Что нас ждет, когда закончится нефть, изменится климат, и разразятся другие катастрофы - Джеймс Кунстлер

Возвращаясь к энергетической рентабельности, будущая добыча природного газа может превратиться в экономическое бездействие. Запасов остается все меньше и меньше. Никакое неистовое и дорогое бурение месторождений не спасет положение. Естественно, что увеличение цены вследствие дефицита товара приведет к «уничтожению спроса». Поскольку нет альтернативных энергетических источников, которые способны взять на себя работу, которую сейчас выполняет газ, уничтожение спроса станет эквивалентно снижению уровня жизни населения.

Предложений по увеличению добычи газа явно недостаточно.

В данном случае имеет значение тот факт, что вы получаете газ, который добывается в той местности, где вы проживаете. И это представляет для вас большую проблему. Природный газ распределяется по обширной трубопроводной сети. Небольшие насосы поддерживают его перемещение, что обходится примерно в стоимость 0,03 % газа на 160 километров. Все происходит при температуре окружающего воздуха. Для того чтобы доставить газ из-за моря, его необходимо ожижить и поместить в специальные танкеры на кораблях, где он будет находиться под высоким давлением в состоянии очень холодной жидкости. Все это требует дополнительных расходов. Сжиженный природный газ (СПГ) затем выгружают в специальное портовое оборудование в странах назначения, повторно испаряют ожиженные углеводородные газы и распределяют по трубопроводам. Капитальные расходы настолько высокие, что этот процесс экономичен только при долгосрочных контрактах, действующих не менее 20 лет. А перспективы столь длительной международной стабильности с каждым днем становятся все призрачнее. Самые большие запасы природного газа находятся как раз в тех странах — Ближнего Востока и Азии, — политическая ситуация в которых очень нестабильна. А это означает, что с этими государствами едва ли удастся заключить долгосрочные контракты.

Стоит учесть, что танкеры, перевозящие сжиженный природный газ, очень взрывоопасны, что делает их прекрасной мишенью для террористов. Но даже при благоприятных обстоятельствах транспортировка СПГ намного опаснее, чем перевозка нефти. Портовое оборудование и терминалы в случае нападения или диверсии в равной степени уязвимы. И это большая проблема. Даже если вдруг оперативно будет построена система терминалов и танкеров, сомнительно, что, к примеру, американцы смогут позволить себе невероятно дорогой импортный газ.

Водородная экономика

Распространенное мнение о том, что водород сможет спасти технологическую цивилизацию от надвигающейся катастрофы, — типичный пример того, насколько недальновидно стало наше зависимое от нефти общество. Идея, конечно, привлекательная, поскольку при горении водорода выделяется лишь водяной пар и, соответственно, окружающей среде не причиняется вреда. К тому же самого водорода в избытке. Было бы замечательно, если бы вся механизированная инфраструктура и оборудование нашего общества просто перешли на водород, но такого не произойдет. Что-то можно перевести на водород, но не все. Водород не заменит нам нефть и газ в полном объеме.

План по переходу от нефти и газа на водородную экономику обычно связан с технологией топливных элементов. Сам топливный элемент представляет собой кусок пластмассы, помещенный между несколькими углеродными пластинами, которые проложены между двумя концевыми пластинами, действующими как электроды. Эти пластины имеют дорожки, которые распределяют топливо и кислород. Они модульные и могут быть размещены так, чтобы производить энергию. Топливные элементы действуют в 2–3 раза мощнее, чем двигатель внутреннего сгорания, и при этом не требуют никаких движущих частей. В процессе, обратном электролизу, водород, введенный через каталитическую металлическую мембрану, соединяясь с кислородом, производит пар и электрический ток. В автомобиле, работающем на топливных элементах, электричество от топливного элемента приводит в действие двигатель. Однако из-за того, что получать чистый водород очень дорого, в качестве топлива предпочитают использовать природный газ или метанол.

О топливных элементах известно уже давно. Сэр Вильям Роберт Гров продемонстрировал возможность получения электроэнергии с помощью кислорода и водорода в топливном элементе еще в 1893 году. В конце 1950-х годов НАСА начало создавать компактный электрогенератор на топливных элементах для использования его во время космических полетов. Расходы не имели значения. Расчетная масса энергоустановки из водороднокислородных топливных элементов намного меньше, чем у батарей. И это очень важно, потому что в космосе каждый грамм на учете. Позднее в пилотируемом космическом корабле астронавты смогли даже пить воду, производимую топливными элементами.

Нет сомнения в существовании и пользе топливных элементов. Но возникают многочисленные и настораживающие вопросы по поводу водородной экономики. Проблема в том, что водород не совсем топливо. Это скорее «носитель» энергии, чем топливо. Для получения водорода требуется больше энергии, чем производит сам водород. Таким образом, сегодня производство водорода зависит от других известных источников энергии, которые по той или иной причине представляют собой проблему — это все те же нефть, природный газ, уголь, вода, солнце, ветер. В некоторой степени термин «водородная экономика» — это прикрытие для ядерной экономики, поскольку ядерная экономика предполагает масштабную выработку электроэнергии, подразумевается, что многочисленные современные атомные станции могут с экономической точки зрения производить огромное количество водорода. Я собираюсь вернуться к вопросу ядерной энергии позже.

Безусловно, водород производится сегодня в промышленном масштабе и имеет множественное применение. Но если сравнивать количество водорода, используемое промышленностью, с объемом сжигаемой нефти, то оно невелико. Применение водорода в качестве промышленного катализатора или химического компонента — это одна сторона вопроса, совсем другое дело рассматривать водород как энергетически ценный ресурс. Когда речь идет о сотнях миллионов автомобилей, водород, как говорят инженеры, не поможет. Если мы будем получать из водорода меньше энергии, чем затрачивать на его получение, стоит ли игра свеч? К тому же «водородная экономика» не сможет обогреть десятки миллионов жилых и производственных зданий.

Вселенная на 73 % состоит из водорода. Правда он не находится в свободном состоянии на планете Земля, а связан с другими элементами в химические соединения. Вода, Н20 — самое распространенное соединение: два атома водорода соединены с одним атомом кислорода. Такие углеводороды, как нефть и природный газ (метан), естественные природные соединения, которые способны при горении высвобождать энергию.

Почему бы не попытаться синтезировать нефть и природный газ из водорода и углерода? Потому что для начала водород необходимо освободить, а уже потом соединить с углеродом. А это требует больше энергии, чем сможет дать конечное соединение. (Синтезирование бензина из угля — другой вопрос, так как здесь речь идет об очистке одного углеводорода с целью получения другого, что до сих пор остается очень дорогостоящим процессом.) Углеводороды, существующие в природе, представляют собой накопленную в течение тысячелетий солнечную энергию, впитанную растениями и очищенную геологической формацией. Вспышка, возникающая при воспламенении унции угольного топлива, длится пару секунд. А ведь это энергия, полученная от доисторического папоротника, накапливавшего солнечный свет в течение девяти лет. Сто лет нефтяной цивилизации — ничто по сравнению с геологическим временем. Нефть и газ — невозобновляемые природные ресурсы, запасы которых ограничены. Мы не можем создать их искусственным путем из свободных элементарных частиц водорода и углерода. В этом-то и проблема. Что касается загрязнения, то в процессе синтезирования метана (СН4) из угля и метанола (СН4ОН) из нефти и биомассы производится больше углекислого газа, чем если бы эти элементы просто горели.

Вода, с другой стороны, не воспламеняемая. Для того чтобы отделить легковоспламеняющиеся атомы водорода от атомов кислорода, требуется много энергии. Это можно сделать с помощью электролиза, пропуская электрический ток через сосуд с водой и захватывая «расщепленные» газы. Другой способ получить водород заключается в нагревании воды до очень высокой температуры с целью «вымывания» природного газа при очень высоком давлении, которое отделяет атомы водорода. Конечно же, это предполагает, что богатые месторождения природного газа будут использоваться как исходное сырье. Также потребуется много энергии для нагревания воды. Процессы «освобождения» водорода всегда ассоциируются с потерей чистой энергии. Энергетическая рентабельность в среднем составит примерно 1: 1,4. То есть, вы получаете одну единицу энергии из 1,4 единицы вложенной энергии. Это нерентабельно. Вспомните, что в 1930-х годах в Техасе показатель ERoEI нефти составлял 20:1, и вы прекрасно поймете, почему нефть предпочтительнее.