Вадим Панин - Научные открытия, меняющие мир

Использовать пламя как источник энергии люди догадались только в XVIII веке. Так появились первые паровые машины.Но и тогда, когда удалось за счет угольных топок «отвязаться» от природы и больше не зависеть от погодных условий и расположения рек, мускульная тяга не потеряла своего значения. И тогда, когда на все про все стало хватать дров и угля, уличные экипажи еще приводились в движение не паровой машиной Стефенсона, а парой или четверкой лошадей. Точно так же многие сложные механизмы в XIX веке все еще зависели от водяных мельниц: вода вращалаколесо, оно передавало движение на маховики, а те заставляли работать первые сборочные линии и огромные сложные агрегаты.

Паровым машинам в скором времени доверили «все и сразу». Энергии горячего воздуха, создаваемого сжиганием горючего, казалось, хватит на что угодно. На угле и мазуте работали заводы, ездили поезда и ходили пароходы. Даже в проектах первых летательных аппаратов можно найти варианты «паролета» с узнаваемой паровозной трубой. Черный дым из труб наполнил небо над всеми цивилизованными странами.

Когда-то люди думали, что сила пара может все. Писатели Герберт Уэллс и Жюль Верн рисовали картины будущего, совсем не похожего на наше с вами настоящее. Их работами вдохновлялись ученые. И поэтому нельзя забывать, что 100 лет назад развитие науки и технологий могло пойти совсем по другому пути.

Электричество? Забудьте. Наиболее перспективным способом освещения и обогрева зданий в начале XX века считался природный газ, и полностью от этой мысли мы не отказались до сих пор – вспомните хотя бы, сколько домов не перешло с газовых плит на электрические. В «мире паровых машин» к домам и квартирам вели бы не собранные в пучки провода, а металлические трубы, по которым голубое топливо попадало бы к людям. В каждой комнате располагались бы газовые рожки – осветительные приборы, похожие на привычные для нас газовые горелки. Другие элементы инфраструктуры показались бы вам знакомыми: бойлер для нагревания водопроводной воды, печь для центрального отопления, газовая плита на кухне.

Поскольку большое количество тонких труб очень сложно спрятать под землю, их использовали бы в декоративных целях – окружали дома ажурными решетками из газовых труб. Конечно, вся эта система – и внутри дома, и снаружи – была бы очень взрывоопасной, но к риску относились бы так же, как мы сейчас относимся к автокатастрофам – страшно, печально, но это цена прогресса.

Вообразить себе архитектуру, какой она стала бы в таком варианте будущего, нетрудно – посмотрите на Эйфелеву башню. Вот такие вычурные металлические конструкции, начиненные механизмами, наполнили бы города.

Транспорт паровой эпохи тоже сильно отличался бы от современного. Небом правили бы дирижабли, а по дорогам разъезжали бы паровые телеги, способные «заправляться» буквально в чистом поле – набрал хвороста да поехал.

«А как же компьютеры?» – скажете вы. О, без них не обошлось бы. Знаете ли вы, что первый компьютер в современном понимании слова – аппарат для произведения сложных математических вычислений – был сконструирован Чарльзом Бэббиджем еще в XIX веке? Он назывался «дифференцирующая машина». По размерам дифференцирующая машина была такой, как первые послевоенные компьютеры, и умела, между прочим, гораздо больше. Просто из-за стоимости ее производства в тогдашних технологических условиях Бэббидж был вынужден бросить исследования. А случись иначе (если бы нашлись инвесторы или не было мировых войн) – мы с вами, возможно, жили бы в мире механических компьютеров. Домашние аппараты – сконструированные из миллионов мелких деталей и работающие буквально как часы – приводились бы в действие заводом пружины. Промышленные агрегаты-суперкомпьютеры работали бы на паровой тяге.

До наших дней положение не слишком изменилось. Разве что механическую энергию, получаемую от паровых турбин, стали преобразовывать в электрическую – ее, в отличие от «механики», можно хранить, передавать на огромные расстояния, наконец, она универсальна.

Основу современной энергетики составляют тепловые электростанции, совмещающие выполнение двух задач – центральное отопление и выработку электроэнергии. В ТЭС используются нефть, природный газ, торф и уголь, и с помощью турбин нагретый газ или водяной пар преобразуется в энергию генератора. А заодно горячие воздух и вода идут в радиаторы отопления наших квартир.

Совмещение централизованного теплоснабжения и производства электроэнергии – не новая идея. Не будь электрификации, и до теплопровода никто не додумался бы. Самые первые электростанции работали на тепле от сгорания угля и торфа. Сначала горячий пар просто «вылетал в трубу», предварительно раскрутив турбину генератора, а потом его стали использовать для обогрева помещений.

Теплоэлектростанция – широко опробованный и распространенный метод, этакий «дедушкин вариант», который, может, и не способен угнаться за нуждами дня нынешнего, но дело свое знает и делает его как следует. Только в последнее время люди стали задумываться о том, что вообще-то у ТЭС есть весьма существенные минусы. Вполне возможно, что уже в ближайшем будущем человечеству нужно будет отказаться от такого метода получения энергии.

Во-первых, недра не вечны. Торф, нефть и каменный уголь в земной коре постепенно заканчиваются – мы их выгребаем оттуда уже больше ста лет, и все это время нам казалось, что так будет продолжаться до конца света. Планы, через сколько лет закончится нефть и что надо будет тогда делать, строят министерства энергетики всех развитых стран. Войны последних лет идут главным образом за новые месторождения углеводородов. Так уж устроен человек – если про завтрашний день он еще способен подумать, то день послезавтрашний его обычно не интересует.

Во-вторых, теплоэлектростанции вредны для окружающей среды. Из труб ТЭС в атмосферу выбрасывается огромное количество дыма и копоти. Мы дышим этим грязным воздухом, и эта же грязь с дождями оседает на растения и почву. Кроме того, для экологии вредны процессы, с помощью которых топливо добывается и транспортируется, – бурение, прокладка трубопроводов, создание хранилищ. Помимо прочего, ТЭС сжигают атмосферный кислород, так что они частично виновны в «душном» воздухе современных городов.