Коллектив авторов - На что похоже будущее? Даже ученые не могут предсказать… или могут?

Поэтому с появлением и внедрением «умных» материалов перед нами встают новые серьезные вопросы. А действительно ли они изменят нашу жизнь в лучшую сторону? Стоит ли нам усложнять простые объекты ради собственного комфорта и удобства, если для их производства, эксплуатации и утилизации нам придется расходовать больше ценной энергии и дефицитных ресурсов? А что, если благодаря им мы сократим потребление энергии и ресурсов? И в этом случае мы снова сталкиваемся с новыми проблемами: самовосстанавливающиеся «умные» материалы значительно усложнят жизнь производителям и продавцам, так как сроки службы товаров увеличатся. Сможет ли наша экономика адаптироваться к этим изменениям? Будут ли «умные» технологии доступны только элите? Если мы станем использовать «умные» материалы для автоматизации собственной жизни, рискуем ли мы оказаться в зависимости от них и утратить способность мыслить критически и независимо? Через артефакты материалы рассказывают историю человечества. Придет время, когда от нас не остается ничего, кроме музейных экспонатов, состоящих из «умных» материалов, являющихся сегодня последним словом науки и техники. Что они расскажут о нас?

По моему мнению, положительный эффект от внедрения «умных» материалов в жизнь людей по всему миру намного превышает все возможные трудности и негативные последствия. Например, материалы, из которых будут строить самолеты, можно будет использовать для создания управляемых мозгом подвижных самовосстанавливающихся протезов с возможностью передачи тактильных ощущений для людей с ампутированными конечностями. Если адаптивные текстильные изделия и самовосстанавливающиеся объекты инфраструктуры способны снизить негативное влияние последствий изменения климата, которые все труднее прогнозировать, в тех регионах мира, где это влияние ощущается наиболее сильно, то такие технологии точно достойны внимания. Наши отношения с материалами носят интимный, сложный характер. Они способны многое рассказать о том, какие мысли и идеи доминировали в умах людей в определенную эпоху. Я надеюсь, что, когда нас не станет, по этим «умным» материалам можно будет сделать вывод о способности человечества адаптироваться к новым, зачастую враждебным, условиям окружающей среды, не пасовать перед ними и оперативно реагировать на изменения. Таким образом, в этом смысле само человечество можно уподобить таким материалам.

Джефф Харди.

Я должен кое в чем признаться. Я — настоящий фанат энергии. Меня сводит с ума буквально все, что связано с ней — от новейших научных разработок, таких, например, как преобразование энергии движений человека в электрическую энергию, до совершенно обыденных вещей вроде самого простого газового котла. Этим я сильно отличаюсь от большинства людей. Ведь мало кто из нас взаимодействует с энергией напрямую — для большинства она, скорее, базовая составляющая повседневности, чем то, что обязательно должно появиться, стоит нам щелкнуть выключателем. Несколько иначе дело обстоит в развивающихся странах, где 2 млрд людей могут только мечтать о постоянном доступе к энергии. В будущем нам придется пересмотреть свое отношение к энергии — наше стремление удовлетворить потребность в ней входит в противоречие с целями по сокращению последствий изменения климата и иных ограничивающих факторов. Несомненно то, что энергия — и, в особенности, поиск возобновляемого источника «чистой» энергии — будет в числе главных вопросов, на которые человечеству придется искать ответы в будущем. Страх перед неопределенностью должен смениться готовностью принять ее: в этой главе речь пойдет о захватывающем будущем энергии и о том, что у всех нас есть немало поводов для оптимизма.

Вы, должно быть, уже прочитали написанную Джулией Слинго главу об изменении климата (глава 3). Так что вы уже знаете, насколько важно сократить выбросы парниковых газов по всему миру. По данным Международного энергетического агентства, на производство и потребление энергии приходится две трети всего мирового объема выбросов парниковых газов. Раз энергетика — это главная виновница возникновения проблемы, возможность ее решения также во многом зависит от нее.

Как нам уйти от углеродных источников энергии? Ответ обманчиво прост — перестать сжигать ископаемые виды топлива. На практике, разумеется, все далеко не так просто — ведь жизнь людей сегодня немыслима без ископаемых видов топлива, которое питает наше существование в буквальном смысле этого слова. Было бы несправедливо заставлять людей перестать делать то, к чему они привыкли, пока мы наконец не найдем альтернативу. К тому же это вряд ли добавит популярности политикам. Не менее несправедливо было бы сдерживать развитие стран, где доступ к энергии ограничен, даже если такое развитие основывается на использовании углеводородного сырья. Поэтому нам нужен конструктивный план по снижению зависимости от данных видов топлива.

Во-первых, мы должны стать экономнее. Самый дешевый способ сократить выбросы парниковых газов — вообще не сжигать ископаемое топливо. Мы в Великобритании, как и жители других стран, растрачиваем впустую большой объем энергии. Например, две трети энергии, расходуемой для обеспечения нас электричеством, теряется напрасно в процессе его генерации и в линиях электропередачи. Аналогично и плохая теплоизоляция зданий приводит к потерям тепла. Так почему же, несмотря на очевидность мер, которые бы помогли нам экономить энергию, и очевидную пользу такой экономии, мы никак не можем научиться делать это? Отчасти причина в том, что людям просто-напросто нет особого смысла в эффективном энергопотреблении, и материальные стимулы (например, гранты и субсидии) на большинство не оказывают нужного воздействия. Есть еще и другая сторона проблемы: если, экономя энергию, люди и тратят на нее меньше денег, к ожидаемому эффекту это не приводит — сэкономленные таким образом средства идут на что-то другое, требующее расхода энергии и приводящее к выбросу в атмосферу парниковых газов. Например, сэкономив, вы можете позволить себе поддерживать в доме более высокую температуру, сжигая больше газа, или же вы можете потратить деньги на отпуск, отправившись на курорт на самолете.

Во-вторых, мы должны более разумно подходить к организации работы нашей энергосистемы. Большинство энергетических систем работают так, что предложение энергии следует за спросом на нее. В частности, именно так функционирует рынок электроэнергии, на котором должен поддерживаться постоянный баланс предложения со спросом. В электроэнергетических системах технологии генерации ранжируются по уровню издержек и эффективности: все энергоустановки делятся на те, которые работают непрерывно (их называют «установками базисной нагрузки»; к ним относятся энергоустановки, работающие на ядерном и угольном топливе), установки переменной нагрузки (такие как солнечные и ветряные), установки полупиковой нагрузки (например, газовые электростанции) и установки пиковой нагрузки (такие как дизель-генераторные электростанции, которые могут начать работу в любой момент, но дороги в эксплуатации). Когда вам нужна чистая одежда, вы запускаете стиральную машину. Машина начинает потреблять энергию, на которую соответственно растет спрос. Чтобы удовлетворить его, в энергосистеме включается новая установка или увеличивает выработку уже работающая. Если это происходит в часы наибольшей нагрузки, то есть тогда, когда, например, все начинают стирать, скорее всего, в роли такой энергоустановки выступает установка на ископаемом топливе (газовая или дизель-генераторная электростанция). В «разумной» энергосистеме спрос подчиняется предложению. Если взять приведенный выше пример, то в такой системе стиральная машина могла бы обратиться к вам с вопросом о времени, к которому вам нужна чистая одежда. В этом случае она сможет начать работу при наличии энергии (в рамках указанного вами срока!), а значит, ее включение не приведет к запуску дополнительных генерирующих мощностей.