Книга Что нас ждет, когда закончится нефть, изменится климат и разразятся другие катастрофы XXI века - Джеймс Хавард Кунстлер

Когда запасы газа начнут истощаться, появится необходимость его добычи в труднодоступных местах. Но здесь возникает классический вопрос энергетической экономики: энергетическая рентабельность (полученная энергия/израсходованная энергия — ERoEI). Она относится в той или иной мере ко всем видам топлива и каждому процессу получения и использования энергии. И она возвращает нас к основному закону физики и метафизики: вы не можете получить что-то из ничего. В начале процесса добычи нефти в Техасе показатель ERoEI был замечательным — примерно 20 : 1. Нефть располагалась близко к поверхности, в местах, где было легко работать. Она била из земли под своим собственным давлением. В итоге, когда давление было стабилизировано, ее можно было выкачивать и расходы по выкачиванию были невысокими. Поскольку год за годом приходилось выкачивать нефть все с больших глубин во все более сложных и труднодоступных местах, используя более передовые (и дорогие) методы бурения, коэффициент выглядел уже не таким привлекательным. Добыча нефти в суровых штормовых условиях Северного моря, например, более дорогостоящая, чем бурение равнинных земель Техаса, хотя с экономической точки зрения все еще остается рациональной. В конечном счете, однако, достигается предел, на котором теоретически еще возможно добывать нефть из земли (очищать и распределять), используя меньше энергии, чем даст сама эта нефть, но эта ситуация может стать экономически невыгодной для крупных добывающих компаний. Мировые нефтедобывающие корпорации занимаются своим делом из-за огромных доходов. Они представляют собой гигантские развитые организмы, которые появились с особой целью внутри особой экологической экономики. Если некоторые главные элементы этой экологии меняются — например коэффициент соотношения затраты/прибыль — организмы погибают, несмотря на то что в мире еще остается довольно много залежей нефти и газа. Заходя немного вперед, главное равенство, поддерживающее все мировые гигантские экономические организмы, от нефтяных компаний до нефтедобывающих государств, не может долго оставаться равенством. То есть однажды эти комплексные системы и их подсистемы остановятся, а запустить их снова будет либо очень сложно, либо вообще невозможно — «синдром Шалтай-Болтая». (Более подробно о сбое систем я рассуждаю в главе 6.)

Возвращаясь к энергетической рентабельности, будущая добыча природного газа может превратиться в экономическое бездействие. Запасов остается все меньше и меньше. Никакое неистовое и дорогое бурение месторождений не спасет положение. Естественно, что увеличение цены вследствие дефицита товара приведет к «уничтожению спроса». Поскольку нет альтернативных энергетических источников, которые способны взять на себя работу, которую сейчас выполняет газ, уничтожение спроса станет эквивалентно снижению уровня жизни населения.

Предложений по увеличению добычи газа явно недостаточно.

В данном случае имеет значение тот факт, что вы получаете газ, который добывается в той местности, где вы проживаете. И это представляет для вас большую проблему. Природный газ распределяется по обширной трубопроводной сети. Небольшие насосы поддерживают его перемещение, что обходится примерно в стоимость 0,03 % газа на 160 километров. Все происходит при температуре окружающего воздуха. Для того чтобы доставить газ из-за моря, его необходимо ожижить и поместить в специальные танкеры на кораблях, где он будет находиться под высоким давлением в состоянии очень холодной жидкости. Все это требует дополнительных расходов. Сжиженный природный газ (СПГ) затем выгружают в специальное портовое оборудование в странах назначения, повторно испаряют ожиженные углеводородные газы и распределяют по трубопроводам. Капитальные расходы настолько высокие, что этот процесс экономичен только при долгосрочных контрактах, действующих не менее 20 лет. А перспективы столь длительной международной стабильности с каждым днем становятся все призрачнее. Самые большие запасы природного газа находятся как раз в тех странах — Ближнего Востока и Азии, — политическая ситуация в которых очень нестабильна. А это означает, что с этими государствами едва ли удастся заключить долгосрочные контракты.

Стоит учесть, что танкеры, перевозящие сжиженный природный газ, очень взрывоопасны, что делает их прекрасной мишенью для террористов. Но даже при благоприятных обстоятельствах транспортировка СПГ намного опаснее, чем перевозка нефти. Портовое оборудование и терминалы в случае нападения или диверсии в равной степени уязвимы. И это большая проблема. Даже если вдруг оперативно будет построена система терминалов и танкеров, сомнительно, что, к примеру, американцы смогут позволить себе невероятно дорогой импортный газ.

Водородная экономика

Распространенное мнение о том, что водород сможет спасти технологическую цивилизацию от надвигающейся катастрофы, — типичный пример того, насколько недальновидно стало наше зависимое от нефти общество. Идея, конечно, привлекательная, поскольку при горении водорода выделяется лишь водяной пар и, соответственно, окружающей среде не причиняется вреда. К тому же самого водорода в избытке. Было бы замечательно, если бы вся механизированная инфраструктура и оборудование нашего общества просто перешли на водород, но такого не произойдет. Что-то можно перевести на водород, но не все. Водород не заменит нам нефть и газ в полном объеме.

План по переходу от нефти и газа на водородную экономику обычно связан с технологией топливных элементов. Сам топливный элемент представляет собой кусок пластмассы, помещенный между несколькими углеродными пластинами, которые проложены между двумя концевыми пластинами, действующими как электроды. Эти пластины имеют дорожки, которые распределяют топливо и кислород. Они модульные и могут быть размещены так, чтобы производить энергию. Топливные элементы действуют в 2–3 раза мощнее, чем двигатель внутреннего сгорания, и при этом не требуют никаких движущих частей. В процессе, обратном электролизу, водород, введенный через каталитическую металлическую мембрану, соединяясь с кислородом, производит пар и электрический ток. В автомобиле, работающем на топливных элементах, электричество от топливного элемента приводит в действие двигатель. Однако из-за того, что получать чистый водород очень дорого, в качестве топлива предпочитают использовать природный газ или метанол.

О топливных элементах известно уже давно. Сэр Вильям Роберт Гров продемонстрировал возможность получения электроэнергии с помощью кислорода и водорода в топливном элементе еще в 1893 году. В конце 1950-х годов НАСА начало создавать компактный электрогенератор на топливных элементах для использования его во время космических полетов. Расходы не имели значения. Расчетная масса энергоустановки из водородно-кислородных топливных элементов намного меньше, чем у батарей. И это очень важно, потому что в космосе каждый грамм на учете. Позднее в пилотируемом космическом корабле астронавты смогли даже пить воду, производимую топливными элементами.

Нет сомнения в существовании и пользе топливных элементов. Но возникают многочисленные и настораживающие вопросы по поводу водородной экономики. Проблема в том, что водород не совсем топливо. Это скорее «носитель» энергии, чем топливо. Для получения водорода требуется больше энергии, чем производит сам водород. Таким образом, сегодня производство водорода зависит от других известных источников энергии, которые по той или иной причине представляют собой проблему — это все те же нефть, природный газ, уголь, вода, солнце, ветер. В некоторой степени термин «водородная экономика» — это прикрытие для ядерной экономики, поскольку ядерная экономика предполагает масштабную выработку электроэнергии, подразумевается, что многочисленные современные атомные станции могут с экономической точки зрения производить огромное количество водорода. Я собираюсь вернуться к вопросу ядерной энергии позже.