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.

В развивающихся странах ситуация будет совершенно иной из-за глобализации потребления. В течение следующих двух десятилетий два миллиарда людей – примерно четверть населения планеты – получат существенную «прибавку к зарплате». Они перейдут из категории с доходом до $10 000 в год в категорию с доходом $10 000 – $30 000 в год. Даже если эффективность использования энергии существенно вырастет, рост их доходов обусловит значительное увеличение потребности в энергии. Как удовлетворить эту возросшую потребность? Какое сочетание источников энергии позволит сделать это без кризиса и конфронтации? Ответы на эти вопросы имеют большое значение для будущего человечества.

Вопрос безопасности, связанный с поставками, останется в числе ключевых. Как показывает практика, угрозы надежности и безопасности поставок могут возникать совершенно неожиданно. Кто мог подумать, что ураганы «Катрина» и «Рита», пронесшиеся над Мексиканским заливом, вызовут самые серьезные перебои в снабжении нефтью за всю историю Америки и потребуют поставки нефти из стран Европы и Японии? К тому же по мере развития экономики и технологий обеспокоенность в связи с энергетической безопасностью принимает новые формы. Десятилетие назад американо-китайские отношения не были критическим фактором в контексте глобальной энергетической безопасности. Интернет усилил риски для энергетической системы, для добычи нефти и газа, для трубопроводного транспорта и в особенности для системы электроснабжения, от которой зависит очень многое, в том числе и функционирование самого Интернета.

Большая часть энергоресурсов поступает с Ближнего Востока и Северной Африки, в частности из района Персидского залива, что делает его ключевым для безопасности поставок нефти и природного газа. Волна потрясений, прокатившаяся по Северной Африке и Ближнему Востоку, трансформировала политическую ситуацию в регионе и изменила отношения между правительствами и их народами. Вместе с тем эти потрясения оказали негативное влияние на геостратегический баланс, который является залогом стабильности. В результате повысилась неопределенность будущего региона, в котором сосредоточена значительная часть энергоресурсов планеты. Неопределенность, потенциальная политическая нестабильность, а также вероятность кризиса усиливают беспокойство в отношении уязвимости и энергетической безопасности. Противостояние по вопросу иранской ядерной программы добавляет напряженности. Представление о возросшем риске трансформируется в премию за риск в цене на нефть, которая отражает особенности новой геополитики региона.

Политика в сфере доступа к энергоресурсам и их добыче может оказывать существенное влияние на инвестиции и поставки и, соответственно, на энергетическую безопасность. Политика способна приводить к сокращению поставок и к ограничению доступа. Но последствия этого могут быть и позитивными в результате роста инвестиций и развития технологий. Так, в течение многих лет США импортировали две трети своей нефти. Однако сегодня они импортируют менее 40 % нефти в результате повышения топливной эффективности автопарка, наращивания собственной добычи нефти и более широкого использования биотоплива. Благодаря технологическому прогрессу штат Северная Дакота вышел на второе место в США по объему добычи нефти. Крупнейшим источником импортной нефти для США, которого с коммерческой точки зрения не существовало в 1970-е гг., стали канадские нефтеносные пески.

Обеспокоенность состоянием окружающей среды по-прежнему будет оказывать влияние на рынок энергоресурсов. Главный вопрос здесь – изменение климата и выбросы углекислого газа. Свыше 80 % энергии в мире дают, как их называл Карно, «горючие субстанции» – углеродсодержащие виды топлива. Через два десятилетия этот показатель, по прогнозам, будет составлять 75–80 %. Рост значимости проблемы изменения климата позволяет надеяться, что в дальнейшем доля ископаемого топлива начнет снижаться благодаря политическим мерам и новым технологиям.

Изменение климата – главная проблема, но есть и ряд других экологических проблем. При сжигании угля, который дает 40 % мировой выработки электроэнергии, в атмосферу попадают другие загрязнения. Две из наиболее важных инноваций, которые особенно значимы в контексте энергетической безопасности, – нефтеносные пески и сланцевый газ – столкнулись с серьезным противодействием. Одни хотят, чтобы в технологии их добычи были внесены изменения, другие – чтобы их не добывали вообще. От того, как эти проблемы будут разрешены, очень сильно зависит доступность энергоресурсов и безопасность их поставок. Авария на атомной электростанции «Фукусима-Дайити» в Японии заставила мир задуматься о целесообразности использования атомной энергии, а также ускорить разработку новых конструкций реакторов и пассивных элементов безопасности.

Отход от «горючих субстанций» Карно уже идет, но пока что мы находимся в самом начале этого процесса. С одной стороны, это переход от углеродсодержащих видов топлива, которые доминировали со времен промышленной революции, к безуглеродным видам топлива, а с другой – переход к более экономному использованию энергии и гораздо более высокому уровню энергоэффективности. В транспортной сфере переход к более высокой энергоэффективности уже очевиден как в плане пробега на литр бензина, так и в плане распространения гибридной технологии. Присутствие биотоплива будет расти, но на существенную рыночную долю оно выйдет, скорее всего, только после появления биотоплива второго поколения. Природный газ, похоже, становится транспортным топливом. Что же касается электромобиля, то пока рано давать прогнозы быстроты его проникновения в глобальный автомобильный парк.

В контексте будущего роста выделяется один сектор – производство электроэнергии. За следующие два десятилетия потребление электроэнергии в мире может вырасти почти вдвое. Возобновляемые источники энергии, главным образом гидроэнергия, в течение многих лет играют определенную роль в генерировании электроэнергии. Однако во многих странах увеличение их роли либо ограничивается, либо вообще блокируется защитниками окружающей среды. Еще одна существующая технология производства электроэнергии – использование геотермальной энергии, т. е. тепла из недр Земли. Но если в некоторых регионах геотермальная энергия играет важную роль, то в целом ее использование ограничивает геологический фактор.

Два новых безуглеродных источника электричества – ветровая и солнечная энергия. Здесь со времен «лучей надежды» 1970-х и начала 1980-х гг. наблюдается существенный прогресс. Дальнейшее развитие, которое должно привести к снижению стоимости, – дело времени. На сегодняшний день ветровая энергетика и солнечная энергетика, значимые сами по себе секторы, все еще малы с точки зрения масштабов электроэнергетики. Им по-прежнему необходимо продемонстрировать свою способность обеспечивать стабильную выработку электроэнергии в больших масштабах и при низкой стоимости, хотя, возможно, общество решит, что оно готово покрывать дополнительные затраты при помощи дотаций или налогов на выбросы углекислого газа. К тому же по мере роста значимости этих источников энергии все более актуальным становится вопрос их интеграции с энергосистемой.

Находимся ли мы на пороге нового этапа «великой революции» в сфере энергоресурсов? Как показывает история, переход на другой источник энергии обычно занимает много времени. Так, нефти на то, чтобы обойти уголь и стать энергоресурсом номер один, потребовалось почти 100 лет.

Темпы технического прогресса – не единственный фактор, влияющий на скорость перехода. Еще один фактор – закон большого периода разработки. Энергетическая система велика и сложна, в нее вложен огромный капитал. Темпы обновления для нее несопоставимы с темпами обновления, скажем, мобильных телефонов. Так, срок службы электростанции составляет 60 лет и больше. На крупном новом месторождении с начала разведки и до начала добычи проходит не менее 10 лет. Даже автомобильный парк, несмотря ежегодное представление новых моделей, обновляется не так уж быстро. На разработку новой модели уходит до пяти лет, а автомобильный парк обновляется примерно на 8 % в год.

И тем не менее ситуация может меняться быстро. На вывод сланцевого газа на рынок Северной Америки потребовалось два десятилетия. Однако после того, как он появился, всего за несколько лет кардинально изменилась экономика не только природного газа, но и его конкурентов от атомной энергии до ветровой энергии. Он также оказывает сильное влияние на глобальный LNG-бизнес.

В 2030 г. глобальное потребление энергии может быть на 30–40 % больше, чем сегодня. Структура источников энергии, скорее всего, не будет существенно отличаться от нынешней. Углеводороды будут давать 75–80 % энергии. Оказать значимое влияние на эту картину может целый ряд факторов – политическая нестабильность, военные конфликты, серьезные изменения в мировой экономике, изменения ценовой политики и регулирования, технологические прорывы. Но закон большого периода разработки по-прежнему действует. Посему на серьезные изменения в энергетической системе стоит рассчитывать только после 2030 г., когда кумулятивный эффект инноваций и технологического прогресса проявится в полной мере.

Пока же составляющих, от которых зависит будущее энергетики, очень много, их связи сложны, а расхождения в интересах и взглядах значительны. Все это делает формирование целостной «энергетической политики» непростой задачей. Более того, «энергетическая политика» зачастую формируется веяниями, которые даже не рассматриваются не как «энергетические» по своей сути, а как «экологические». Но, как показывает история, определенные принципы полезны при принятии решений в будущем.

Один из них заключается в том, что для начала следует уяснить масштабы, сложность и значимость энергетического фундамента мировой экономики независимо от того, каков ее объем – сегодняшние $70 трлн или $130 трлн, которые ожидаются через два десятилетия. Тут следует упомянуть о глобальном подходе, который признает вклад всего спектра энергетических вариантов. Знаменитое изречение Черчилля о надежности снабжения энергоресурсами – «разнообразие и только разнообразие» – актуально и сегодня. Помимо диверсификации нефтяных ресурсов, необходима и диверсификация источников энергии, которые условно можно разделить на традиционные и новые. Она отображает осознание того факта, что вариантов без риска не существует и что риски могут иметь разный характер.

Одним из высших приоритетов для растущей мировой экономики остается энергоэффективность. Определенные результаты в этой сфере уже достигнуты, и к тому же сегодня имеются технологии и инструменты, которых не было ранее. Реальный прогресс во многом будет определяться поведением и ценностями, а также инвестициями – новыми процессами, новыми заводами, новыми зданиями, новыми автомобилями. На пути к энергоэффективности множество препятствий – от финансирования до отсутствия возможности позировать перед телекамерами и «перерезать красную ленту».

Одной из фундаментальных ценностей общества сегодня является устойчивое развитие. Экологические приоритеты и впредь должны быть тесно увязаны с добычей и потреблением энергоресурсов. Их следует анализировать и оценивать по таким критериям, как воздействие, масштабы, затраты и выгоды, обеспечение доступа к энергоресурсу.

История «великой революции» Карно – от компании по производству паровых двигателей Джеймса Уатта в XVIII в. и компании по добыче нефти полковника Эдвина Дрейка в XIX в. до революции в сфере нетрадиционных источников нефти и газа, новейших стартапов в сфере экологически чистых технологий с Сэнд-Хилл-роуд и того, что зарождается в лабораториях сегодня, – демонстрирует, что прогресс в энергетической сфере является результатом инноваций и убежденности. Получение новых знаний и «применение науки» сопряжены со значительными расходами. Но без долгосрочной поддержки процесса обновления цена может быть гораздо больше.

Как вы уже видели, поиск включает множество составляющих. Но главная роль отводится поиску знаний, которые являются двигателем технологического прогресса и инноваций. Выражение Сади Карно «великая революция» попало, что называется, в яблочко. Но когда он писал эти слова, то скорее выдавал желаемое за действительное, поскольку находился в самом начале этого энергетического предприятия. Тогда вряд ли кто мог представить себе прогресс, которого человечество добьется менее чем за два столетия. Проблемы удовлетворения растущих потребностей в энергии в предстоящие десятилетия, обеспечения стабильной доступности ресурсов могут показаться ошеломляющими. С учетом масштабов так оно и есть. Для их успешного решения необходимы, среди прочего, ответственное и эффективное использование энергии, разумные решения, стабильные инвестиции, надлежащее государственное управление, сотрудничество, перспективное мышление и интеграция экологических аспектов в энергетические стратегии.

Что дает нам уверенность, так это наличие, пожалуй, самого важного ресурса из всех – человеческой креативности. Один известный геолог как-то сказал: «Нефть находят в умах людей». Мы же, немного перефразируя это изречение, можем сказать, что энергетические решения для XXI в. будут находить в умах людей по всему миру. И эта ресурсная база расширяется.

Глобализация спроса, возможно, предопределяет потребности завтрашнего дня. Но она сопровождается глобализацией инновационной деятельности. Получение знаний и применение науки становятся деятельностью мирового масштаба, а связи и взаимодействия, поддерживаемые и осуществляемые при помощи расширяющихся информационных и коммуникационных систем, многократно повышают темпы и воздействие того, чего можно добиться. Это означает, что ресурсная база знаний и креативности расширяется. Она будет подпитывать проницательность и изобретательность, которые позволят находить новые решения.

Это не слепая вера. Никто не знает, когда именно появятся инновации, изменяющие мир. Не существует и гарантий своевременности осуществления необходимых инвестиций и мудрости политики правительств. Конечно, периоды разработки могут быть большими, и расходы могут возрастать. Как показывает эта книга, риск конфликта, кризиса и прерывания поставок присутствует всегда. Ситуация может серьезно ухудшиться и привести к тяжелым последствиям. Поэтому очень важно поддерживать такие условия, которые способствуют расцвету креативности, потому как этот ресурс имеет решающее значение для решения проблем и обеспечения энергетической безопасности и устойчивости энергоснабжения процветающего, растущего мира. Это суть поиска, тут очень важны как технологии, так и человеческий дух, именно поэтому поиску и нет конца.