Проблемы и перспективы мировой энергетики

Мировой экономический кризис выявил противоречие между состоянием современной энергетики и потребностями общественного развития. Рост цен на углеводороды в 2001-2008 годах сопровождал экономический подъем и стал одним из факторов его удушения. Отстаиваемые властями и корпорациями альтернативные источники энергии не удешевляют ее и не угрожают сложившемуся положению.

Между тем, снижение стоимости генерации является одним из принципиальных условий преодоления глобального кризиса. Выполнимо ли оно? Существуют ли технологии и направления научного поиска способные произвести революцию в энергетике? Какое энергетическое и технологическое будущее ожидает мир? Что мешает назревшему перевороту и каковы будут его результаты?

1. Основные выводы

 1. Мировая экономика достигла предела развития на базе применения углеводородного топлива. Принявший затяжной характер кризис выражает исчерпание возможностей существующей энергетики. Она не позволяет добиться удешевления товаров и экономического роста. Дороговизна топлива обнаруживается всякий раз, как только правительствам удается добиться на время оживления в экономике.

2. Рост добычи сланцевого газа, поиск северных месторождений и попытки создать аналоговые виды топлива (биотопливо) выражают кризис энергетики, а не открывают путей к его смягчению. Вне высоких цен на нефть, эти направления не могли бы получить развитие. Удешевления генерации электроэнергии они обеспечить не в состоянии.

3. Мировой экономический кризис в силу корреляции будет способствовать снижению цен на углеводородное топливо, что станет отражением депрессии. Обострение глобального экономического кризиса остро поставит вопрос о необходимости его преодоления, а не снятия некоторых признаков кризиса в результате денежный вливаний.

4. Следующий экономический подъем на планете будет связан с революционными переменами в энергетике. Удешевление электроэнергии обеспечит снижение себестоимости товаров, рост применения робототехники, появление новых материалов и видов товаров. С другой стороны, кризис, через социально-политические преобразования, приведет к распространению долговременной политики поддержания спроса.

5. Дороговизна углеводородов и широкое применение дешевой рабочей силы низкой квалификации («энергии мускулов») взаимосвязаны. Попытки неолиберальных правительств, за счет девальвации и мер «жесткой экономии», еще более снизить цену рабочих рук разрушают потребительский спрос и расширяют материальную базу кризиса.

6. Атомная энергетика не обеспечила за последние десятилетия удешевления электроэнергии. Было продемонстрировано, что она сосуществует с нефтегазовой энергетикой как ее дополнение. Разнообразные планы постепенного вытеснению углеводородов альтернативными источниками не состоятельны с точки зрения стоящих перед экономикой задач. Биотопливо, геотермальная энергетика, гелиоэнергетика, ветроэнергетика и водородная энергетика не могут дать общего принципиального решения проблемы, а управляемый термоядерный синтез остается на базе научных исследований. Альтернативная энергетика выступает как дополнение к углеводородной энергетике, но не как ее замена.

7. Сырьевые и финансовые корпорации не заинтересованы в коренном энергетическом перевороте, грозящем обесценить многие инвестиции. Правительства, как политические агенты крупного бизнеса, не хотят вытеснения старой энергетики и субсидируют аналоговые проекты, но не исследования, ориентированные на качественное преобразование энергетики. Монополии и власть образуют консервативный блок, сознавая, что любые серьезные изменения в энергетике ставят под удар господство существующих сырьевых и энергетических монополий.

8. Главные черты новых решений в энергетике должны состоять в значительном снижении стоимости генерации, возможности получения значительно большего количества энергии, автономности генерации и снятии географических ограничений для работы устройств. Значение также имеет потребность в способах беспроводной передачи электричества в большом количестве на значительные расстояния с минимальными потерями. Для повышения производительности труда обилие дешевой энергии имеет решающее значение.

9. Революция в энергетике может произойти только после перехода экономического кризиса в фазу депрессии. Важным условием является ослабление или уничтожение политической власти западных финансовых корпораций, а также корпораций нефтегазовой сферы.

10. Российская электроэнергетика находится в состоянии упадка, а генерирующие мощности физически разрушаются. Качество кадров падает. Плачевное состояние отрасли отражает системный кризис отечественной науки, образования и промышленности. Сырьевые монополии стремятся обеспечивать себя недорогим электричеством через контроль над генерирующими компаниями, а население, малый и средний бизнес вынуждены все больше платить за энергию. При этом средства из электроэнергетического сектора выводятся.

11. Согласно планам правящего класса, Россия должна остаться периферийной по характеру экономики страной. Глобальный экономический кризис и начавшийся в России политический кризис нарушат эти расчеты и откроют путь для возрождения электроэнергетики уже на новой — революционной базе.

12. Подлинная инновационная энергетика сформировалась как научно-технологическое направление практически независимо от официальных структур. Среди ее векторов выделяются: «холодный ядерный синтез», атмосферная электроэнергетика, вихревые теплогенераторы, магнитомеханический усилитель мощности, индукционные нагреватели, двигатели без выброса массы, плазменные генераторы электроэнергии, напряженные замкнутые контуры, энергоустановки на основе динамической сверхпроводимости.

13. В различных областях инновационного энергетического поиска уже получены определённые практически значимые результаты, в других исследования ведутся на уровне лабораторных или полупромышленных моделей. Государство и корпоративный сектор в России игнорирует практически все подобные работы.

14. Создание группой итальянских ученых во главе с Андреа Росси  «катализатора энергии», генератора E-Cat пробивает брешь в обороне консерваторов. К представленному в конце октября 2011 года изобретению в мире приковано большое внимание. Вместе с «холодным синтезом» значительным потенциалом развития, вероятно, обладают исследовательские работы по получению накапливаемого в атмосфере планеты электричества (США, Бразилия) и КОРТЭЖ – технология российских ученых.

15. В ближайшие годы появятся и другие изобретения, радикально снижающие себестоимость энергии. Немаловажную роль в энергетической революции должны сыграть новые способы сохранения и передачи электроэнергии. В настоящее время ведутся работы над нанопроводниковыми аккумуляторами и беспроводной передачей электричества.

16. Учитывая имеющиеся наработки, общество может приступить к осуществлению крупных проектов в инновационной энергетике, чтобы создать и развить принципиально новые технологии генерирования энергии. Благодаря этому будет создано крайне важное условие выхода из тупика, как энергетической отрасли, так и всей экономики. Дальнейшая блокировка процесса в России лишь осложнит судьбу господствующих сырьевых монополий.

17. Объективно поставленной задачей революционной энергетики является вытеснение, замена старой энергетики. Стоит ожидать обесценивания значительных инвестиций, сделанных ранее. Консервативный финансово-сырьевой блок потерпит поражение. Перемены станут частью развития глобального кризиса, включая порождение им острых политических кризисов. Их разрешение  обернется изменением государственной модели многих стран, социальной и экономической политики. Новая энергетика должна будет стать базовым звеном новой модели экономики.

2. Мировой кризис и энергетика

Запасы нефти конечны. Эксперты констатируют, что она закончится на планете при сохраняющемся уровне потребления через 20-30 лет. Существуют и более оптимистические прогнозы, указывающие на существование большого количество неразведанных запасов и возможность повышения эффективности добычи (при нынешних технологиях значительная часть ценного сырья остается в земле). Однако пределы «нефтяной экономики» определяются не угрозой исчерпания углеводородов, а тем, позволяет ли «черное золото» развиваться производству на достигнутой технологической базе. Годы глобального кризиса показывают, что существующая энергетика не способна обеспечить удешевления товаров, а, следовательно, расширения их сбыта и достижения экономического роста. Учитывая экологический аспект, нельзя сбрасывать со счетов негативных последствий использования углеводородного топлива.

Начавшийся в 2008 году мировой экономический кризис и проблема нефти взаимосвязаны. Сырьевые спекуляции подняли цену нефти марки Brent с 55 долларов за баррель в начале 2007 года почти до 143 долларов в конце июля 2008 года. Усилия по оживлению мирового хозяйства снова подняли цену «черного золота» до 125 долларов в конце апреля 2011 года. По мере того как возрастали оптимистические ожидания относительно будущего глобальной экономики нефть дорожала, способствуя возврату кризиса в острое состояние. В 2011 году период стабильного кризиса сменился «второй волной», биржевой паникой, обострением бюджетно-долговых проблем Евросоюза, Японии и США, крахом оптимистических оценок. Мировой кризис оказался кризисом не только неолиберальной модели капитализма, но и энергетики. Без качественных изменений в этой области кризис можно стабилизировать, но не преодолеть, выведя экономику на подъем.

Нефть – это не только один из самых популярных видов топлива, но и важнейшее химическое сырьё. Ее вздорожание приблизило начало кризиса в глобальном хозяйстве. Не имея физического дефицита нефти, мировая экономика испытывает потребность в дешёвых углеводородах. Запасов природного газа, по расчетам специалистов, хватит на большее время, чем нефти. Но цена этого топлива связана с ценой нефти. Дороговизна природного газа и нефти в последние годы способствовала развитию добычи сланцевого газа. Его получение обходится значительно дороже, чем заявляют добывающие компании. По мнению экспертов, реальные затраты на получение сланцевого газа составляют 212—283 долларов США за 1 тысячу кубометров[1]. Кроме того, сама технология добычи сланцевого газа, посредством подрыва пласта, может вызвать непрогнозируемые сейсмические последствия.

Рост добычи сланцевого газа в США позволяет рассчитывать на начало его экспорта. Однако усиление этого направления не означает, что мировая экономика получает новый  источник дешёвых энергоресурсов. Такие же выводы можно сделать из разработки северных месторождений нефти и природного газа. Инвестиции в этих областях являются ответом на рост мировых цен, но они не могут обеспечить удешевления энергоносителей. Более того чередующиеся падения и ценовые взлеты на сырьевом рынке в 2007-2012 годах (во многом обусловленные спекулятивными операциями на бирже) меняли следом отношение корпораций к освоению Севера. Оптимизм сменялся отрезвлением, а осторожность вытеснялась желанием получать максимальную прибыль.

Стремление расширить вывоз газа в Европу подвигло компанию «Газпром» на дорогостоящее строительство подводного трубопровода «Северный поток». Окупаемость и рентабельность проекта остаются под большим вопросом из-за развивающегося в Европе экономического кризиса. В феврале 2012 года «Газпром» вынужден был согласиться на среднее снижение цены для европейских потребителей на 10%, что нельзя рассматривать как финальное снижение. Первую большую уступку корпорация сделала в 2009 году, одобрив перевод 15% контрактов в ЕС на расчеты по спотовым ценам, являющимися более низкими. В 2011 году трубопровод «Северный поток» работал не в полную мощь, имелись сбои связанные с недогрузкой линии. Положение грозит стать еще более сложным по мере того, как уровень сырьевых цен на планете будет снижаться из-за кризиса. «Газпром», вероятно, будет вынужден зафиксировать крупные убытки.

Сокращение потребления нефти и природного газа под влиянием экономического кризиса, не создаст основания для его преодоления, хотя и несколько облегчит положение индустрии благодаря снижению цен. Современный кризис — это кризис спроса, кризис конечного потребителя. Для преодоления его требуется, с одной стороны, политика стимулирования потребления, а, с другой стороны, необходимо создание условий снижения себестоимости промышленной продукции. Сделать это на старой технологической базе невозможно: достигнут предел возможностей использования дешёвой рабочей силы, а сырье является дорогостоящим. Для устойчивого оживления необходимы стабильно-низкие цены, что тоже невозможно достичь. Попытки компаний и правительств ещё больше удешевить рабочую силу разрушают спрос (сужают потребительский рынок).

Кризис необычайно остро ставит вопрос о новых источниках энергии. Существует версия, что сделанные в западных странах вложения в развитие альтернативных источников энергии на основе возобновляемых ресурсов могут обеспечить постепенную замену старых источников.

Достаточно продолжительное время считалось, что идеальная замена сжиганию нефти и газа – атомная энергия. Даже Чернобыль не заставил западное сообщество отказаться от излишнего оптимизма. Но когда в марте 2011 году произошла авария на АЭС Фукусима-1, некоторые промышленно-развитые страны, начиная с Германии, принялись спешно отказываться от атомной энергетики. Очевидно, что полностью от АЭС, по крайней мере, в обозримом будущем, не откажутся, но общая тенденция уже вырисовывается. Крайне важно, что атомная энергетика существовала вместе с нефтегазовой энергетикой многие десятилетия. Однако она не смогла экономически вытеснить сжигание углеводородного топлива.

3. Направления старой альтернативы

США и Европейский Союз расходуют значительные средства на развитие альтернативной энергетики. Власти стран Запада косвенно признают наличие энергетического кризиса в мире, но не рассматривают его как часть глобального экономического кризиса. Создается впечатление, что правительства и корпорации ищут замену старым источникам энергии, рассчитывая через длительное время потеснить их за счет аналоговых и альтернативных источников. Ни о каком вытеснении старой энергетики как дорогой и малопроизводительной за счет революционных решений речь не идет. С помощью анализа можно показать реальное значение и ближайшие перспективы популярных и субсидируемых направлений.

3.1. Биотопливо

Медленное распространение биотоплива в США и ЕС в начале XXI века породило надежду на возможное вытеснение им автомобильного топлива, производимого из нефти. Некоторые аналитики даже расценивали рост его производства как революционный шаг в деле разрыва с «эпохой бензина». Особенно много надежд оказалось связано с биотопливом в период необычайно интенсивного предкризисного роста мировых цен на нефть в 2007-2008 годах. Дорожающая нефть казалась гарантом перспективности развития биологического топлива-замены для двигателей внутреннего сгорания. Правительства стран Западной Европы и Соединенных Штатов субсидировали это направление. Согласно оценке Worldwatch Institute в 2007 году на планете было произведено 54 млрд литров различного биотоплива. Этот показатель соответствует 1,5% мирового потребления жидкого топлива.

Производство топлива из биологического сырья основано на переработке стеблей сахарного тростника, семян кукурузы, рапса либо сои. Однако, даже без учета свойств биотоплива, его инновационность в 2000-е годы была значительно преувеличена. Еще в период кризисных потрясений 1970-х годов Бразилия стала широко использовать в качестве автомобильного топлива продукты перегона продовольственных культур. Не случайно в 2007 году, когда производства основного биотоплива — этанола в мире составило 46 млрд литров, эта страна вместе с Соединенными Штатами выпускала 95% от мирового объема производства этанола. Если сторонники биотоплива настаивали на его чистоте (малом загрязнении окружающей среды при сгорании), то противники биотоплива указывали на иные факты. Экологические организации констатируют вырубку девственных лесов для плантаций топливной кукурузы или сахарного тростника. Выращивание культур, необходимых для производства биотоплива, интенсивно разрушает почвы, являясь при этом еще и дорогим. Не случайно лишь периоды дорогой нефти — 1973-1986, 2005-2008, 2010-2011 годы порождали наибольший интерес к биотопливу как заменителю бензина.

По расчетам Стэндфордского университета, использование выключенных из сельскохозяйственного оборота 385-472 миллиона гектаров земли позволило бы увеличить долю биотоплива до 8% в мировом энергетическом балансе. Доля биотоплива на транспорте при этом может дойти до 10-25%.

3.2. Ветроэнергетика

Наряду с биотопливом чрезмерные надежды возлагают на ветроэнергетику. Она представляет отрасль электроэнергетики, специализирующуюся на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в электроэнергию. Для решения этой задачи используются специальные агрегаты — ветрогенераторы. Развитие данного направления в электроэнергетике привело к тому, что в 2009 году установленная мощность всех ветрогенераторов составила 159,2 гигаватт. За тот же год доля электроэнергии, получаемой при помощи ветряных генераторов, дошла до 2% от всей произведенной в мире электрической энергии. С помощью ветрогенераторов было, таким образом, получено 340 тераватт-часов электроэнергии.

Ветрогенераторы часто эстетически воспринимаются как символ энергетики будущего. Ветроэнергетике отводится важное место в прожектах «зеленой экономики». С точки зрения теории ограниченности ресурсов развития, человечество больше не может обходиться добываемыми невосполнимыми энергоресурсами. Плюсы ветроэнергетики состоят в опоре на естественные источники кинетической энергии. Но ветер далеко не везде на планете может обладать необходимой силой, чтобы обеспечить решение энергетической проблемы даже на локальном уровне. Удобство ветрогенераторов для снабжения током отдаленных ферм или прибрежных зон еще не делает эту технологию удобной для индустрии и мегаполисов. Даже рост цен на электроэнергию в 2000-е годы не сделал ветровые генераторы сравнительно экономичными. Производимый ими шум и вибрация является дополнительными помехами. Другая проблема — возможное обледенение лопастей установки.

Ветроэнергетика скорее является средством частного решения энергетической проблемы, чем общим принципиальным ответом на энергетический вызов времени. Не случайно до 1970-х годов ветроэнергетика казалась не более, чем забавой и мало кто был способен сконструировать картину будущего на ее основе. Рост мировых цен на нефть привел к ее рождению как «серьезной альтернативы», но ценовой спад на рынках вновь изменил ситуацию, пока в 2001-2011 годах явно не обозначился кризис старой энергетической системы капитализма. Вторая волна популярности ветроэнергетики оказалась мощнее первой. Однако нельзя сказать, что создатели первых гидроэлектростанций в конце XIX века не могли обратиться к ветру как источнику энергии. Не произошло этого не случайно: распространение гидроэлектростанций отвечало запросам индустриального развития. Использование же ветра, как источника энергии, в наши дни скорее говорит о безысходности, чем о наличии прогрессивного направления энергетики.

Потенциал ветроэнергетики велик. Мощность высотных ветровых потоков на уровне 7-14 км от поверхности Земли приблизительно в 10-15 раз выше потоков приземных. Вертикальная удаленность ветрогенераторов от населенных пунктов могла бы снять проблему нерегулярности ветров, шума и вибрации. Но вопрос состоит в том, как поднять, смонтировать и эксплуатировать установки на такой высоте? Как передавать электроэнергию от электростанций на уровне 10 км и более на поверхность планеты? Не ясно и то, сколько энергии потребуется для удержания в воздухе ветроустановок. Все это ставит вопрос о том, что сперва человечество должно совершить новый переворот в энергетике, а затем уже оно получит возможность всерьез использовать энергию ветра.

3.3. Геотермальная энергетика

Геотермальная энергетика дает образец «неиссякаемой энергетики», что является чрезвычайно важным в условиях удорожания основных для XX века источников энергии. Основано данное направление энергетики на производстве тепловой и электрической энергии за счет содержащейся в недрах земли тепловой энергии. Получение ее обеспечивают специальные геотермальные станции. Геотермальные источники находят хозяйственное применение в Новой Зеландии, Исландии, Италии, Франции, Литве, Мексике, Никарагуа, Коста-Рике, Филиппинах, Индонезии, Китае, Японии, Кении и США.

В получении электроэнергии с помощью геотермальных источников мировым лидером остается Исландия. До трети электричества этой стране обеспечивает геотермальная энергетика. Однако среди государств, применяющих технологии геотермальной энергетики по установленной мощности, лидируют Соединенные Штаты. В 2010 году она превысила 3000 МВт. Примечательно, что наиболее активный рост геотермальной энергетики пришелся на 2001-2008 годы, время удорожания углеводородов. Установленная мощность геотермальных электростанций, по оценке, высказанной на сайте RenewableEnergyWorld.com, на начало 1990-х годов в мире равнялась 5 000 МВт. К началу 2000-х годов она возрастала всего на 1 000 МВт, зато на конец 2008 года суммарная мощность геотермальных электростанций во всём мире выросла до 10 500 МВт.
Рост почти двукратный, что особенно важно, если учесть семикратный рост цен на нефть за этот период.

В 2009-2011 годах геотермальная энергетика продолжала наращивать свой удельный вес. В условиях дорогого углеводородного топлива геотермальные источники стали приобретать большее значение: не столько правительственная поддержка данного направления, сколько дешевизна получения тепловой и электрической энергии сделали это направление перспективным. Его основная проблема — не всеобщий характер применения, связанный с ограниченной доступностью геотермальных энергетических источников. Их эксплуатация не может заменить углеводородное топливо, сохраняющее значение основного источника энергии в мире. Геотермальная энергетика остается перспективным направлением, но не может стать новым локомотивом в энергетике. Успешное ее развитие возможно лишь в сопряжении  с другими тенденциями.

3.4. Гелиоэнергетика

Гелиоэнергетике отводят в прогнозах производство к 2060 году 20-25% всего необходимого человечеству электричества. Однако на начало 2010 года сгенерированная на основе солнечного излучения энергия составляла всего 0,1% от мирового объема. Гелиоэнергетика развивается сравнительно быстро, но ее значение невелико. Даже в такой солнечной стране как Испания, где есть все климатические предпосылки для гелиоэнергетики, в 2010 году благодаря фотоэлементной солнечной энергетике было получено 2,7% электроэнергии. Гораздо большее значение имеет в странах Южной Европы применение солнечных батарей для согрева воды в домах. Ограниченность бытового применения гелиоэнергетики говорит о скромных ее возможностях.

Существуют планы промышленного развития генерации электроэнергии с помощью солнечных электростанций. Один из наиболее известных проектов, план строительства огромной электростанции в пустыне Сахара (территория Туниса). Предполагается, что размещение в этом регионе огромных солнечных батарей позволит получать значительное количество энергии. Проблемы проекта состоят в сложности поставки электроэнергии в Европу, неоправданно больших затратах на сооружение и обслуживание агрегатов, песчаные ветры и иные «фокусы климата».  Компания Nur Energie до 2016 года должна построить электростанцию TurNur с заявленной мощностью в 2 гигаватта, что вдвое больше мощности средней атомной электростанции. Стоимость проекта оценена в 400 млрд евро. Станцию составят 825 тысяч солнечных батарей. Проект оценивается как фантастически дорогой. Он может окупиться лишь при условии, что электроэнергия резко не подешевеет в результате применения новых способов генерации.

Практически возможным и более удобным остается ограниченное применение гелиоэнергетики, а также ее индивидуально-бытовое использование. Развиваясь как альтернативное направление к использованию углеводородного топлива для получения электричества, солнечная генерация не может ее заменить. Теоретически, размещение установок на орбите планеты могло бы дать огромный эффект. Но «сахарские» трудности в этом случае умножаются.

Экологи констатируют вредоносность производства солнечных батарей. Сооружение гелиоэнергетических станций является также дорогостоящим. Окупаемость их напрямую связана с повышенной конъюнктурой на мировом рынке электроэнергии, нефти и газа. Развитие гелиоэнергетики обеспечено удорожанием производства энергии с помощью традиционных — ранее более экономичных — источников. Возможности расширенного применения устройств солнечной энергетики напрямую зависят от того, удастся ли человечеству найти новые решения в энергетике. При радикальном снижении себестоимости электроэнергии (получаемой в больших объемах новыми способами), поле гелиоэнергетики не сможет расти быстро. Напротив отсутствие подобных прорывов обеспечит для нее более благоприятные условия. Но даже адепты данного направления не видят революционного будущего гелиоэнергетики.

Прогнозируемый аналитиками медленный рост гелиоэнергетики не решает экономических проблем современного капитализма, следствием и концентрированным выражением которых стал острый энергетический кризис.  Преодоление его вряд ли окажется связанным с гелиоэнергетикой, что не отменяет ее возможного реванша в более далекой перспективе.

3.5. Управляемый термоядерный синтез (УТС)

Как показывает опыт расположенной к югу от Лос-Анджелеса солнечной электростанции, получение с помощью гелиоэнергетики электроэнергии обходится на 30-35% дешевле энергии атомных электростанций. При таком соотношении развитие ядерной энергетики и даже направления управляемого термоядерного синтеза может показаться неоправданным. Проблема УТС, однако, состоит в том, что он остается областью разработок, а не дает производственной технологии. Считается, что не менее 40 лет отделяют человечество от первого промышленного применения УТС. Возможно, мир раньше получит доступ к Солнцу как природному термоядерному источнику энергии, чем создаст свой.

Идея создания термоядерного реактора возникла в 1950-е годы. Оптимистам казалось, что до его появления остается всего несколько лет. В основе УТС лежит процесс слияния легких атомных ядер, происходящий с выделением энергии при высоких температурах в регулируемых, управляемых условиях. Технические проблемы, возникшие в ходе разработок, превратили несколько лет в несколько десятилетий.

«Заставить» экспериментальный реактор произвести хоть сколько-нибудь термоядерной энергии оказалось не просто. Уже в 1970-е годы исследователям стало понятно, что больший успех возможен лишь в долгосрочной перспективе. Ожидаемое экономическое использование термоядерных реакторов для выработки электроэнергии будет обеспечено безграничным запасом общедоступного топлива (водорода). Добыча его легко может быть обеспечена из морской воды. Отсутствие продуктов сгорания и невозможность неуправляемой реакции синтеза — другие положительные стороны УТС. Однако скорого хозяйственного эффекта, а тем более общественного преобразования на основе термоядерного синтеза ожидать не приходится.

3.6. Водородная энергетика

Использование водорода в качестве средства аккумулирования, транспортировки и потребления энергии лежит в основе водородной энергетики. Развитие данной отрасли позволяет применять водород в производстве и для нужд транспортной инфраструктуры. Водород очень распространен на поверхности Земли. Теплота его сгорания чрезвычайно высока. В кислороде продуктом сгорания становится вода. Проблему представляет лишь необходимость получать водородное топливо из воды. По расчетам Департамента Энергетики США (DoE) стоимость водорода и бензина сравняются к 2015 году. Расчеты эти основаны на ценовой динамике последнего десятилетия и предполагают дальнейшее удорожание нефти.

Водородная энергетика вселяет много надежд. В Южной Корее принят план наращивания ее значения в экономике, даже строительства «водородной экономики». К 2050 году предполагается производить на водородных топливных элементах 22% всей энергии, потребляемого частным сектором электричества — 23%. Не менее внушительны планы Соединенных Штатов. Построить «водородную энергетику» страна рассчитывает до 2025 года. Планы Исландии определяют дату широкого перехода экономики на водород к 2050 году. Однако основное применение водорода связано с производством аммиака и бензина. Ежегодно США получают порядка 11 млн тонн водорода. Это количество считается достаточным для годового потребления 35-40 млн автомобилей. В ЕС и США функционируют специальные водородные трубопроводы; в Европе их протяженность составляет 1500 км, в США — 750 км. Для передачи водорода на расстоянии после незначительной доработки могут использоваться и трубопроводы, по которым передается природный газ. Проблемой является лишь экономическая целесообразность.

Большие планы «водородной экономики» не предполагают скорой реализации. Амбициозные планы правительств не включают также вытеснение старой энергетики, что связано с традиционным основанием водородной энергетики. Ее развитие мыслится лишь в симбиозе со старыми направлениями, а темпы его зависят от динамики на мировом рынке нефти. Падение цен на «черное золото» в силу углубления экономического кризиса способно оказаться мощным тормозом роста всей нетрадиционной энергетики и водородной энергетики в частности. Пока получение водородного топлива зависит от старой энергетики, даже в автотранспорте его перспективы выглядят сомнительно. В авиации и железнодорожном транспорте, как и в автомобильном транспорте, водород не совершает переворота в эффективности и принципах двигателей. Как и биотопливо он выступает в консервативной роли аналога нефтяного топлива.

4. Характеристики тупика

Ситуацию глобального энергетического тупика характеризует с одной стороны исчерпание экономического ресурса нефтегазовой энергетики, с другой — наличие альтернатив, не способных в ближайшей перспективе обеспечить революционное развитие энергетики. Резкое удешевление электроэнергии в результате переворота в энергетике должно обеспечить расширение применения в производстве робототехники. Необходимым также является снижение стоимости производства синтетических материалов, разработка новых их видов, выгодных в производстве. Появление возможностей генерации большого количества дешёвой электроэнергии может стать решающим условием возникновения новых отраслей.

В числе аналоговых вариантов генерации называют сжигание твердых сухих отходов – грязный и непрактичный способ. В число относительных альтернативных новшеств входят приливные электростанции. Они используют кинетическую энергию приливных волн для генерации электроэнергии. Их недостатки очевидны: малая мощность и возможность использования только в прибрежных областях. Однако правительства охотно субсидируют все изложенные альтернативные энергетические проекты, сознавая, что они не несут угрозы старой энергетике и даже не в состоянии повлиять на снижение цен на нефть и природный газ. Логично заключить, что ограниченность известных альтернативных проектов и является их главной привлекательной стороной. Корпорации и правительственная бюрократия ни в одной стране глобального капитализма не стремятся обесценить сделанные инвестиции.

Консерватизм неолиберальной элиты не означает отсутствия или скорого вероятного появления подлинных технических альтернатив, несущих замену старой энергетической модели экономики. Главная черта новых решений в энергетике должна состоять в значительном снижении стоимости генерации, чем при сжигании нефти и газа. Важной является возможность получения значительно большего количества энергии. Вторично по значению снятие географических ограничений для работы устройств, характерных в случае получения солнечной, геотермальной энергии и энергии приливов. Дополнительный характер имеет потребность в способах беспроводной передачи электричества в большом количестве на значительные расстояния. Вместе с тем для повышения производительности труда обилие дешевой электроэнергии имеет решающее значение. Но любые серьезные изменения в энергетике ставят под удар господство существующих сырьевых и энергетических монополий.

Революция в энергетике может произойти только после перехода экономического кризиса в фазу депрессии. Важным условием является ослабление или уничтожение политической власти западных финансовых корпораций, а также корпораций нефтегазовой сферы. Вероятное падение мировых цен на энергоносители в ходе перехода к депрессивной фазе глобального кризиса может сыграть большую роль в будущем перевороте, затрагивающим как энергетику, так и индустрию вообще. Сокращение запасов нефти и газа на планете, удорожание добычи и транспортировки являются косвенными факторами. Рыночное их выражение оказывает прямое влияние на перспективы мировой энергетики. Предел нефтегазовой энергетики не будет достигнут, когда запасы этих ресурсов подойдут к концу, как полагают либеральные аналитики. Предел уже достигнут.

Застой в энергетике сдерживает развитие сферы производства средств производства, он формирует застой в области разработки и выпуска новых материалов. Производство новых материалов может быть энергоемким, что в нынешних условиях означает — дорогим. Обострение мирового хозяйственного кризиса, несмотря на вероятное значительное падение цен на энергоносители, остро выразит кризис в энергетике. Старые монополии и связанные с ними банки яснее предстанут в глазах общества как охранители застоя, а обслуживающие их неолиберальные правительства еще раз покажут неспособность побороть кризис. Поэтому политические и структурные преграды прогрессу будут убраны политически при решающей роли общественных низов.

Поиск новых универсальных экономически выгодных технологий, какой когда-то была атомная энергетика, не интересует правительства. Внимание общества отвлекается от кризиса в энергетике; его взору предлагаются не имеющие экономического значения альтернативы. Даже население стран с крупными запасами нефти и газа вправе спросить, почему каждый год электричество дорожает, а не становится дешевле. Характерно, что даже развитие атомной генерации не смягчает этой проблемы и, вероятно, не в состоянии ее снять в ближайшие десять лет.

Старая отраслевая структура экономики связана с политической моделью, тормозящей общественный прогресс и стоящей на пути качественных перемен в энергетике. Традиционно энергетические компании, работающие с очень крупными инвестициями и нуждающиеся даже в условиях дерегулированного рынка в содействии государства (землеотвод, развитие инфраструктуры, обеспечение безопасности и т.д.), являются политически активными и влиятельными. Они тесно связаны с государственной бюрократией. Они плотно взаимодействуют с ведущими структурами финансового капитала, выступающими в роли их кредиторов и инвесторов.

Именно блок финансового капитала, энергетических и сырьевых монополий с государственной бюрократией является важнейшим центром силы в рамках неолиберального политического режима и важнейшим источником авторитарных тенденций, присущих современному государству. Существование этого блока имеет принципиальное значение не только в случае России и Соединенных Штатов Америки, где энергетические компании традиционно являются мощной силой в экономике (особенно четко это прослеживалось в годы президентства Джорджа Буша-младшего), но те же тенденции прослеживаются в западноевропейских странах, а также в Китае, Бразилии и других государствах, не говоря уже об авторитарно-нефтяных режимах Ближнего Востока.

Именно эта система господства объясняет парадоксальное положение дел, при котором мелочный культ «инноваций» сочетается с глубочайшим консерватизмом по отношению ко всем принципиально важным вопросам. Роль «инновационной экономики» состоит как раз в предотвращении перемен, в придании поверхностного динамизма косным и консервативным структурам за счет постоянных мелких улучшений, появления новых разновидностей тех же самых товаров, искусственного стимулирования рыночного спроса за счет принуждения покупателей к обновлению используемых ими предметов, манипулирования потреблением.

На политическом уровне продолжением описанной системы является имитационная демократия (или, по выражению известного политолога Колина Крауча, «постдемократия»), предлагающая избирателю выбор между списками кандидатов, стоящих на схожих политических позициях, выступающих представителями различных фракций даже не правящего класса в целом, а именно узкого господствующего блока, из которого исключены даже многие сектора буржуазии. Россия в этом смысле не только не противостоит Западу, но, напротив, в ней те же тенденции проявились с ещё большей силой, приведя к гротескному результату в виде модели «управляемой демократии», сводящей политическую конкуренцию к заранее спланированному спектаклю, с ролями, расписанными для всех участников, в равной степени «работающими под контролем» со стороны администрации.

Однако кризис существующей экономической системы, начавшийся в 2008  году, дезорганизует существующие системы господства, подрывает способность правительственного аппарата к контролю над населением, открывая простор для демократических требований и движений «снизу». Если господство консервативного блока энергетических и финансовых корпораций вело к свертыванию демократии, то в период революционных перемен массовое движение, приводящее к демократическому перевороту, подрывает господство консервативной корпоративно-бюрократической элиты, создавая условия для перемен, в том числе и в области энергетики.

5. Новейшие технологии и перспективные направления

С кризисом традиционной углеводородной энергетики человечество столкнулось ещё в начале 1970-х годов ХХ века. Официальная наука, признав, с оговорками, наличие кризиса, в качестве выхода указала на атомную энергетику. Когда стало очевидно, что возможности атомной энергетики более чем скромные, начали рекламировать как далекую перспективу термоядерные электростанции на основе ТОКАМАКа.  Эксперименты в этой области продолжаются уже в течение полувека, а электростанций пока нет. Но за эти полвека, практически без поддержки официальных научных структур, а часто и вопреки ним,  сформировалось новое направление исследований, которое с полным правом можно называть инновационной энергетикой.

После кризисных для мирового капитализма 1970-х годов последовал продолжительный экономический подъем. В его основе не лежало обновление энергетики или всеобщее распространение в производстве робототехники, ее ограниченное внедрение соединилось с применением дешевой низкоквалифицированной рабочей силы. Энергия человеческих мускулов, беспощадно эксплуатируемых в странах периферии, стала источником неолиберальной «энергетической» революции. К 2008 году ее возможности оказались исчерпанными. В условиях современного кризиса необходима новая — подлинная, а не либерально-потогонная, революция в энергетике. Без нее невозможно разрешить накопленных противоречий и выйти на качественно новый этап экономического развития.

Традиционная энергетика нуждается не столько в дополнении, сколько в вытеснении, скорейшей замене ее инновационными технологиями. Это означает неминуемость своего рода «инвестиционного шока», когда одновременно будут обесценены значительные инвестиции, сделанные ранее и возникнет потребность в массированных новых инвестициях. Развитие в таких условиях вряд ли может быть обеспечено без активного участия государства и национализации отрасли, позволяющей ей не только выдержать «инвестиционный шок», но и осуществить преобразование комплексно и эффективно на основе единого сценария.

На начало 2010-х годов обозначилось порядка десяти перспективных подходов развития принципиально новой энергетики. В одних областях поиска уже получены определённые практически значимые результаты, в других исследования ведутся на уровне лабораторных или полупромышленных моделей.  Даже в США и ЕС, правительства и крупный бизнес со скрытым страхом относится к ученым, мечтающим опрокинуть старую энергетику. Ещё не очевидно, какое из направлений окажется наиболее эффективным для производства энергии, главным образом — электричества.

На сегодняшний день известны следующие разновидности инновационной энергетики (мы приводим их краткое описание):

a) Установки для нагрева жидкости — вихревые теплогенераторы (существуют и другие названия этих установок). Жидкость прокачивается электронасосом через конструкцию определенным образом соединённых труб и нагревается до 90 градусов. Эти теплогенераторы давно используются для отопления помещений, но общепризнанной теории процессов, приводящих к нагреву жидкости, пока нет.  Есть конструкции, в которых в качестве рабочего тела пытаются использовать воздух.

b) «Холодный ядерный синтез». Попытки извлечь ядерную энергию без применения сверхвысоких температур предпринимаются с конца 1980-х годов. Недавно итальянскими инженерами было заявлено, что им такая попытка удалась, правда от наименования холодный ядерный синтез они отказываются. Но суть в том, что в их катализаторе энергии тепло получают в результате слияния ядер химических элементов. Установка готова для практического использования.

c) Магнитомеханический усилитель мощности. По уверению авторов этого изобретения им удаётся использовать магнитное поле Земли для увеличения скорости вращения вала генератора или электромотора. Тем самым увеличивается количество электроэнергии, получаемой от генератора или уменьшается потребление энергии электромотором из сети. Такие устройства находятся на стадии полупромышленных образцов.

d) Индукционные нагреватели. Индукционный нагрев с помощью электричества используется в промышленности давно, но этот процесс удалось усовершенствовать. Теперь индукционный электрокотёл даёт больше тепловой энергии при тех же затратах электроэнергии. Предлагаемый электрокотёл, благодаря усовершенствованию, по эксплуатационным затратам будет на уровне газовых котлов.

e) Двигатели без выброса массы. Лабораторные образцы таких двигателей, не потребляющих топлива, демонстрируются в одном из космических исследовательских институтов (НИИ космических систем). Был проведен эксперимент с таким двигателем на спутнике. Перспективы этого направления пока не ясны.

f) Плазменные генераторы электроэнергии. Эксперименты с различными конструкциями ведутся давно в основном на лабораторном уровне.

g) Напряженные замкнутые контуры. По утверждению энтузиастов этого подхода существуют такие кинематические схемы, реализация которых позволяет извлечь дополнительную энергию. Демонстрировались возможности таких схем в конструкциях мельниц для измельчения отходов полимерных материалов. Затраты энергии на измельчение в этих мельницах меньше, чем в мельницах традиционных конструкций.

h) Энергоустановки на основе динамической сверхпроводимости. Разработчики этих потенциальных генераторов электроэнергии утверждают, что при определённой скорости вращения дисков возникает эффект динамической сверхпроводимости тока, что позволяет генерировать мощные магнитные поля. А уже эти поля можно использовать для генерации электроэнергии. В ходе экспериментов накоплен большой массив информации по необычным физическим эффектам. Есть возможность не только генерировать энергию, но и создать двигатель для транспортных средств. Это направление выглядит одним из самых перспективных в новой энергетике.
 
i) Атмосферная электроэнергетика, объединяет различные способы и проекты получения накапливаемой в атмосфере электрической энергии. Наиболее очевидный путь состоит в захвате колоссальной энергии молний. Данное направление новой энергетики обладает немалым потенциалом.

Приведенный перечень исследований, направлений и готовых установок не является исчерпывающим. Однако он позволяет сделать вывод, что общество может приступить к осуществлению крупных проектов в инновационной энергетике, чтобы создать и развить принципиально новые технологии генерирования энергии. Благодаря этому будет создано важное условие выхода из тупика, как энергетической отрасли, так и всей экономики.

6. Радикальные инновации

Современные исследования позволяют выделить несколько изобретений и сфер, способных сыграть важную роль в энергетической революции. Возможно, благодаря таким новшествам привычный мир навсегда уйдет в прошлое.

6.1. Нанопроводниковый аккумулятор

В 2007 году Стэндфордский университет представил новое изобретение. Им оказался нанопроводниковый аккумулятор, вид литий-ионного аккумулятора. Суть изобретения в замене традиционного графитового анода аккумулятора на анод из нержавеющей стали покрытый кремниевым нанопроводником. Благодаря способности кремния удерживать в 10 раз больше лития, чем графит стало возможно создавать значительно большую плотность энергии на аноде. Масса аккумулятора при этом снизилась. Предполагается, что со временем увеличение площади поверхности анода сделает процесс зарядки и разрядки более быстрым. До конца 2012 года ожидается начало коммерческого использования нового аккумулятора.

Появление в продаже более объемных и «быстрых» батарей способно не только облегчить жизнь владельцев переносных компьютеров и мобильных телефонов. Оно может означать начало реального вытеснения двигателя внутреннего сгорания в автодорожном транспорте электромобилями с большим запасом энергии и мощностью. Снижение стоимости производства аккумуляторов нового поколения, а также увеличение срока их жизни (как минимум до нескольких тысяч циклов) расширит поле применения автономных электронных устройств.

6.2. Беспроводная передача электричества

Необходимо различать беспроводную передачу электрических сигналов и электрической энергии. В первом деле человечество добилось уже больших успехов, во втором оно, как может показаться, делает первые шаги. В 2010 году Haier Group удивила мир первым в мире LCD телевизором. В основе разработки лежали исследования по беспроводной передаче энергии и на беспроводном домашнем цифровом интерфейсе (WHDI).

Однако еще в 1893 году Никола Тесла продемонстрировал беспроводное освещение люминесцентными лампами как проект для Колумбовской всемирной выставки в Чикаго. В 1897 году ученый зарегистрировал первый план беспроводной передачи электричества. Но способ, разработанный Тесла, не нашел широкого практического применения, что было, прежде всего, связано с достаточностью для экономического развития уже имеющихся базовых изобретений в электроэнергетике. Консервативную роль сыграли энергетические компании, не проявившие заинтересованности в беспроводной передаче электричества не только в рамках помещения, но и на расстоянии в тысячи километров. Столь же холодно они воспринимали попытки Тесла предложить новые — революционные способы генерации, взамен ранее выдвинутым им же методам. В 1917 году была разрушена принадлежавшая ему Башня Ворденклифа, построенная для проведения опытов по беспроводной передаче больших мощностей.

Начавшие распространяться в наши дни беспроводные зарядные устройства для всевозможных гаджетов демонстрируют возрождение интереса к беспроводной передаче электроэнергии. Перспективы этого направления колоссальны. Не случайно в 2008 году корпорация Intel попыталась воспроизвести опыты Тесла 1894 года, а также группы Джона Брауна 1988 года по беспроводной передаче энергии для свечения ламп накаливания с 75% КПД. Задачи и успехи современной беспроводной передачи выглядят скромно по сравнению с размахом работ Тесла столетней давности. Однако именно в наши дни кризис новой когда-то электроэнергетики делает работы в направление беспроводной передачи электричества чрезвычайно актуальными и ценными.

6.3. Атмосферная электроэнергетика

 В 2010 году бразильский ученый Фернандо Галембекк сделал сенсационное заявление о возможностях получения атмосферного электричества. Согласно разработкам его группы из университета Кампинаш в Сан-Паулу мельчайшие заряды могут собираться из влажного воздуха. Как показали испытания, для сбора зарядов могут применяться определенные металлы, что в перспективе открывает крупные возможности для производства электроэнергии в регионах с влажным климатом. Считается, что совершенствование этой технологии даст человечеству еще один источник возобновляемой энергии.

Разработки бразильских ученых — не единственные попытки получить доступ к электричеству, заключенному в воздушном слое планеты. Существуют проекты летающих станций, занимающихся «ловлей» молний, а также наземных установок того же назначения. В России опытами в данной области занимаются сразу несколько групп, не имея никакой государственной поддержки. Бразильские исследователи стремятся разработать устройство для получения — «вытягивания» –  электроэнергии из движущегося влажного воздуха. С этой целью проводятся эксперименты с материалами, что должно помочь выделить наиболее эффективные (более эффективные, чем кварц и фосфат алюминия) для содействия формированию электрического заряда в атмосфере. Однако описанные разработки в области атмосферной электроэнергетики не включают вызова молний — провоцирования грозовых разрядов с целью получения энергии, экспериментально опробованного Николой Тесла еще в конце XIX столетия. Работа в данном направлении может оказаться наиболее перспективной из всей группы исследований атмосферной электроэнергетики.

Критики опытов профессора Галембекка по получению «влажного электричества» подчеркивают, что данный способ может дать немного энергии. Но вся группа (как известных, так и не публичных) работ в области атмосферной электроэнергетики может оказаться куда более значительной по результатам. Постановка на службу человечеству энергии молний и атмосферного электричества вообще способна надолго и без гигантских затрат решить энергетический вопрос, как минимум дав один из основных источников электроэнергии недалекого будущего. Тесла говорил, что энергия окружает нас повсюду, и вопрос состоит лишь в том, как ее взять. Умение вызывать грозовые разряды и аккумулировать полученное электричество откроет новые возможности экономического развития мира, вновь сделав энергию дешёвой. Накапливаемая в атмосфере планеты энергия обладает колоссальным потенциалом.

В конце XIX — начале XX века Тесла попытался экспериментально получить доступ к «неиссякаемому источнику энергии неба».
Работы в этой области шли совместно с исследованиями по беспроводной передаче  электричества. Финансовые затруднения вынудили ученого свернуть работу, хотя он много лет безуспешно пытался найти поддержку своих исследований. Известным результатом его экспериментальной работы оказался вызов в Колорадо молнии, что привело к аварии на местной электростанции в результате возникновения короткого замыкания. В современных условиях при наличии государственной поддержки исследований по «приручению» атмосферного электричества такая технология способна оказаться чрезвычайно продуктивной, что в конечном итоге должно помочь технологическому преодолению энергетического кризиса.

Атмосферная электроэнергетика может в ближайшие десятилетия стать ведущим направлением в группе технологий, призванных обновить  энергетику. Соответствующие работы сейчас активно ведутся в Массачусетском технологическом институте  (Massachusetts Institute of Technology – MIT), есть также и российские разработки. Бесспорным является революционный характер исследований в области получения атмосферного электричества. При этом источник энергии зачастую оценивается как почти безграничный, а затраты по ее получению должны оказаться минимальными.

6.5 КОРТЭЖ – технология

Группой московских инженеров прорабатывается возможность производства электроэнергии на основе так называемой динамической сверхпроводимости. Эффект сверхпроводимости возникает при вращении металлического диска на высоких скоростях. Предполагается, что при вращении электроны диска концентрируются  по периметру диска, что позволяет пропускать в этом месте очень большой ток. Сконцентрированные электроны образуют короткозамкнутый тороидальный электронный жгут (КОРТЭЖ). Благодаря этому жгуту ток отделяется от металла диска и не нагревает его, что и обеспечивает возможность пропускать электроток большой величины. Большой ток, в свою очередь, позволяет получать сверхсильное магнитное поле, которое может использоваться для генерации электроэнергии.

По данной технологии проведено большое количество опытов на экспериментальной установке, отработаны основные способы использования эффекта электронного жгута в качестве средства генерации энергии. Осталось проверить работоспособность технологии на полупромышленном образце. Остановка на данной фазе связана с финансовыми проблемами этого проекта.

6.5. E-Cat и «холодный синтез»

Изобретение Андреа Росси автономного реактора E-Cat открывает эпоху революции в энергетике. Демонстрация готовой работающей установки дает основания надеяться на запуск серийного производства аппаратов.

В конце октября 2011 года группа итальянских ученых во главе с Андреа Росси представила и протестировала в Болонье революционный автономный реактор, источник «бесплатного тепла» — «катализатор энергии» (E-Cat). Принцип действия его строится на использовании в качестве топлива никеля и водорода, в процессе взаимодействия которых выделяется тепловая энергия и образуется медь. В основе функционирования устройства лежит низкоэнергетическая ядерная реакциям (LENR). При работе установки Росси мощностью в 1000 кВт в течении шести месяцев будет расходоваться только 10 кг никеля и 18 кг водорода. Создатели подчеркивают: реактор обеспечивает выработку абсолютно чистой энергии, количество которой не ограничено. Ее производство возможно в промышленных масштабах, а сами установки планируется предоставлять в аренду.

Выпуск генераторов Росси, вероятно, начнется в США. Предполагается, что цена «домашнего» E-Cat составит 400-500 долларов, что не должно помешать изобретению окупится в ходе всего одного года. Перезарядка генераторов и их техническое обслуживание не будет дорогим. В отличие от автономных генераторов для промышленности, экономичные «домашние» агрегаты нельзя будет перестроить для применения в индустрии.
Интерес в мире к работе итальянского ученого все более возрастает.

Длительное время мировая экономика обходилась без инноваций в энергетике. Прогресс в информационной сфере 1970-2000-х годов соединялся с застоем в области энергетики. Так называемые «альтернативные источники» не создавали реальной замены сжиганию углеводородного топлива. Биотопливо, ветровые и солнечные генераторы не ставили под удар старую энергетику. Разработки революционных технологий в энергетике, для получения атмосферного электричества или экономичной автономной генерации, блокировались правительствами и корпорациями. Появление реактора Росси пробивает брешь в обороне консерваторов. В ближайшие годы появятся и другие изобретения, радикально снижающие себестоимость энергии.

Новые генераторы позволят предприятиям и людям автономно получать дешёвое электричество. Составной частью глобального экономического кризиса является энергетический кризис, выражающийся в удорожании ключевых энергоресурсов, нефти и газа. Резкое удешевление электроэнергии — одно из необходимых условий преодоления кризиса и запуска нового подъема в экономике. И чем скорее оно будет выполнено, тем скорее пойдет дальнейший научный, культурный, социальный, политический и экономический прогресс человечества.