Вичерпання енергетичних ресурсів може призвести до громадянських війн, і глобальна транспортна система незабаром зруйнується. Якщо відновлювані джерела енергії теж не є відповіддю, то що? Інтерв’ю з доктором Жолт Гетесі з фізиком.

Сталий розвиток не існує, він не може зростати безкінечно, ми повинні стримувати своє споживання та виробництво, часто запевняють природоохоронці. З іншого боку, економісти пов’язують процвітання зі зростанням ВВП, а добре функціонуюча фінансово-банківська система базується на постійно зростаючому споживанні. Як довго можна підтримувати наш нинішній спосіб життя, якими будуть наслідки дорожчих та дефіцитних джерел енергії? Доктор Жолт Гетесі ми запитали фізика, дослідника з університету Етвеша Лорана, який раніше читав лекції на цю тему на мандрівній зустрічі RMKT.


У чому проблема сучасного споживання енергії суспільством?

- В даний час 85% наших джерел енергії надходять із звалищ, які є колишніми вуглецевими сполуками, рослинними залишками: сирою нафтою, природним газом, вугіллям. Природа бере цю енергію з існуючого потоку енергії, сонячного випромінювання. Це як людина регулярно отримує зарплату. Проміння сонця не змінюється протягом декількох сотень тисяч років. Коли ми використовуємо скам'янілі залишкові ресурси, ми поводимося не як той, хто живе за рахунок своєї зарплати, а як живе на багатство, успадковане від свого дядька.

грошей

Оскільки ми звикли мати майже необмежений доступ до дядькових грошей, не має значення, скільки енергії вимагає процес: якщо він корисний для нас, ми зробимо це, оскільки енергія на даний момент дешева. Ось чому перевести суспільство на відновлювані джерела енергії не так просто, оскільки їхній потік та доступ не будуть настільки великими, як потоки викопних джерел енергії. Це суспільство не могло живитись сонячною енергією, оскільки на даний момент воно не виробляло б достатньої кількості.


До якого резерву ми можемо ще мати доступ?

- Простіше кажучи, якщо ми знаємо, скільки у нас є в запасі і скільки ми виробляємо за рік, якщо розділимо їх між собою, ми отримаємо, скільки ще років можемо видобувати нафту. Однак це не все так просто. Видобуток олії більше нагадує збирання вишні. Збираючи вишню, ми спочатку відбираємо більш доступні, більш зрілі зерна з нижніх гілок. Отримавши переваги, вам потрібно піднятися сходами, щоб дістатися до важчедоступних, менш зрілих очей. Так само і з маслом. Спочатку родовища, які були близько до поверхні і їх було легше видобувати, добували, технологія була не такої якості, щоб їх копали дуже глибоко, але потім це було не потрібно.

Пізніше «вишні» почали худнути, довелося копати глибше, ми досягли запасів низької якості. Також ми збираємо менше червоної вишні, щоб просто щось з’їсти. Однак є точка, за якою ми також не беремо вишні, оскільки зеленою вишнею взагалі не можна насолоджуватися. Існує також момент видобутку нафти, після якого видобута нафта не забезпечує надлишку енергії, а тому її не варто видобувати.

Коли вони почали видобувати сиру нафту, вклавши енергію в барель нафти, на поверхню вийшло близько 100 барелів нафти. Сьогодні це число становить близько 8-10, а коли воно досягає 1, нафта перестає бути джерелом енергії. Тож це визначають не гроші, а енергетичний вміст нафти. Тут економічні аналітики помиляються, стверджуючи, що економіка потребує нафти, і, оскільки вона стає дорожчою, варто видобувати запаси, яких у неї ще немає. Це вірно до певного моменту, але коли гра погіршується навіть з точки зору енергетичного змісту, це не вартує результату.

З цим є ще одна проблема: стабільно висока ціна на нафту шкідлива для світової економіки, незалежно від того, скільки астрономічна ціна платить суспільство за нафту. Для цього є проста причина: з точки зору бюджету сім’ї, якщо рахунок за енергію перевищує вартість, на кону - економія коштів або навіть придбання їжі. Тоді енергія занадто дорога.

По-третє, запаси нафти, які можна видобувати за допомогою передових технологій, не можуть бути отримані з будь-якою швидкістю. Наприклад, сланці, які багато хто розраховує замінити рідку сиру нафту, можна видобувати лише в обмежених кількостях на день. Хоча у світі використовується 82-83 мільйони барелів нафти на день, ми не можемо видобувати більше 4-5 мільйонів барелів нафти на день, незважаючи на всі технічні зусилля, навіть якщо ми намагалися скрізь, це може бути до 15-20 мільйонів барелів день. Це не зможе спричинити сьогоднішнє споживання, але це також виявляється енергетично поганою грою: тоді як 8 барелів можна вивести на поверхню, інвестуючи одну барель при видобуванні "нормальної" нафти, у випадку шиферу це співвідношення становить лише 2-3.

Де ми зараз стоїмо на кривій видобутку нафти?

- У 1956 р. Нафтовий геолог у США опублікував прогноз видобутку прибережних нафтових родовищ США, потім він написав, що це буде форма дзвона: після певного моменту вона зросте, досягнувши свого піку. Це завершилося в 1970 році, і це справді так: через кілька місяців перерви видобуток нафти в США почав падати в 1970 році і з тих пір зменшується, незважаючи на відкриття Аляски та Мексики.

Оскільки це пізніші відкриття, потрібно копати глибше, іноді під водою. Таким чином, їх енерговитрати перестануть бути такими високими, як у найдавніших прибережних нафтових родовищ, де це співвідношення становило близько 100 до 1. Немає полів, які могли б змінити спад кривої видобутку, оскільки вони були відкриті давно. Поля низької якості відкриваються і сьогодні, але швидкість видобутку обмежена через складність необхідної технології та їх менший вихід енергії. Це вже глибші поля, тому вони можуть лише уповільнити спуск по низхідній стороні кривої.

Коли ми можемо досягти піку загального видобутку на Землі?

- Якщо ми подивимось на традиційні запаси легкої нафти, то це було в 2005 році, тож це вже історія. Якщо включити як сланці, так і скраплений природний газ, зараз пік приблизно очікується.


Коли ми досягнемо співвідношення 1/1?

- Ми ніколи цього не досягнемо, тому що зупинимо виробництво набагато раніше. Функціонування суспільства також не може бути гарантоване за допомогою 1/2 джерела енергії, 1/5-6, безумовно, потрібно для функціонування суспільства, але це лише оцінка. Якби ми спроектували поточну траєкторію на майбутнє і не зупинились, ми підійшли б до рівня 1/1 через 10-15 років, але майже напевно, що до того часу щось станеться.


Які наслідки дорожчої енергії?

- Світова економіка також потребує реального зростання. Для нашого ВВП недостатньо рости, лише заробляючи гроші, але нам також потрібно реальне збільшення виробництва. Зростання енергії також необхідне для зростання реальної економіки. Це стикається із все більшими труднощами з 1970-х років, саме тому світова економіка все частіше стикається з кризою. Нафтові кризи останніх десятиліть завжди призводили до економічних криз: у 1973 р., У 1980 р., На початку 2000-х рр. Вона була невеликою, а тепер у 2008 р. Ціна на нафту за рік суттєво зросла вп’ятеро: з 20 доларів до $ 100 нЕ.

Якщо ціна на нафту буде стабільно високою, зайві фактори, які можуть бути використані для інших покращень, зникнуть. Суспільство може бути розширено, але якщо рахунок за енергоносії забере більшу частину заощаджень, тоді вдосконалення та рано чи пізно реконструкція будуть пропущені. Двадцять років тому дороги у рідному місті вимощували кожні два-три роки, сьогодні вибоїни відбуваються лише кожні 5-6 років. Загалом довгострокові реставрації відстають у галузі охорони здоров’я, освіти та залізничної системи.

Загалом ми виявимо, що грошей не вистачає. Але чому ні? Коли залізницю побудували, а рейки C замінили на A (що означає вантажопідйомність), енергія все ще була дуже дешевою, ви могли купувати нафту за копійки, вам ледве потрібно було витратити на рахунок за енергію. Нині це дуже дорого, забирає гроші на ремонт, довгострокові вже починають відставати. Це також показує, що система вже на вершині, і ми можемо спуститися звідси лише в тому випадку, якщо не можемо знайти замінне джерело енергії.

У дослідженні 1973 р. "Межі зростання" вже перелічено ці інвестиції, які можна буде пропустити, коли світ досягне своїх меж. Зростання має зупинитися, оскільки не вистачає енергії, ресурси вичерпуються, забруднюється навколишнє середовище тощо.


Виробництво, споживання та експорт єгипетської нафти

У випадку з Єгиптом не вийшло на перший план, що нещодавно експорт нафти в країні припинився. У 2010 році видобутку нафти в країні було достатньо для покриття власного споживання. Як результат, країна втрачає значні доходи від реалізації, оскільки вона не в змозі нарощувати видобуток газу до такої міри, що доходи від експорту газу покривають втрати доходів через дефіцит нафти. Поки що доходи допомогли імпорту єгипетських продуктів. Населення Єгипту становить 78,9 мільйонів людей і зростає на 2% на рік. Країна не в змозі забезпечити це населення.

Яких ще наслідків ми можемо очікувати?

- Згідно з дослідженням німецької армії, опублікованим минулого року, оцінюються країни з запасами нафти. Наприклад, відносини між Росією та Німеччиною стали більш цінними: Росія постачає енергію на російський ринок через Північний потік в обмін на виробництво точних машин для російського ринку.

Дослідження німецької армії навіть стверджує, що світ розділений на бідних та багатих, ситуації громадянської війни також можуть мислити заворушення та заворушення.

Нафта не може бути замінена за такий короткий час, тому крах світової економіки, швидше за все, буде неминучим, а транспортна система зазнає краху, тому слід продовжувати локалізацію. Виробництво повинно базуватися не на довготривалих логістичних ланцюгах, а на сировині та виробництві в околицях, пише про дослідження.


А як щодо використання альтернативних джерел енергії?

- Поновлювані джерела енергії просто не можуть виробляти такі густини енергії, як сира нафта або вугілля. Набагато більшу інфраструктуру потрібно побудувати, скажімо, з сонячних панелей, щоб генерувати подібні за розмірами електростанції, що працюють на нафті та газі. Сонячна енергія надходить на Землю у фіксованій кількості на квадратний метр, лише дуже малу частину якої - більшість 20% - ми можемо використати.

Вітрові турбіни, сонячні батареї тощо. З ними є ще одна проблема: якщо ми введемо їх у систему, їх також доведеться виводити з них, оскільки вони старіють. Для безперервного виробництва завжди потрібно замінити випали батареї. Якщо ми хочемо, щоб їх частка у загальному виробництві енергії зростала, їм доведеться виробляти більше, ніж вони будуть старіти за певний період. Питання в тому, чи буде така сонячна або вітроелектростанція виробляти достатньо енергії за рік, щоб замінити застарілі елементи, навіть збільшуючи частку відновлюваної енергії в загальному енергозабезпеченні. Двоє ледве йдуть одночасно. Щоб цей тригер відбувся, енергію потрібно брати з інших місць, поки викопні ресурси зменшуються, а споживання постійно збільшується.

Це також висновок дослідницької групи з Технологічного університету в Массачусетсі: якщо ми розглянемо безліч виробників відновлюваних джерел енергії, важко, якщо взагалі, виробляти енергію, необхідну для того, щоб збільшити частку цього джерела енергії. повільно.

Крім того, для сонячних панелей та вітрогенераторів потрібні рідкісні землі, яких також недостатньо. З одного боку, оскільки Китай обмежує їх експорт, а з іншого боку, на Землі його немає необмеженої кількості.


Наскільки ми можемо покладатися на атомну енергію?

- Приблизно половина нинішньої кількості атомних електростанцій може бути побудована в майбутньому для постачання урану в кращому випадку до 2070 року. Однак цього недостатньо, щоб замінити викопні джерела енергії: це вимагало б передачі однієї атомної електростанції на Землю приблизно щотижня. І реального шансу на це немає.

Звичайно, існують нові технології, реактори розповсюдження або термоядерного синтезу, але вони все ще перебувають у зародковому стані, тому що вони не можуть суттєво вплинути на вичерпання викопних ресурсів, оскільки вони занадто далекі від реалізації.

Є цікавий приклад цього. Програма човника Е ± припинена без заміни. Кораблі "Союз", побудовані за технологією 1960-х років, відвідуватимуть та обмінятимуть екіпажі на міжнародній станції. Здається, що провідні підприємства, такі як електронні дослідження, електронні подорожі, вже не можуть здобути достатньо престижу, щоб отримати достатньо енергії. У майбутньому ще частіше доведеться відмовлятися від подібних розкішних інвестицій. Джон Майкл Грир написав цілу серйозну статтю про кінець епохи.


Яке рішення, якщо таке може бути, може бути?

- Слід дотримуватися природного циклу, в якому відходи одного процесу є сировиною іншого процесу. Наші промислові системи в даний час не працюють таким чином: ми вводимо у виробництво концентровану енергію та сировину, в той час як забруднюємо, виробляємо енергію відходів, і, нарешті, сам продукт потрапляє у відходи. Енергія використовується з такою швидкістю, що матеріальний потік людської раси порівнянний із потоком природи в цілому.

Ми не зможемо повністю запустити це, щоб зберегти все таким чином. Наші цикли не будуть такими швидкими, вони не дадуть стільки. Ми не будемо голодувати, але нам слід адаптуватися до цього кругового підходу.

Хорошим прикладом цього є пивоваріння Паулі. Пивоварні використовують чотири відсотки ячменю, решта - це відходи. Однак у цій системі відходи подаються через гриби, що робить їх придатними для корму тваринам. Двадцять шість відсотків відходів - це білки, в яких вирощують дощових черв’яків, що є чудовою їжею для птиці. Фекалії від племінних тварин, звичайно, є джерелом біоенергії. Залишкові стічні води очищаються відповідними асоціаціями тварин і рослин. Двоокис вуглецю в опаленні, яке використовується для пивоваріння, вводиться у лужні стічні води, які, таким чином, придатні для вирощування водоростей. У той же час вуглекислий газ також утворюється з вуглекислого газу, що робить лужну воду нейтральною. Ця багатозадачна система повністю самодостатня, в сім разів перевищує продуктивність та наймає в чотири рази більше працівників, ніж традиційний відкритий пивоварний процес.