Хоуп Джарен - Темная сторона изобилия. Как мы изменили климат и что с этим делать дальше

На самой крупной такой станции установлено более 30 турбин. Вместе они производят в 200 раз больше электричества, чем маленькая (но достойная!) подстанция на водопаде Святого Антония в Миннеаполисе. Это один из мощнейших источников энергии после ископаемого топлива — и самый распространенный. И все же на гидроэлектростанции приходится только 16 % от общего объема получаемого в мире электричества.

Но не только вода рождает движение. К югу от Миннеаполиса, в сторону Сан-Антонио можно увидеть множество скоплений белых ветряных турбин. В последние 10 лет они появляются повсюду, точно гигантские одуванчики: странные «леса» металлических угловатых «деревьев», голые ветви которых то вращаются, то замирают в неподвижности. Каждая лопасть этих гигантских белых пропеллеров, установленных в 60 м над землей, по размеру не уступает крылу самолета. Стоит ветряку поймать легчайшее движение воздуха, как его лопасти приходят в движение, которое преобразуется в электричество — срабатывает тот же механизм, что и на подводных станциях. Затем распределяется по домам и фабрикам через систему надземных и подземных кабелей.

Ветряные электростанции состоят из сотен ветрогенераторов, расположенных на строго выверенном расстоянии друг от друга и работающих вместе; электричества они производят примерно в два раза больше, чем гидроэлектростанция на водопаде Святого Антония. Но стоит сравнить количество турбин — несколько сотен на ветряной электростанции против десятка на водяной — и понимаешь, насколько вода мощнее воздуха. Мировое производство электричества на ветряных станциях в год составляет всего 6 % от необходимого уровня потребления.

Энергия солнца также может крутить колеса — там, где особенно солнечно. Для этого нужна сложная система зеркал и линз, направляющих и усиливающих луч настолько, чтобы он был способен превратить воду в пар. Пар поднимается к лопастям турбин, заставляя их двигаться и создавать электричество. Подобные механизмы — и солнечные батареи — производят около 3 % всего объема электричества на планете Земля.

Эти источники считаются «зелеными», «чистыми», возобновляемыми и безвредными для окружающей среды, ведь в процессе их разработки не образуются отходы. Пока дует ветер и светит солнце, лопасти турбин будут крутиться, не используя никаких бесценных ресурсов и не разрушая никаких экосистем. Еще бы научиться преобразовывать в ток энергию, затраченную на разговоры обо всем этом, а то пока их куда больше, чем результата: силы ветра и солнца, вместе взятые, обеспечивают около 8 % электричества, расходуемого в мире.

На нашей планете есть и еще один потенциально неисчерпаемый источник энергии, но вред от его применения может перевесить пользу. Речь о радиоактивных металлах, при распаде которых выделяется энергия. В бетонных глубинах ядерных электростанций этот процесс начинается в специально обогащенном уране, и высвобождается огромное количество энергии. Запускается цепная реакция: один распад приводит к другому — и так далее. Полученная энергия используется для превращения воды в так называемый перегретый пар, который толкает лопасти турбин и рождает электричество. Вся конструкция атомной электростанции направлена на то, чтобы управлять скоростью цепной реакции: если она выйдет из-под контроля, последствия ничем не будут отличаться от ядерного взрыва.

При благоприятном развитии событий обогащенный уран распадается до состояния, в котором больше не может производить электричество. Теперь от отходов нужно как-то избавиться, а это непросто: хотя энергии в уране уже слишком мало для вращения турбин, ее все еще более чем достаточно, чтобы отравить растения, животных и, конечно, людей. Такое сочетание возможных последствий любой инженерной ошибки с повышенной опасностью заставляет человечество держаться подальше от ядерной энергии.

Когда ее только предложили в качестве эквивалента существующим источникам (это было в 1970-х), идея была встречена даже с бóльшим энтузиазмом, чем использование ветряных и солнечных станций в наши дни. Еще бы, ведь средних размеров атомная станция по мощности равна 80 гидроэлектростанциям водопада Святого Антония и сможет год обеспечивать энергией город с населением в полмиллиона человек! Впрочем, аварии на АЭС Три-Майл-Айленд (1979) и Чернобыльской АЭС (1986) быстро напомнили: атомные станции, как и любая другая технология, безопасны ровно настолько, насколько компетентен их управляющий.

К тому же инструменты и знания, необходимые для обогащения урана, применимы и для создания ядерного оружия. Это важный геополитический фактор, препятствующий их широкому распространению. В результате с 2000-х годов наметился спад в строительстве и использовании АЭС, а процент производимого ими электричества заметно снизился, хотя еще в 2002-м, на пике их популярности, составлял 6 % от общего объема. Несколько стран Европы и вовсе заявили о планах по выводу из эксплуатации оставшихся атомных электростанций.

В отличие от них США по-прежнему активно вкладываются в атомную энергию. По стране разбросано около сотни АЭС, на долю которых приходится примерно 20 % производимого в Штатах электричества. Востребованность атомной энергии в Америке примерно в четыре раза выше, чем в среднем по планете, а потребление полученного таким образом электричества почти вдвое превосходит объемы его производства всеми остальными способами, вместе взятыми. При всех недостатках атомных электростанций у них есть и одно преимущество: в процессе распада урана не образуется углекислый газ. О том, почему это важно, я расскажу в следующей главе, а сейчас давайте вернемся к колесам и турбинам.

Возобновляемые источники энергии очень популярны. О них часто говорят как о «быстро развивающихся» ресурсах, приводя громкие данные. «Общий объем электричества, полученного от ветряных турбин, с 2010 года вырос в два раза», «За последние 10 лет темпы строительства солнечных электростанций выросли более чем в 100 раз»… Снова повторяется история с Брайаном и его сигаретами. С одной стороны, это чистая правда. С другой, солнце и ветер, объединив усилия, обеспечивают менее 7 % потребляемой в мире энергии, и очень тяжело представить, что этот объем когда-нибудь возрастет хотя бы до 50 %. Подавляющее большинство колес на нашей планете вращает сжигаемое ископаемое топливо.

Электростанции сжигают уголь и природный газ, чтобы превратить воду в пар, приводящий в движение огромные лопасти турбин. Есть и альтернатива: газы, образовавшиеся при горении топлива, просто проходят сквозь турбины, предназначенные специально для работы при высоких температурах. Две трети электричества в мире производится именно таким образом; в Соединенных Штатах этот объем чуть выше. В мире есть лишь несколько стран, получающих бóльшую часть потребляемого электричества другим способом. К их числу относится Норвегия, и то лишь благодаря щедро испещренному полноводными в сезон горными реками ландшафту и небольшому населению.