Рейтинг@Mail.ru
Поиск
x
Экспедиция «9 Легенд Русского Севера»
Наука
Партнёрский материал

Как выжить без нефти и не задохнуться?

Дмитрий Елизаров
07 апреля 2020
Завод, фабрика, дым, загрязнение. Pixabay
Фото: Pixabay
Если пластмассу делают из нефти, а нефть состоит из останков динозавров, то можно ли говорить, что современные игрушечные динозавры сделаны из настоящих? При всей спорности этой логической цепочки в ней косвенно упомянут один несомненный факт – нефть на нашей планете появилась очень давно. И, как ни странно, именно это обстоятельство сейчас создает человеческой цивилизации определенные проблемы.

С недавних пор в научный обиход вошел термин «углерод-нейтральный». С позиции CO2-нейтральности для атмосферы отнюдь не все то, что дымит, наносит ей вред. Самый простой пример — это дым костра: он добавляет в атмосферу какую-то часть углерода, но по сути, это углекислый газ, незадолго до этого абсорбированный деревьями в процессе роста. При сжигании дров, полученных из этих деревьев, CO2 просто возвращается в окружающую среду, и итоговый баланс стремится к нулю.

С нефтью ситуация иная. Содержащийся в ней углерод изъят из атмосферы Земли миллионы лет назад, и баланс с тех пор самовосстановился иными путями. Массовое сжигание продуктов переработки нефти, за счет чего сейчас во многом существует человеческая цивилизация, приводит к, скажем так, незапланированному насыщению атмосферы продуктами сгорания, и, как следствие, ухудшает экологическую ситуацию в целом. С этим последние годы и борются экологи, пытаясь перевести на «зеленые» рельсы в том числе и автомобильную промышленность. Количество автомобилей на планете исчисляется десятками миллионов единиц, а ведь есть еще и сотни предприятий, активно их производящих.

Центр Porsche Engineering

Место, где рождаются виртуальные миры

На нынешней стадии развития человечеству не выжить без транспорта и промышленности, но и то, и другое нуждается в источниках энергии. Соответственно, «черное золото» будет кровью нашей цивилизации еще очень долгое время. Но рано или поздно нефть закончится, и мы окажемся на пороге масштабного энергетического кризиса — если к тому времени не изобретем альтернативных способов добычи энергии.

Поэтому уже сейчас активно прорабатываются и тестируются нетрадиционные способы обеспечения человечества, например, живительным электричеством — большинство выглядящих работоспособными проектов связано как раз с его получением. А базой для этих проектов чаще всего служат так называемые возобновляемые источники энергии: условно бесконечные, потому что их «запасы» постоянно пополняются силами природы.

Перу, гидроэлектростанция. Pixabay
Плотина при гидроэлектростанции в округе Уанса, Перу. Фото: tuproyecto / Pixabay

Еще один простой пример — гидроэлектростанция, которая работает на энергии падающей воды. Река же в обозримом будущем никуда не денется, верно? Вероятнее всего, и солнце будет освещать нашу планету еще миллионы, если не миллиарды лет, вряд ли остынет земное ядро, волны все так же будут биться о берега морей и океанов, а ветер — овевать леса, горы и пустыни. И все это — гипотетические источники энергии, которую необходимо переработать и сделать пригодной для массового применения.

Однако всерьез используется сейчас, пожалуй, лишь гидроэнергетика — на ее долю приходится 70% всего электричества, полученного из возобновляемых источников. Возможно, увеличить эту долю получится за счет разрабатываемых сейчас малых гидроэлектростанций, для работы которых не требуется строительство огромных плотин и сложных механизмов, а достаточно простого движения воды. Заполучить подобный независимый источник бесплатного электричества были бы рады, к примеру, фермерские хозяйства, хотя от отчетливого привкуса сезонности в этой идее никуда не денешься.

Активно набирают обороты проекты по использованию солнечной энергии и движения ветра: в Европе стоят целые поля ветряков, а в тех регионах континента, где солнечные дни превалируют над облачными, солнечными батареями оборудуют даже обычные жилые дома. Даже при нынешнем КПД таких батарей массовость их применения позволяет снизить нагрузку на городские электросети и в конечном итоге сделать пусть небольшой, но все же вклад в сохранение окружающей среды. Проекты по использованию приливной или, скажем, геотермальной энергии пока, к сожалению, не получили широкого распространения.

«Человек, который изменил все»

Как советская промышленность получила шанс пойти по совершенно иному пути

Глобальных препятствий на пути всеобщего перехода к возобновляемым источникам энергии специалисты выделяют всего два, но они действительно глобальны. Во-первых, инженеры пока не научились делать устройства, перерабатывающие в электричество энергию солнца или ветра, достаточно эффективными: КПД солнечной батареи, по некоторым оценкам, не превышает 20-22%. Во-вторых, в подавляющем большинстве подобные технологии пока еще очень дороги.

Конечно, с одной стороны, достаточно один раз инвестировать в постройку ветроэлектростанции и в будущем тратиться лишь на ее обслуживание, пользуясь бесплатным электричеством. С другой, помимо стоимости самой электростанции попутно возникает масса других прикладных проблем, самые очевидные из которых — зависимость выработки энергии от погодных условий и необходимость огромной территории. Сколько нужно ветряков для обеспечения энергией, скажем, небольшого автозавода?

Поэтому процесс снижения «углеродного следа» в атмосфере сейчас идет несколькими путями, и идея отказа от ископаемого топлива — лишь один из них, пожалуй, самый глобальный. Те же автопроизводители убеждены, что курочка клюет по зернышку, и, к примеру, в массовом порядке снабжают свои автомобили системами рекуперации. Движущийся автомобиль — тоже своего рода альтернативный источник, так отчего бы не трансформировать кинетическую энергию торможения в банальное электричество, которое впоследствии можно будет использовать для нового разгона и в итоге сжечь пусть на чуть-чуть, но все же меньше бензина?

Скажем, у одного из самых современных на сегодня электромобилей — Porsche Taycan — бортовая система рекуперации может быть настолько эффективной, что для полноценного управления машиной педаль тормоза становится просто не нужна: до 90% требуемых замедлений обеспечит электроника. И это лишь один из эпизодов комплексного подхода к энергосбережению, который проповедуют сейчас многие автопроизводители.

О стремлении к СО2-нейтральному производству заявляют тоже многие. В этом случае нейтральность подхода обеспечивается либо минимизацией вредных выбросов в атмосферу, либо их компенсацией тем или иным способом. Скажем, о том, что сборка вышеупомянутого Porsche Taycan будет экологически нейтральной, руководство бренда заявляло еще до того, как стартовало само производство, и линия по выпуску «Тайкана» в немецком Цуффенхаузене – это тоже отличный пример той трансформации, которую сейчас переживают крупные промышленные предприятия.

Скажем, фасад завода представляет собой высокотехнологичную поверхность, способную абсорбировать из атмосферы диоксид азота: участок фасада, сравнимый по площади с 10 парковочными местами, по эффективности эквивалентен десятку полноценных деревьев. Porsche сокращает на производстве потребление воды и летучих растворителей, и параллельно как снижает потребление электроэнергии в целом, так и увеличивает в общем потоке долю электричества, полученного из тех самых возобновляемых источников – в основном, энергии Солнца.

b-Zuffenhausen_mit_Taycan_Fabrik.jpg
Porsche.com Главный завод Porsche в Цуффенхаузене, Германия

Еще два параллельных процесса – рост количества выпускаемых автомобилей и снижение средних объемов выбросов СО2. Последним в Porsche, к слову, особенно гордятся, так как с 2014 года сократили выбросы на три четверти. А популяризации электрокаров среди рядовых пользователей способствует создаваемая компанией масштабная сеть зарядных станций. Как говорят в компании, множество больших и малых инициатив складывается в итоге в полноценную единую концепцию, цель реализации которой – свести «экологический след» Porsche к совершенному нулю.

Таким образом, глобальную проблему грядущего исчерпания ископаемого топлива не решить усилиями одних кабинетных ученых, которые, запершись в лабораториях, придумывают максимально эффективный способ преобразования в электричество, скажем, энергии морского прибоя. Снижение воздействия человечества на окружающую среду – задача комплексная, реализация которой зависит в том числе и от инициатив на местах, уровня осознания ответственности перед будущим каждым потребителем энергии – вне зависимости от его масштаба.

Что еще почитать?

Журнал Christophorus от Porsche: об автомобилях, местах и людях высшего класса.

Новостной центр Porsche: технологии, автоспорт, история и большие интервью.

рекомендации
Telegram

А вы знаете, что у нас есть канал в Телеграме? Подписывайтесь!

Замок

Недикий Запад: путешествие по русской Прибалтике

Вопросительный знак, вопрос

Как могли бы выглядеть объекты всемирного наследия ЮНЕСКО, если бы их восстановили