сетей станций для заправки сжиженным природным газом на основных транспортных магистралях.
В России разница цен нефти и природного газа также может способствовать распространению автомобилей, работающих на газе.
Автомобили будущего
Электромобили, гибриды, автомобили на биотопливе, автомобили на природном газе, автомобили с более эффективным двигателем внутреннего сгорания, автомобили на топливных элементах в перспективе – соперничество за статус «автомобиля будущего» снова в разгаре. Не исключено, что это будет не «автомобиль», а «автомобили будущего». Предыдущее состязание, развернувшееся столетие назад, безоговорочно выиграл автомобиль с двигателем внутреннего сгорания по таким параметрам, как стоимость, удобство, технические характеристики и пробег. Но в этот раз победителей может быть несколько – разные автомобили для разных целей.
Так или иначе, почти абсолютное доминирование нефти в транспортной сфере рано или поздно завершится. Автомобили наверняка станут более эффективными. Это неизбежно. Администрация Обамы ввела новые нормы топливной эффективности, которые требуют снизить расход горючего до 4,4 л на 100 км к 2025 г., что должно очень сильно повлиять на потребление нефти. Электричество, скорее всего, будет играть более существенную роль благодаря гибридам и электромобилям. Значительные средства и усилия вкладываются в разработку биотоплива второго поколения. Также не исключено, что поиски экологически чистого, безопасного вида транспорта приведут к неожиданным решениям.
В формировании облика будущего важная роль отводится развивающимся странам. Они будут способствовать росту мирового автомобильного рынка, а также предопределять направление развития технологий и экологические стандарты. Китай уже обошел США и стал в 2009 г. крупнейшим автомобильным рынком в мире. Как следствие, политика правительств развивающихся стран будет оказывать все большее влияние на мировой автомобильный рынок. Вполне возможно, что однажды Китай благодаря динамизму своего рынка станет определяющей силой мировой автомобильной индустрии.
Ключевыми критериями для победы – или по крайней мере места рядом с победителем – будут топливная эффективность, воздействие на окружающую среду, энергетическая безопасность, стоимость и технические характеристики. Соперничество потребует существенных прорывов в сфере технологий и многомиллиардных инвестиций, и на него наверняка будут влиять преференции правительств. В условиях неопределенности компании стараются застраховаться от возможных потерь, делая ставки на предельно большое количество технологий. «Мы инвестируем многие миллиарды, инвестируем практически во все – от дизельного топлива до аккумуляторов», – сказал Дитер Цетше, генеральный директор Daimler.
«Мы пришли к выводу, что топливная эффективность имеет важное значение для всех покупателей, – отметил Билл Форд, глава компании Ford. – Но мы не знаем, какая технология станет победителем. Все (долгосрочные) прогнозы по объемам продаж сегодня не значат абсолютно ничего, потому как здесь слишком много значимых факторов. Это сродни бросанию дротика при игре в дартс»30.
Новое соперничество
Что же ожидает нефть и двигатель внутреннего сгорания? Возможно, доминирование, как и раньше, по крайней мере в течение следующих двух десятилетий. Но двигатели внутреннего сгорания станут гораздо более экономичными. Автомобили с двигателем внутреннего сгорания могут быстро влиться в сегодняшний автомобильный парк, и к тому же для них не требуется новая инфраструктура.
Двигатели внутреннего сгорания превосходно вырабатывают энергию в доступной форме. Секрет их успеха заключается в удельной энергоемкости жидкого топлива – проще говоря, нефти. Благодаря небольшим размерам и мощности бензиновый и дизельный двигатели и далее будут серьезными конкурентами для других технологий. К тому же имеются возможности для повышения топливной эффективности автомобилей – путем совершенствования бензиновых и дизельных двигателей или же «облегчения» автомобилей за счет применения новых материалов.
«Один из ключевых вопросов – как уменьшить вдвое потребление топлива автомобильным парком к 2035 г.», – отметил Джон Хейвуд, почетный профессор механики Массачусетского технологического института и бывший директор автомобильной лаборатории при MIT. «Мы можем производить автомобили в два раза более энергоэффективные, чем нынешние, – сказал он. – Вопрос только в том, сколько. Если это будет всего 15 % автомобильного парка, то толку мало. Если же это будет 95 %, влияние будет огромным»31.
Практически нет сомнений в том, что транспортная система в ближайшие десятилетия претерпит существенные изменения. Основное внимание по-прежнему будет сосредоточено на энергоэффективности и снижении выбросов. Если будут решены такие проблемы, как стоимость, сложность и масштабы, аккумуляторы постепенно начнут вытеснять нефть, становясь основной движущей силой мирового транспорта. Однако двигатель внутреннего сгорания вряд ли сдастся без боя. Исход нового соперничества, возможно, будет не столь определяющим, как исход соперничества между автомобилем с двигателем внутреннего сгорания и электромобилем немногим более столетия назад.
Но соперничество, несомненно, возобновилось. Его исход на многие десятилетия предопределит то, откуда мы будем черпать энергию, как будем использовать ее и кто будет победителем (или победителями). Однако говорить о том, кто именно совершит круг почета, пока рано.
Заключение: великая революция
Сади Карно, сын одного из военных министров Наполеона и сам солдат, а также ученый, был уверен, что одной из причин победы Великобритании в войне с Францией в начале XIX в. было ее превосходство в использовании энергии, в частности парового двигателя. В стремлении восстановить баланс и понять, как работает паровой двигатель, Карно занялся исследованием, результаты которого он изложил в 1824 г. в научной работе «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу». К его разочарованию, тогда на нее мало кто обратил внимание. Через несколько лет Карно умер от холеры, но его научная работа оказала значительное влияние на научный мир, поскольку была первым системным анализом использования энергии человеком. Также она послужила базой для формулирования второго закона термодинамики, а «цикл Карно» стал одной из основ техники.
Но сам Карно не сомневался в значимости своего анализа. Он понимал, что описывает не только то, что происходит в двигателе, но и изменение уклада жизни людей, потому как изобретение «тепловых двигателей», использующих «горючие субстанции», «привело к великой революции в цивилизованном мире». Человечество, если не принимать во внимание рудиментарное использование энергии ветра и воды, вырвалось из зависимости от мускульной силы самого человека и животных. Это действительно была революция. Более столетия спустя Хайман Риковер попытался количественно оценить достигнутое. «Машинист локомотива использует энергию, эквивалентную энергии 100 000 человек, – сказал адмирал, – а пилот реактивного самолета – энергию, эквивалентную энергии 700 000 человек». Сегодня эти цифры гораздо больше.
Именно благодаря использованию энергии мир стал таким, каким он является сегодня. Результаты можно увидеть во всем, чем мы занимаемся в течение дня. Но можно ли рассчитывать на это и в будущем?
Рост потребления энергии в мире в ближайшие десятилетия будет весьма существенным. Прирост превысит всю энергию, использованную в мире в 1970 г. Этот рост станет мерилом успеха – процветания мировой экономики, повышения уровня жизни, улучшения благосостояния миллиардов людей, прежде живших в бедности. По нефти Северная Америка, Европа и Япония уже достигли максимума потребления. Ввиду демографической ситуации, повышения энергоэффективности и перехода на другие энергоресурсы потребление нефти там не будет меняться или начнет снижаться.
