Как нам избежать климатической катастрофы. Решения, которые у нас есть. Прорывы, которые нам нужны: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Давайте вспомним, уважаемые читатели, сколько времени понадобилось на то, чтобы нефть стала важным источником энергии[31]. Ее добыча в коммерческих масштабах началась в 1860-х годах. Полвека спустя на нефть приходилось всего 10% мирового производства энергии. Прошло еще 30 лет, прежде чем этот показатель составил 25%.

Нужно очень много времени, чтобы перейти на новые источники энергии. Обратите внимание, что за 60 лет производство мировой энергии из угля выросло с 5% почти до 50%. Доля природного газа занимает всего 20% за аналогичный период времени. (Вацлав Смил, Energy Transitions)[32]

Природный газ прошел схожий путь[33]. В 1900-х годах на него приходился 1% мировой энергии. Понадобилось 70 лет, чтобы дойти до 20%. Ядерная энергетика развивалась быстрее — с 0 до 10% за 27 лет.

Этот график показывает, как выросло за 60 лет потребление различных источников энергии, начиная с их первого использования. С 1840 по 1900 год доля использования угля в производстве электроэнергии поднялась с 5 до 50%. Однако за 60 лет — с 1930 по 1990 год — доля природного газа достигла всего 20%. Этими цифрами я хотел показать вам, что переход на новый источник энергии — дело весьма небыстрое.

Источники топлива при этом не единственная проблема. Нужно много времени, чтобы перейти на новый вид транспорта. Двигатель внутреннего сгорания изобрели в 1880-х годах. Сколько времени прошло, прежде чем половина городских семей обзавелись автомобилем? Примерно 30–40 лет в США и 70–80 — в Европе.

Более того, переход на новые источники энергии, в которых мы сейчас отчаянно нуждаемся, вызван тем, что раньше вообще не имело значения. В прошлом люди переходили с одного источника на другой, потому что новый был дешевле и мощнее. Мы перестали сжигать огромное количество древесины и начали использовать больше угля потому, что килограмм угля давал намного больше тепла и света, чем килограмм древесины.

Или возьмем пример США: мы используем больше природного газа и меньше угля для производства электроэнергии. Почему? Потому что новая технология бурения удешевила природный газ. Это вопрос экономии, а не заботы об окружающей среде. Но насколько природный газ лучше или хуже угля, зависит от того, как рассчитывать эквивалент СО₂. Некоторые ученые утверждают, что газ сильнее провоцирует климатические изменения, чем уголь, в зависимости от объема потерь во время переработки[34].

Со временем мы, конечно же, будем использовать больше возобновляемых источников энергии, но, если оставить все на волю случая, рост произойдет не так быстро, как необходимо. В главе 4 я объясняю, почему без дополнительных инноваций имеющиеся возобновляемые источники не помогут дойти до нуля. Придется ускорить переходный период в разы, что, в свою очередь, сопряжено с рядом проблем в государственной политике и технологиях — причем таких, с которыми мы еще не сталкивались.

Почему переход на новый тип энергии занимает столько времени? Потому что…

…угольные электростанции — это не компьютерные микросхемы. Вы наверняка слышали про закон Мура — прогноз Гордона Мура, сделанный в 1965 году, о том, что микропроцессоры будут удваивать свою мощность каждые два года. Гордон оказался прав, и закон Мура — одна из основных причин столь стремительного развития компьютерных систем и программного обеспечения. По мере того как процессоры становились мощнее, мы смогли предложить более совершенный софт, что повысило спрос на компьютеры и стимулировало производителей оборудования и дальше совершенствовать свою продукцию, для которой мы продолжаем писать более качественный софт, и так далее — получается такая восходящая спираль.

Закон Мура работает, потому что компании изобретают новые методы производства транзисторов — крошечных переключателей, которые выполняют всю работу в компьютере, — делая их все меньше и меньше. Это позволяет умещать больше транзисторов на микросхеме. Современная компьютерная микросхема содержит почти в миллион раз больше транзисторов, чем в 1970 году, а значит, она в миллион раз мощнее.

Иногда на закон Мура ссылаются те, кто утверждает, что можно добиться такого же экспоненциального роста в энергетике. Если компьютерные микросхемы способны так быстро совершенствоваться, чем автомобили и солнечные панели хуже?

Увы, к сожалению, это невозможно. Компьютерные микросхемы — другое дело. Они совершенствуются, потому что специалистам удается уместить больше транзисторов на каждой из них, но вряд ли существует схожий принцип, согласно которому автомобили смогут потреблять в миллион раз меньше бензина. Вспомним, что первая модель «Т», съехавшая с конвейера Генри Форда в 1908 году, расходовала 4,5 литра топлива на 33 километра. На момент написания этой книги лучший гибрид на рынке расходует 4,5 литра топлива на 90 километров. За сто с небольшим лет экономия топлива составила почти 200%.

Солнечные батареи тоже не стали в миллион раз мощнее. Когда в 1970-х годах изобрели фотоэлементы на основе кристаллического кремния, они преображали в электричество около 15% солнечного света. Сегодня это уже 25%. Ценный прогресс, но он никак не соответствует закону Мура.

Технологии — только одна из причин, по которым энергетическая отрасль не может измениться так же быстро, как компьютерная. Проблема еще и в масштабах. Энергетическая отрасль достигла чудовищных размеров: она приносит около 5 триллионов долларов в год, это один из крупнейших бизнесов в мире. Нечто настолько крупное и сложное всегда сопротивляется изменениям. К тому же, сознательно или нет, люди сами ответственны за инертность энергетической отрасли.

Вспомним, как работает софтверный бизнес. Здесь нет регулирующих органов, которые должны одобрить ваш продукт. Даже если вы выпустите несовершенный софт, клиенты все равно обрадуются и поделятся своим мнением о том, как его улучшить, при условии, что общая польза, приносимая новой услугой, достаточно высока. И почти все расходы предоперационные. Иными словами, после того как вы разработаете продукт, дополнительные издержки на его дальнейшее производство практически равны нулю.

Сравните это с отраслью фармацевтики и вакцинации. Вывести новое лекарство на рынок намного сложнее, чем выпустить новый софт. Так и должно быть, поскольку лекарство, которое навредит людям, намного опаснее, чем приложение, в котором есть недостатки. С учетом изначальных исследований, разработки лекарства, разрешения надзорных органов на его тестирование и всех других необходимых шагов уйдут годы, прежде чем новый препарат дойдет до пациентов. Но как только вы получите качественную таблетку, ее производство обойдется вам дешево.

Теперь сравните оба направления с энергетической отраслью. Во-первых, мы имеем колоссальные капитальные расходы, которые никуда не денутся. Если вы потратите миллиард долларов на строительство угольной электростанции, следующая электростанция не обойдется вам дешевле. И инвесторы вкладывают такие деньги с учетом того, что электростанция проработает 30 лет и больше. Если через 10 лет кто-то предложит более совершенную технологию, вы не сможете просто закрыть старую электростанцию и построить новую. По крайней мере, для этого нужна очень веская причина — например, большая финансовая выгода или правительственное постановление.

Общество также не терпит риска в энергетическом бизнесе, и это понятно. Мы требуем надежной бесперебойной подачи электроэнергии. Свет должен зажигаться каждый раз, когда мы включаем его. А еще мы переживаем из-за аварий и несчастных случаев. По сути, вопрос безопасности чуть не загубил строительство атомных электростанций в США. После аварий на Три-Майл-Айленд и в Чернобыле Америка начала строить лишь две новые АЭС, хотя за год от выбросов угольной промышленности умирает больше людей, чем в результате всех аварий на атомных электростанциях, вместе взятых.

У нас есть веские и вполне объяснимые причины тяготеть к тому, что нам знакомо, пусть даже оно убивает нас. Нужно изменить эти причины, чтобы построить энергетическую систему, обладающую всеми необходимыми нам характеристиками (надежность, безопасность) и лишенную всего, что нам не нужно (зависимость от ископаемого топлива). Но это будет нелегко, потому что…

…наши законы и нормативы слишком устарели. Фраза «государственная политика» не вызывает у нас паники. Однако любая политика — от налогов до экологических стандартов — оказывает колоссальное влияние на поведение людей и компаний. Мы не добьемся нуля, пока не исправим ситуацию, а до этого еще далеко. (Я имею в виду Соединенные Штаты, но это относится и ко многим другим странам.)

Одна из проблем заключается в том, что многие современные законы и стандарты в сфере экологии разрабатывались без учета климатических изменений. Они предполагали решение других проблем, а теперь мы пытаемся использовать их для сокращения выбросов. С тем же успехом можно попытаться создать искусственный интеллект на компьютере 1960-х годов.

К примеру, в самом известном американском законе, касающемся качества воздуха (Закон о чистом воздухе), почти не упоминаются парниковые газы. И это не удивительно, поскольку закон был принят в 1970 году с целью снизить риск заболеваний от загрязнения воздуха, а не для борьбы с глобальным потеплением.

Или возьмем корпоративные стандарты экономии топлива (CAFE). Их приняли в 1970-х годах, когда зашкаливали цены на нефть, а американские водители хотели более экономного расхода топлива. Все это замечательно, но теперь нам надо вывести на дороги больше электрокаров, и стандарты CAFЕ только ставят палки в колеса, поскольку создавались не для этого.

Устаревшая политика не единственная проблема. Наш подход к климату и энергии меняется с каждыми очередными выборами. Каждые 4–8 лет новая администрация заявляет о своих энергетических приоритетах. Нет ничего плохого в том, чтобы менять приоритеты, но это пагубно влияет на исследователей, которые зависят от правительственных грантов, и на предпринимателей, которые зависят от налоговых льгот. Сложно добиться реального прогресса, когда каждые несколько лет приходится прекращать работу над одним проектом и с нуля начинать работу над другим.

Выборы также порождают неопределенность на частном рынке. Правительство предлагает различные налоговые послабления, призванные привлечь как можно больше компаний к исследованиям в области энергетики. Но это весьма ограниченные стимулы, поскольку инновации в энергетике очень сложны: пройдет не один десяток лет, прежде чем они принесут плоды. Можно трудиться над идеей годами, но придет новое правительство и отменит поощрения, на которые вы рассчитывали.

Какой вывод можно сделать из всего вышесказанного? Текущая политика в области энергетики практически никак не способствует сокращению выбросов. Ее влияние можно измерить тем, насколько сократится эмиссия СО₂ к 2030 году в результате действия всех нынешних федеральных стандартов и законодательств штатов. В общей сложности это примерно 300 миллионов тонн, или 5% прогнозируемой эмиссии в 2030 году[35]. Это уже кое-что, но слишком мало, чтобы дойти до нуля.

Это не значит, что мы не можем ввести политику, которая сильно повлияет на выбросы. Стандарты CAFЕ и Закон о чистом воздухе выполнили свою задачу: автомобили стали экономичнее, а воздух чище. Кроме того, сейчас действует ряд эффективных мер по снижению эмиссии парниковых газов, хотя они не связаны друг с другом и плохо сочетаются между собой, чтобы дать реальное решение климатической проблемы.

Считаю, что мы справимся с этой задачей, но будет нелегко. Прежде всего, намного проще возиться с существующим законодательством, чем предлагать новое. Нужно немало времени для разработки новых стандартов, привлечения общественности, прохождения всех судебных инстанций, если возникнут юридические проблемы, и, наконец, внедрения. Не говоря о том факте, что…

[31] Vaclav Smil. Energy Myths and Realities (Wash-ington, D.C.: AEI Press, 2010), 138.

[32] Vaclav Smil. Energy Transitions (2018).

[33] Vaclav Smil. Energy Transitions (2018).

[34] Xiaochun Zhang, Nathan P. Myhrvold and Ken Caldeira. “Key Factors for Assessing Climate Benefits of Natural Gas Versus Coal Electricity Generation,” Environmental Research Letters, Nov. 26, 2014, iopscience.iop.org.

[35] Исследования Rhodium Group.