В ожидании блэкаута: почему энергетическое будущее будоражит умы не только сумасшедших ученых

И дальше запросы будут только расти. Каждые несколько лет в нашу жизнь врываются новые устройства, на первый взгляд экономные, но при внимательном осмотре… Те же плазменные панели потребляют электричества больше, чем стиральная машина или утюг. Да и количество устройств увеличивается лавинообразно. Страны третьего и даже четвертого мира, особенно, африканские, резко стали на путь цивилизации и прогресса. Именно в этих регионах вендоры наблюдали значительный рост продаж мобильных устройств в последние несколько лет. Корейские разработчики и вовсе вывели закономерность, что развитие мобильных сетей ведет к общему росту экономики, следовательно, можно ожидать экспоненциальное увеличение расхода электричества в этих странах, и, как следствие, в мире.

Так, по данным Международного агентства по энергетике, сегодня 1,3 млрд человек испытывают острую нехватку электрической энергии. К 2035 году ее потребление должно увеличиться более чем на треть. Причем 60% этого роста придется на Китай, Индию и Ближний Восток.

Как сказал Кристофер Ллуэллин-Смит, председатель Совета ИТЭР (проект международного экспериментального термоядерного реактора): «Современный мир стоит перед очень серьезным энергетическим вызовом, который более точно можно назвать «неопределенным энергетическим кризисом».

Дело еще и в том, что сейчас 80% потребляемой миром энергии создается за счет сжигания ископаемых природных ресурсов — нефти, угля и газа. Их использование потенциально несет опасность катастрофических экологических изменений, о чем не говорит и не пишет только ленивый, более того, эти ресурсы иссякаемы. Ллуэллин-Смит уверяет, что закончатся они уже во второй половине текущего столетия. На фоне всего этого поднимается и цена конечного ресурса.

Альтруизм и экономия

Потенциальная прибыль — двигатель прогресса, практически не уступающий лени, — подтолкнула компании к активизации решения глобальной проблемы. Компания Microsoft озадачилась снижением энергопотребления программного обеспечения, начав с Internet Explorer. В ряде тестов IE 10 на 18,6% был экономичнее конкурентов.

«Корпорация добра» не разменивается на мелочи и решила позволить клиентам экономить на всем. Еще в 2009 году Google презентовал проект — PowerMeter. Благодаря ему пользователь может в реальном времени на экране монитора наблюдать за энергозатратами, которые он оплачивает. Вслед за поисковым монополистом на этот рынок зашла та же Microsoft, анонсировав в 2010 году схожее приложение — Hohm Web.

Эти приложения вместе с нехитрыми устройствами позволяют не только сократить ежемесячные счета за электричество на 5–15% (в ряде случаев, как уверяют разработчики, и до 40%), но и оптимизировать энергозатраты целых стран и даже регионов. А все удовольствие обходится потребителям в какие-то 100 с небольшим долларов.

Причем IT-корпорации в этом начинании, неожиданно для многих, поддержали электрогенерирующие компании, которые по логике вещей теряют сэкономленные честными гражданами средства. Дело в том, что посредством такого прибора энергокомпании могут прогнозировать структуру потребления, особенно пики и провалы. «Для них это критически важно, потому что во время пиковых нагрузок нужно запускать маневровые мощности, в провалы — тушить лишнюю генерацию. — объясняет альтруизм компаний заместитель генерального директора Центра исследований энергетики Вадим Гламаздин. — При этом каждая минута работы лишних мощностей — это прямые потери денег, а каждая минута опоздания с запуском пиковых маневровых мощностей — это потенциальный блэкаут...». По его словам, уменьшая расход энергии с помощью этих устройств, потребитель получает возможность покупать и подключать новые.

Хиппи от энергетики

Корпорация Google собирается получить лицензию на коммерческую деятельность в сфере электроэнергетики, включая торговлю. Заявка направлена в Федеральную комиссию по энергетическому регулированию США (FERC). Пока речь идет только об оптовом рынке. В составе корпорации появилась новая компания Google Energy LLC. «Получение лицензии поможет нам действовать более эффективно в этих вопросах», — отметила представитель Google Ники Фенвик.

Контора из Маунтин-Вью давно уже заигрывает с альтернативной энергетикой. Еще в 2007 году ее представители декларировали, что собираются инвестировать в исследования по возоновляемым источникам энергии, чтобы уже в обозримом будущем получить первые результаты. «Наши инженеры сфокусировались на гелиотермальной технологии, где энергия Солнца используется для нагрева жидкости до состояния пара, вращающего турбину, — торжественно-восторженно говорил в 2007-м курирующий направление энергетических технологий в Google Билл Вейл. — Мы стремимся сократить стоимость электроэнергии от $2,5 до $4 за ватт, поэтому 250-мегаваттная инсталляция сэкономит от $600 млн до $1 млрд. Это огромные суммы». При этом оптимистично настроенные американцы надеялись прийти к жизнеспособной технологии уже к 2008 году.

С другой стороны, они занялись газовыми турбинами, которые решили вращать солнечной энергией, а не собственно газом. «Через пару лет мы сможем продемонстрировать экспериментальную версию системы, которая будет генерировать много энергии и отличаться чистотой производства, а ее стоимость не будет превышать 5 центов за кВт•ч», — веселил инженеров и журналистов Вейл. Кстати, разработками занимается не только известная в связи с очками дополненной реальности лаборатория Google X. Инвестиции поступили в две компании — eSolar и BrightSolar, работающие независимо от поискового гиганта.

Вообще же Билл Вейл отметил, что удручен малым количеством идей и игроков, продвигающих идеи прорывов в «зеленом» секторе технологий. «Недостаточно финансовых вливаний поступает на ранних этапах перед тем, как венчурные фонды вступают в игру. Я бы хотел видеть $10 млрд или $20 млрд в течение десяти лет», — подытожил он.

Пока же поисковик вложился в десять «зеленых» проектов (пять в ветроэнергетике и пять в солнечной энергетике) общей мощностью около 2 ГВт энергии в год, которых хватит для обеспечения 500 тысяч американских домов в год. Сумма вложений в проекты составила около $1 млрд.

Технология Пентагона

Вопросами электрогенерации озадачен и еще один именитый представитель «Корпорации добра» — ее директор по инженерным разработкам, самый известный футуролог современности Рэй Курцвейл. Пока очень мало информации о том, что же именно творится в его голове и в секретных лабораториях в этом направлении. Калифорнийские профильные журналисты предполагают, что речь идет об энергии от нажатия на экраны устройств или же о мобильных термоядерных реакторах.

Чуть больше миру поведал на февральской конференции Google Solve for X экс-руководитель отдела в департаменте перспективных разработок Lockheed Martin Чарльз Чейз. Он объявил, что команда ученых под его руководством близка к эффективному решению одной из самых сложных задач современной физики — запуску и поддержанию управляемой реакции термоядерного синтеза (УТС). Более того, к 2017 году некая команда готова построить прототип компактного реактора мощностью 100 МВт.

Присутствующие инженеры и теоретики отмечали, что доклад Чейза был весьма спорным и странным. Многие моменты были противоречивы, сами решения озвучивались поверхностно, местами данные шли вразрез с существующими теориями, а значит, спикер либо был недостаточно в теме, либо намеренно искажал часть информации.

Скептически к этой идее относятся и в Украине. «Речь идет об управляемом термоядерном синтезе, а не классическом ядерном распаде, — объясняет Вадим Гламаздин. — В теории такая реакция позволяет получить практически неисчерпаемый источник энергии с большим, чем у ядерного распада, энергетическим потенциалом и меньшими побочными эффектами. Но это — в теории. На практике существуют те самые пресловутые три ограничения (достижение высокой температуры плазмы (более 100 млн K), способность удерживать ее достаточное время в состоянии сверхвысокой плотности и техническая возможность утилизировать выделяющуюся энергию. — Прим. ред.), которые пока никто не может преодолеть. Более того, эффект наведенной радиоактивности также существует и, если автор «сенсации» о нем замалчивает, значит, либо он чего-то не знает, либо он, мягко говоря, не совсем честен».

Но есть еще один момент. УТС, равно как и реакция распада, является источником энергии — но, с точки зрения технического применения, энергии тепловой. «Чтобы получить из нее электричество, нужны еще как минимум система теплосъема, что в данном случае крайне проблематично, турбина, генератор и еще по мелочи, — расставляет точки на i Вадим Гламаздин. — Потому, даже если удастся запустить УТС, обойти все ограничения и утилизировать тепловую энергию, устроить личную электростанцию в каждом дворе все равно не получится, потому что все остальное оборудование громоздкое, шумное и создающее приличные вибрации...».

С другой стороны, Lockheed Martin, контора, прямо связанная с Пентагоном, создавала и продолжает создавать высокотехнологическое оружие, закрытые системы и многое другое. Вряд ли они стали бы бросать деньги на ветер и набирать кого попало. И если предположить, что эксперимент все же удастся, то это перевернет всю мировую экономику: больше не нужно будет никакого ископаемого топлива (практически ни для чего), не нужны будут электрические сети и вся энергоинфраструктура. Соответственно страны, живущие за счет нефти и газа, обанкротятся. Крупные нефтегазовые и энергетические компании также разорятся. «Следовательно, мы получим миллионы нищих и обозленных людей. Плюс радикальное перераспределение денежных ресурсов в мировой экономике» — таким видит постнефтяное будущее Вадим Гламаздин.

Не к столь радикальным переменам приведут «классические термоядерные реакторы», которыми активно «интересуются» крупные игроки в цивилизованной Азии. Реактор по проекту ITER начнут строить уже в 2014 году. Исследователь из Мадридского политехнического университета (UPM) запатентовал термоядерный реактор на основе инерциального удержания плазмы, который, кроме генерирования электроэнергии, может быть использован как корабельный двигатель. Канадский стартап General Fusion утверждает, что может построить прототип термоядерной электростанции до 2019 года меньше чем за $1 млрд.

Есть еще целый ряд сомнительных проектов и заявлений. Остается только надеяться, что в практическую плоскость все это выйдет до того, как иссякнут ископаемые.