Анатолий Вассерман Сундук истории. Секреты денег и человеческих пороков

Безальтернативная энергетика¹⁷

Недавний панический доклад о грядущем дефиците нефти — а значит, катастрофическом её подорожании — подкрепили грустные замечания экспертов: мол, альтернативные технологии — вроде солнечных батарей или битуминозных песков — пока нерентабельны и нефть не заменят.

На деле многие из этих технологий отработаны ещё в незапамятные времена и вполне пригодны к немедленному — и выгодному! — применению. Сдерживает инвесторов неопределённость положения на рынке: нефть неизменно дешевеет лет через десять после очередного всплеска, так что вложения, выгодные при нынешней конъюнктуре, могут при таком подешевении действительно — как предрекают эксперты — оказаться нерентабельны.

Но кое в чём можно верить даже экспертам. Рецепты, коим обычно сулят самое блестящее будущее, — например, ветряные электростанции — действительно нерентабельны. И останутся нерентабельны, пожалуй, навсегда.

Альтернативы бывают разные. Скажем, горючие сланцы мало чем отличаются от обычного угля — разве что пустой породы в них заметно больше. С точки зрения профессиональных экологистов альтернативные энерготехнологии — только те, что опираются на возобновляемые источники энергии.

Между тем по второму закону термодинамики любой источник энергии рано или поздно исчерпается. То, что считают неисчерпаемым экологисты, фактически подпитывается из вполне конечного источника — Солнца.

Правда, угаснет оно лишь через миллиарды лет. На наш век хватит. Но мощность Солнца ограничена.

Человечеству на многие века хватило бы и той энергии, какую наше светило вырабатывает в считаные секунды. Но до Солнца полтораста миллионов километров. Его излучение расходится во все стороны равномерно. И на уровне земной орбиты на каждый квадратный метр приходится всего 1400 ватт.

Это немало. Так, искусственные спутники Земли, как правило, питают всю свою разнообразную аппаратуру от солнечных батарей. Пусть те превращают в электричество всего 1/8—1/7 света — нужна лишь батарея побольше.

Но спутники — вершина современной технологии. Да и мощность у них довольно скромна. Не зря для приёма сигнала даже с самых совершенных нужны антенны площадью порядка квадратного метра и хитрые многоступенчатые усилители — пусть даже успехи полупроводниковых технологий и позволяют упаковать все эти ступени в компактные микросхемы.

До поверхности Земли доходит — в расчёте на 1 м2 поперечного сечения планеты — всего 1100 Вт: атмосфера поглощает часть энергии — знаменитый парниковый эффект несколько охлаждает планету. Тоже довольно много. Если когда-нибудь научимся использовать весь свет, попадающий на планету, получим общую мощность примерно 44* 1015 Вт, если ловить будем на поверхности, и 55* 1015 Вт, если в космосе. Нынешнее энергопотребление человечества — порядка 1013 Вт, т. е. на три порядка меньше. Даже с учётом ожидаемого роста — примерно в 2,5 раза в ближайшую четверть века — резерв колоссален.

Увы, по меньшей мере 9/10 солнечной энергии требуется на неэлектрические нужды: от фотосинтеза в растениях (в том числе океанских одноклеточных водорослях, вырабатывающих основную часть столь нужного нам кислорода) до обычного освещения. Да и КПД всех существующих способов переработки света в электричество весьма далёк от единицы. Даже теоретически мы сможем использовать примерно 1/100 солнечной энергии.

Правда, это тоже на порядок больше, чем нам нужно. Но…

Солнечная батарея площадью 1 м2 имеет мощность 100–150 Вт в идеальных условиях — когда повёрнута перпендикулярно свету при чистом небе. Среднесуточная её мощность даже на экваторе вдвое меньше. Цена же при нынешних технологиях — примерно $500. То есть $8—10 за среднесуточный ватт. Обычные же энергоустановки — примерно $1. Какая уж тут рентабельность!

Причём ограничения тут принципиальные. Плотность светового потока так мала, что для его промышленного использования нужны очень громоздкие установки. Или громадные посевные площади — если мы (как предлагает сейчас Буш) намерены перерабатывать на топливо кукурузу и сахарный тростник.

Ископаемые топлива — концентрат солнечной энергии, падавшей на Землю миллионы лет. Плотность извлекаемой из них мощности на многие порядки выше плотности солнечного света. Соответственно для её переработки нужны системы несравненно компактнее сопоставимых по мощности солнечных.

Правда, есть на Земле и механизмы естественной концентрации солнечной энергии. Но самые удобные из них — реки, собирающие её со многих тысяч км2 — уже используются почти на пределе допустимого: дальше нужны либо затопление громадных плодородных просторов, либо строительство в вечной мерзлоте, либо ещё какие-то не менее разорительные затеи.

Нагляднейший пример бесперспективности экологичной энергетики — ветроэлектростанции. Лопасти ветряка должны охватывать огромную площадь, чтобы собирать приемлемую мощность даже при слабом ветре. А чтобы при таком размере выдержать напор сильного ветра, их приходится делать из самых прочных материалов по сложной технологии. Между тем основную часть времени ветряк вертится слабо. В итоге энергозатраты на его изготовление зачастую превышают энергию, которую он выработает за весь срок службы.

Исследование прочих энергетических альтернатив даёт столь же неутешительный результат. Барьер низкой плотности энергопотока в рамках известного материаловедения непреодолим.

Порой рентабельностью приходится пренебречь. В космосе не обойтись без солнечных батарей, на уединённых маяках и полярных станциях — без ветряков. Но в качестве массовой замены классической энергетики экологически чистые альтернативы обречены остаться пиаровским инструментом в межотраслевой конкурентной борьбе да инструментом распила казённых бюджетов.

Мода против экономии¹⁸

Создавая для British Motors Corporation новый малый автомобиль, Александер Арнолд Константин Исигонис (1906–1988) действовал с изяществом, достойным его греческих предков. Так, он не просто решился на экзотический в 1959-м — серийно освоенный разве что Андре Ситроеном с 1934-го — передний привод, но впервые поставил двигатель поперёк автомобиля. Четыре цилиндра — рабочий объём 848 см3 — уместились меж нишами колёс (всего 10-дюймовых), коробка передач встала под мотором, радиатор ушёл вбок в крыло, и длина сократилась на добрых полметра. Заодно во всей трансмиссии — кроме, увы, дифференциала — остались только цилиндрические шестерни, куда прочнее и дешевле конических.

Austin Se7en — он же Morris Mini Minor, т. е. «мельче мелкого» (его представили публике 1959.08.26 от имени обеих этих когда-то славных компаний, вошедших к тому времени в большой концерн) — вышел не только редкостно компактным: чуть больше трёх метров в длину, причём 4/5 этой длины составил салон — 104 дюйма (2642 мм) в длину, 50 дюймов (1270 мм) в ширину и 52 дюйма (1321 мм) в высоту. Он ещё и экономичен.

В 1956-м Великобритания попыталась отвоевать национализированный Египтом Суэцкий канал. Так что к 1959-му в ней — а заодно в Израиле и Франции, втянутых в войну на её стороне, — бензин был недёшев: нефть в Европу шла в основном из арабских стран. Но баснословно скромные даже тогда 497 фунтов стерлингов (по тогдашнему курсу 1236,67 г золота) отпускной цены «Мини» не оборачивались (в отличие от, скажем, нынешних грошовых струйных принтеров с разорительно дорогими картриджами) непомерными эксплуатационными расходами.

Великобритания, едва придя в себя от Второй мировой войны и последовавших за нею массированных лейбористских национализаций (т. е. покрытия из бюджета всех последствий неэффективности администраторов крупных корпораций), утратила былое изобилие колоний и оказалась вынуждена перестроить всё своё хозяйство. По ходу перемен экономили даже на нарядах: на полутрущобных улицах стали привычны юбки длиной с дикарскую набедренную повязку Модельерша Мэри Куант, патентуя подсмотренную там (или, возможно, взятую из коллекции Анри Куррежа на 1923-й год) юбку, назвала её в честь единственного автомобиля, бывшего ей в тот момент по карману (и похожего, по её словам, на дамскую сумочку с колёсиками).

В конце концов бывшая великая империя приспособилась к новому статусу, реорганизовалась в расчёте на новых поставщиков и новые рынки сбыта. Автомобиль, поражающий прежде всего громадной вместимостью (до 21 взрослого человека при закрытых дверях и окнах) при ничтожных габаритах, через 15 лет ушёл с конвейера.

Увы, экономические успехи охватили не всю страну. Легендарный британский автопром по большей части поглощён германским (а остаток скупила Америка). В частности, название и облик «Мини» приобретены BMW. Новая версия классической микролитражки обогатилась узнаваемыми приметами стиля самой спортивной из германских марок. Мотор мощнее, подвеска заточена под скорость, даже ощущения водителя эмоциональнее…

Впрочем, первым в глаза бросается изменение чисто внешнее — но значимое. Исигонис подвесил двери «Мини» на петли с выступающими обтекателями, а дверные проёмы окаймил объёмистыми желобами для стока дождевой воды. Теперь петли внутренние, а желобов нет вовсе. Но они вроде и не нужны: современные материалы отделки салона мало чувствительны к намоканию. Да и завихрения воздушного потока на сложном профиле жёлоба создают заметное сопротивление. Кузов нового «Мини» стал глаже и обтекается лучше. Ведь нынче экономичность ещё важнее, чем после Суэцкого конфликта. Ближний Восток бурлит не переставая. Нефть не подешевеет по крайней мере до тех пор, пока президентом Соединённых Государств Америки остаётся республиканец — а это и в 2008-м может не измениться. Не зря нынешние автомобили всё сильнее смахивают на обмылки: обтекаемость превыше всего!

Но ведь и в 1959-м законы аэродинамики были такими же. Неужто Исигонис их вовсе не знал?

«Мини» — автомобиль городской. Даже после всей спортивной стилизации под руководством BMW ему куда легче живётся на переполненных улицах, чем на скоростных трассах. А в городе максимальная скорость не так велика, чтобы беспокоиться о вихре на водосточных желобах.

Зато беспрестанные разгоны требуют тем меньше энергии, чем меньше масса автомобиля. Исигонис возмущался: из металла одной двери американского автомобиля выйдет полноценный европейский. Двери самого «Мини», по его замыслу, едва ли не просвечивают. А желоба и обтекатели дверных петель служат заодно рёбрами жёсткости. Благодаря им кузов из необычайно тонкой стали не прогибается.

Новый «Мини» съедает поменьше бензина, чем классический вариант. На легендарных германских автобанах. Но в городских лабиринтах вся его обтекаемость не имеет шансов проявиться всерьёз. Зато лишние килограммы массы кузова, неизбежные ради повышения жёсткости, с гарантией съедают лишние граммы бензина при каждом переключении светофора.

Правда, современные конструкционные материалы и способы проектирования позволили заметно сократить прибавку массы. Но всё же отказ от найденного Исигонисом нюанса формы кузова несомненно вреден для экономичности в городском цикле.

Конструкторов BMW подвели рефлексы, заточенные под спортивный стиль. Малый автомобиль занимает совершенно иную экологическую нишу и соответственно оптимизируется по другим критериям.¹⁹

Мало обрести право распоряжаться творением гения. Надо ещё проникнуться его духом, постичь глубину его замысла, понять его цель, определить направление движения к ней. Иначе копия — даже точная формально — останется бессодержательна.

жүктеу/скачать 1.52 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: