Проблеми і перспективи світової енергетики

Світова економічна криза виявила протиріччя між станом сучасної енергетики і потребами суспільного розвитку. Зростання цін на вуглеводні в 2001-2008 роках супроводжував економічний підйом і став одним з факторів його удушенню. Відстоювання владою і корпораціями альтернативних джерел енергії не здешевлюють її і не загрожують  положенню що склалось.

Між тим, зниження вартості генерації є одним з принципових умов подолання глобальної кризи. Чи реально воно? Чи існують технології та напрямки наукового пошуку здатні зробити революцію в енергетиці? Яке енергетичне та технологічне майбутнє чекає світ? Що заважає назрілого перевороту і які будуть його результати?

1. Основні висновки

 1. Світова економіка досягла межі розвитку на базі застосування вуглеводневого палива. Прийняв затяжний характер криза висловлює вичерпання можливостей існуючої енергетики. Вона не дозволяє домогтися здешевлення товарів та економічного зростання. Дорожнеча палива виявляється щоразу, як тільки урядам вдається домогтися на час пожвавлення в економіці.

2. Зростання видобутку сланцевого газу, пошук північних родовищ і спроби створити аналогові види палива (біопаливо) виражають кризу енергетики, а не відкривають шляхів до його пом'якшення. Поза високих цін на нафту, ці напрямки не могли б отримати розвиток. Здешевлення генерації електроенергії вони забезпечити не в змозі.

3. Світова економічна криза в силу кореляції буде сприяти зниженню цін на вуглеводневе паливо, що стане віддзеркаленням депресії. Загострення глобальної економічної кризи гостро порушить питання про необхідність його подолання, а не зняття деяких ознак кризи в результаті грошовий вливань.

4. Наступний економічний підйом на планеті буде пов'язаний з революційними змінами в енергетиці. Здешевлення електроенергії забезпечить зниження собівартості товарів, зростання застосування робототехніки, поява нових матеріалів і видів товарів. З іншого боку, криза, через соціально-політичні перетворення, призведе до поширення довгострокової політики підтримки попиту.

5. Дорожнеча вуглеводнів і широке застосування дешевої робочої сили низької кваліфікації («енергії м'язів») взаємопов'язані. Спроби неоліберальних урядів, за рахунок девальвації і заходів «жорсткої економії», ще більше знизити ціну робочих рук руйнують споживчий попит і розширюють матеріальну базу кризи.

6. Атомна енергетика не забезпечила за останні десятиліття здешевлення електроенергії. Було продемонстровано, що вона співіснує з нафтогазової енергетикою як її доповнення. Різноманітні плани поступового витіснення вуглеводнів альтернативними джерелами не спроможні з точки зору стоять перед економікою завдань. Біопаливо, геотермальна енергетика, геліоенергетика, вітроенергетика і воднева енергетика не можуть дати загального принципового вирішення проблеми, а керований термоядерний синтез залишається на базі наукових досліджень. Альтернативна енергетика виступає як доповнення до вуглеводневої енергетики, але не як її заміна.

7. Сировинні та фінансові корпорації не зацікавлені в докорінному енергетичному перевороті, що загрожує знецінити багато інвестиції. Уряду, як політичні агенти великого бізнесу, не хочуть витіснення старої енергетики та субсидують аналогові проекти, але не дослідження, орієнтовані на якісне перетворення енергетики. Монополії і влада утворюють консервативний блок, усвідомлюючи, що будь-які серйозні зміни в енергетиці ставлять під удар панування існуючих сировинних і енергетичних монополій.

8. Головні риси нових рішень в енергетиці повинні складатися в значному зниженні вартості генерації, можливості отримання значно більшої кількості енергії, автономності генерації та зняття географічних обмежень для роботи пристроїв. Значення також має потребу в способах бездротової передачі електрики у великій кількості на значні відстані з мінімальними втратами. Для підвищення продуктивності праці велика кількість дешевої енергії має вирішальне значення.

9. Революція в енергетиці може відбутися тільки після переходу економічної кризи в фазу депресії. Важливою умовою є ослаблення або знищення політичної влади західних фінансових корпорацій, а також корпорацій нафтогазової сфери.

10. Українська електроенергетика знаходиться в стані занепаду, а генеруючі потужності фізично руйнуються. Якість кадрів падає. Плачевний стан галузі відображає системна криза вітчизняної науки, освіти та промисловості. Сировинні монополії прагнуть забезпечувати себе недорогим електрикою через контроль над генеруючими компаніями, а населення, малий і середній бізнес змушені все більше платити за енергію. При цьому кошти з електроенергетичного сектора виводяться.

11. Згідно з планами правлячого класу, Україна повинна залишитися периферійної за характером економіки країною. Глобальна економічна криза і почався в Україні політична криза порушать ці розрахунки і відкриють шлях для відродження електроенергетики вже на новій - революційної базі.

12. Справжня інноваційна енергетика сформувалася як науково-технологічний напрямок практично незалежно від офіційних структур. Серед її векторів виділяються: «холодний ядерний синтез», атмосферна електроенергетика, вихрові теплогенератори, магнитомеханический підсилювач потужності, індукційні нагрівачі, двигуни без викиду маси, плазмові генератори електроенергії, напружені замкнуті контури, енергоустановки на основі динамічної надпровідності.

13. У різних областях інноваційного енергетичного пошуку вже отримані певні практично значимі результати, в інших дослідження ведуться на рівні лабораторних або напівпромислових моделей. Держава і корпоративний сектор в Україні ігнорує практично всі подібні роботи.

14. Створення групою італійських вчених на чолі з Андреа Россі «каталізатора енергії», генератора E-Cat пробиває пролом в обороні консерваторів. До представленому в кінці жовтня 2011 винаходу в світі прикута велика увага. Разом з «холодним синтезом» значним потенціалом розвитку, ймовірно, мають дослідні роботи з отримання накопичується в атмосфері планети електрики (США, Бразилія) і КОРТЕЖ - технологія російських вчених.

15. В найближчі роки з'являться і інші винаходи, радикально знижують собівартість енергії. Важливу роль в енергетичній революції повинні зіграти нові способи збереження та передачі електроенергії. В даний час ведуться роботи над нанопроводніковимі акумуляторами і бездротового передачею електрики.

16. Враховуючи наявні напрацювання, суспільство може приступити до здійснення великих проектів в інноваційній енергетиці, щоб створити і розвинути принципово нові технології генерування енергії. Завдяки цьому буде створено вкрай важлива умова виходу з тупика, як енергетичної галузі, так і всієї економіки. Подальша блокування процесу в Україні лише ускладнить долю панівних сировинних монополій.

17. Об'єктивно поставленим завданням революційної енергетики є витіснення, заміна старої енергетики. Варто очікувати знецінення значних інвестицій, зроблених раніше. Консервативний фінансово-сировинної блок потерпить поразку. Зміни стануть частиною розвитку глобальної кризи, включаючи породження їм гострих політичних криз. Їх вирішення обернеться зміною державної моделі багатьох країн, соціальної та економічної політики. Нова енергетика повинна буде стати базовою ланкою нової моделі економіки.

2. Світова криза та енергетика

Запаси нафти кінцеві. Експерти констатують, що вона закінчиться на планеті при зберігається рівні споживання через 20-30 років. Існують і більш оптимістичні прогнози, що вказують на існування великої кількість нерозвіданих запасів і можливість підвищення ефективності видобутку (при нинішніх технологіях значна частина цінної сировини залишається в землі). Однак межі «нафтової економіки» визначаються не загрозою вичерпання вуглеводнів, а тим, чи дозволяє «чорне золото» розвиватися виробництву на досягнутої технологічній базі. Роки глобальної кризи показують, що існуюча енергетика не здатна забезпечити здешевлення товарів, а, отже, розширення їх збуту та досягнення економічного зростання. Враховуючи екологічний аспект, не можна скидати з рахунків негативних наслідків використання вуглеводневого палива.

Розпочата у 2008 році світова економічна криза і проблема нафти взаємопов'язані. Сировинні спекуляції підняли ціну нафти марки Brent з 55 доларів за барель на початку 2007 року майже до 143 доларів в кінці липня 2008 року. Зусилля щодо пожвавлення світового господарства знову підняли ціну «чорного золота» до 125 доларів в кінці квітня 2011 року. У міру того як зростали оптимістичні очікування щодо майбутнього глобальної економіки нафта дорожчала, сприяючи поверненню кризи в гострий стан. У 2011 році період стабільного кризи змінився «другою хвилею», біржовою панікою, загостренням бюджетно-боргових проблем Євросоюзу, Японії та США, крахом оптимістичних оцінок. Світова криза виявилась кризою не тільки неоліберальної моделі капіталізму, але й енергетики. Без якісних змін у цій області кризу можна стабілізувати, але не подолати, вивівши економіку на підйом.

Нафта - це не тільки один з найпопулярніших видів палива, але і найважливіша хімічна сировина. Її подорожчання наблизило початок кризи в глобальному господарстві. Не маючи фізичного дефіциту нафти, світова економіка відчуває потребу в дешевих вуглеводнях. Запасів природного газу, за розрахунками фахівців, вистачить на більший час, ніж нафти. Але ціна цього палива пов'язана з ціною нафти. Дорожнеча природного газу і нафти в останні роки сприяла розвитку видобутку сланцевого газу. Його отримання обходиться значно дорожче, ніж заявляють видобувні компанії. На думку експертів, реальні витрати на отримання сланцевого газу становлять 212-283 доларів США за 1000 кубометрів . Крім того, сама технологія видобутку сланцевого газу, за допомогою підриву пласта, може викликати непрогнозовані сейсмічні наслідки.

Зростання видобутку сланцевого газу в США дозволяє розраховувати на початок його експорту. Проте посилення цього напрямку не означає, що світова економіка отримує нове джерело дешевих енергоресурсів. Такі ж висновки можна зробити з розробки північних родовищ нафти і природного газу. Інвестиції в цих областях є відповіддю на зростання світових цін, але вони не можуть забезпечити здешевлення енергоносіїв. Більш того чергуються падіння і цінові злети на сировинному ринку в 2007-2012 роках (багато в чому зумовлені спекулятивними операціями на біржі)  Оптимізм змінювався протверезінням, а обережність витіснялася бажанням отримувати максимальний прибуток.

Скорочення споживання нафти і природного газу під впливом економічної кризи, не створить підстави для її подолання, хоча й трохи полегшить становище індустрії завдяки зниженню цін. Сучасна криза - це криза попиту, криза кінцевого споживача. Для подолання його потрібно, з одного боку, політика стимулювання споживання, а, з іншого боку, необхідне створення умов зниження собівартості промислової продукції. Зробити це на старій технологічній базі неможливо: досягнута межа можливостей використання дешевої робочої сили, а сировина є дорогим. Для сталого пожвавлення необхідні стабільно-низькі ціни, що теж неможливо досягти. Спроби компаній і урядів ще більше здешевити робочу силу руйнують попит (звужують споживчий ринок).

Криза надзвичайно гостро ставить питання про нові джерела енергії. Існує версія, що зроблені в західних країнах вкладення в розвиток альтернативних джерел енергії на основі поновлюваних ресурсів можуть забезпечити поступову заміну старих джерел.

Досить тривалий час вважалося, що ідеальна заміна спалюванню нафти і газу - атомна енергія. Навіть Чорнобиль не змусив західне співтовариство відмовитися від зайвого оптимізму. Але коли в березні 2011 році відбулася аварія на АЕС Фукусіма-1, деякі промислово-розвинені країни, починаючи з Німеччини, почали спішно відмовлятися від атомної енергетики. Очевидно, що повністю від АЕС, принаймі, в осяжному майбутньому, не відмовляться, але загальна тенденція вже вимальовується. Вкрай важливо, що атомна енергетика існувала разом з нафтогазової енергетикою багато десятиліть. Проте вона не змогла економічно витіснити спалювання вуглеводневого палива.

3. Напрями старої альтернативи

США і Європейський Союз витрачають значні кошти на розвиток альтернативної енергетики. Влада країн Заходу побічно визнають наявність енергетичної кризи в світі, але не розглядають його як частину глобального економічного кризи. Створюється враження, що уряди і корпорації шукають заміну старим джерелам енергії, розраховуючи через тривалий час потіснити їх за рахунок аналогових та альтернативних джерел. Ні про яке витіснення старої енергетики як дорогий і малопродуктивною за рахунок революційних рішень не йдеться. За допомогою аналізу можна показати реальне значення і найближчі перспективи популярних і субсидованих напрямків.

3.1. Біопаливо

Повільне поширення біопалива в США і ЄС на початку XXI століття породило надію на можливе витіснення їм автомобільного палива, виробленого з нафти. Деякі аналітики навіть розцінювали зростання його виробництва як революційний крок у справі розриву з «епохою бензину». Особливо багато надій виявилося пов'язано з біопаливом в період надзвичайно інтенсивного передкризового зростання світових цін на нафту в 2007-2008 роках. Дорожчає нафта здавалася гарантом перспективності розвитку біологічного палива-заміни для двигунів внутрішнього згоряння. Уряди країн Західної Європи та Сполучених Штатів субсидували цей напрямок. Згідно з оцінкою Worldwatch Institute в 2007 році на планеті було вироблено 54 млрд літрів різного біопалива. Цей показник відповідає 1,5% світового споживання рідкого палива.

Виробництво палива з біологічної сировини засноване на переробці стебел цукрового очерету, насіння кукурудзи, ріпаку або сої. Однак, навіть без урахування властивостей біопалива, його інноваційність у 2000-ні роки була значно перебільшена. Ще в період кризових потрясінь 1970-х років Бразилія стала широко використовувати в якості автомобільного палива продукти перегону продовольчих культур. Не випадково в 2007 році, коли виробництва основного біопалива - етанолу в світі становило 46 млрд літрів, ця країна разом зі Сполученими Штатами випускала 95% від світового обсягу виробництва етанолу. Якщо прихильники біопалива наполягали на його чистоті (малому забрудненні навколишнього середовища при згорянні), то противники біопалива вказували на інші факти. Екологічні організації констатують вирубку незайманих лісів для плантацій паливної кукурудзи або цукрового очерету. Вирощування культур, необхідних для виробництва біопалива, інтенсивно руйнує ґрунт , будучи при цьому ще й дорогим. Не випадково лише періоди дорогої нафти - 1973-1986, 2005-2008, 2010-2011 роки породжували найбільший інтерес до біопалива як замінник бензину.

За розрахунками Стендфордського університету, використання виключених з сільськогосподарського обороту 385-472 мільйона гектарів землі дозволило б збільшити частку біопалива до 8% в світовому енергетичному балансі. Частка біопалива на транспорті при цьому може дійти до 10-25%.

3.2. Вітроенергетика

Поряд з біопаливом надмірні надії покладають на вітроенергетику. Вона представляє галузь електроенергетики, що спеціалізується на перетворенні кінетичної енергії повітряних мас в атмосфері в електроенергію. Для вирішення цього завдання використовуються спеціальні агрегати - вітрогенератори. Розвиток даного напряму в електроенергетиці призвело до того, що в 2009 році встановлена ​​потужність всіх вітрогенераторів склала 159,2 гігават. За той же рік частка електроенергії, одержуваної за допомогою вітряних генераторів, дійшла до 2% від усієї виробленої в світі електричної енергії. За допомогою вітрогенераторів було, таким чином, отримано 340 терават-годин електроенергії.

Вітрогенератори часто естетично сприймаються як символ енергетики майбутнього. Вітроенергетиці відводиться важливе місце в прожектах «зеленої економіки». З точки зору теорії обмеженості ресурсів розвитку, людство більше не може обходитися видобуваються непоправними енергоресурсами. Плюси вітроенергетики складаються в опорі на природні джерела кінетичної енергії. Але вітер далеко не скрізь на планеті може володіти необхідною силою, щоб забезпечити вирішення енергетичної проблеми навіть на локальному рівні. Зручність вітрогенераторів для постачання струмом віддалених ферм або прибережних зон ще не робить цю технологію зручною для індустрії і мегаполісів. Навіть зростання цін на електроенергію в 2000-і роки не зробило вітрові генератори порівняно економічними. Вироблений ними шум і вібрація є додатковими перешкодами. Інша проблема - можливе обмерзання лопастей установки.

Вітроенергетика скоріше є засобом приватного вирішення енергетичної проблеми, ніж загальним принциповим відповіддю на енергетичний виклик часу. Не випадково до 1970-х років вітроенергетика здавалася не більше, ніж забавою і мало хто був здатний сконструювати картину майбутнього на її основі. Зростання світових цін на нафту привело до її народження як «серйозної альтернативи», але ціновий спад на ринках знову змінив ситуацію, поки в 2001-2011 роках явно не позначилася криза старої енергетичної системи капіталізму. Друга хвиля популярності вітроенергетики виявилася потужнішою першої. Однак не можна сказати, що творці перших гідроелектростанцій в кінці XIX століття не могли звернутися до вітру як джерела енергії. Не сталося цього не випадково: поширення гідроелектростанцій відповідало запитам індустріального розвитку. Використання ж вітру, як джерела енергії, у наші дні скоріше говорить про безвихідь, ніж про наявність прогресивного напрямку енергетики.

Потенціал вітроенергетики великий. Потужність висотних вітрових потоків на рівні 7-14 км від поверхні Землі приблизно в 10-15 разів вище потоків приземних. Вертикальна віддаленість вітрогенераторів від населених пунктів могла б зняти проблему нерегулярності вітрів, шуму і вібрації. Але питання полягає в тому, як підняти, змонтувати й експлуатувати установки на такій висоті? Як передавати електроенергію від електростанцій на рівні 10 км і більше на поверхню планети? Не ясно і те, скільки енергії потрібно для утримання в повітрі вітроустановок. Все це ставить питання про те, що спершу людство має зробити новий переворот в енергетиці, а потім вже воно отримає можливість серйозно використовувати енергію вітру.

3.3. Геотермальна енергетика

Геотермальна енергетика дає зразок «невичерпної енергетики», що є надзвичайно важливим в умовах подорожчання основних для XX століття джерел енергії. Засновано даний напрямок енергетики на виробництві теплової та електричної енергії за рахунок міститься в надрах землі теплової енергії. Отримання її забезпечують спеціальні геотермальні станції. Геотермальні джерела знаходять господарське використання у Новій Зеландії, Ісландії, Італії, Франції, Литві, Мексиці, Нікарагуа, Коста-Ріці, Філіппінах, Індонезії, Китаї, Японії, Кенії та США.

В отриманні електроенергії за допомогою геотермальних джерел світовим лідером залишається Ісландія. До третини електрики цій країні забезпечує геотермальна енергетика. Однак серед держав, які застосовують технології геотермальної енергетики по встановленої потужності, лідирують Сполучені Штати. У 2010 році вона перевищила 3000 МВт. Примітно, що найбільш активне зростання геотермальної енергетики припав на 2001-2008 роки, час подорожчання вуглеводнів. Встановлена ​​потужність геотермальних електростанцій, за оцінкою, висловленою на сайті RenewableEnergyWorld.com, на початок 1990-х років в світі дорівнювала 5000 МВт. На початок 2000-х років вона зростала всього на 1000 МВт, зате на кінець 2008 року сумарна потужність геотермальних електростанцій в усьому світі зросла до 10 500 МВт.Зростання майже дворазове, що особливо важливо, якщо врахувати семиразове зростання цін на нафту за цей період.

У 2009-2011 роках геотермальна енергетика продовжувала нарощувати свою питому вагу. В умовах дорогого вуглеводневого палива геотермальні джерела стали набувати більшого значення: не стільки урядова підтримка даного напрямку, скільки дешевизна отримання теплової та електричної енергії зробили цей напрямок перспективним. Його основна проблема - не загальний характер застосування, пов'язаний з обмеженою доступністю геотермальних енергетичних джерел. Їх експлуатація не може замінити вуглеводневе паливо, що зберігає значення основного джерела енергії в світі. Геотермальна енергетика залишається перспективним напрямком, але не може стати новим локомотивом в енергетиці. Успішність її розвитку можлива лише в сполученні з іншими тенденціями.

3.4. Геліоенергетика

Геліоенергетики відводять в прогнозах виробництво до 2060 року 20-25% всього необхідного людству електрики. Проте на початок 2010 року згенерувала на основі сонячного випромінювання енергія становила всього 0,1% від світового обсягу. Геліоенергетика розвивається порівняно швидко, але її значення невелике. Навіть у такій сонячній країні як Іспанія, де є всі кліматичні передумови для геліоенергетики, в 2010 році завдяки фотоелементній сонячній енергетиці було отримано 2,7% електроенергії. Набагато більше значення має в країнах Південної Європи застосування сонячних батарей для зігріву води в будинках. Обмеженість побутового застосування геліоенергетики говорить про скромні її можливості.

Існують плани промислового розвитку генерації електроенергії за допомогою сонячних електростанцій. Один з найбільш відомих проектів, план будівництва величезної електростанції в пустелі Сахара (територія Тунісу). Передбачається, що розміщення в цьому регіоні величезних сонячних батарей дозволить отримувати значну кількість енергії. Проблеми проекту полягають у складності поставки електроенергії в Європу, невиправдано великих витратах на спорудження та обслуговування агрегатів, піщані вітри і інші «фокуси клімату». Компанія Nur Energie до 2016 року має побудувати електростанцію TurNur із заявленою потужністю в 2 гігавати, що вдвічі більше потужності середньої атомної електростанції. Вартість проекту оцінена в 400 млрд євро. Станцію складуть 825 000 сонячних батарей. Проект оцінюється як фантастично дорогою. Він може окупитися лише за умови, що електроенергія різко не подешевшає в результаті застосування нових способів генерації.

Практично можливим і зручнішим залишається обмежене застосування геліоенергетики, а також її індивідуально-побутове використання. Розвиваючись як альтернативний напрям до використання вуглеводневого палива для отримання електрики, сонячна генерація не може її замінити. Теоретично, розміщення установок на орбіті планети могло б дати величезний ефект. Але «сахарські» труднощі в цьому випадку множаться.

Екологи констатують вредність виробництва сонячних батарей. Спорудження геліоенергетичних станцій є також дорогим. Окупність їх безпосередньо пов'язана з підвищеною кон'юнктурою на світовому ринку електроенергії, нафти і газу. Розвиток геліоенергетики забезпечено подорожчанням виробництва енергії за допомогою традиційних - раніше більш економічних - джерел. Можливості розширеного застосування пристроїв сонячної енергетики безпосередньо залежать від того, чи вдасться людству знайти нові рішення в енергетиці. При радикальному зниженні собівартості електроенергії (одержуваної у великих обсягах новими способами), поле геліоенергетики не зможе рости швидко. Навпаки відсутність подібних проривів забезпечить для неї більш сприятливі умови. Але навіть адепти даного напрямку не бачать революційного майбутнього геліоенергетики.

Прогнозоване аналітиками повільне зростання геліоенергетики не вирішує економічних проблем сучасного капіталізму, наслідком і концентрованим виразом яких стала гостра енергетична криза. Подолання її навряд чи виявиться пов'язаним з геліоенергетики, що не скасовує її можливого реваншу в більш далекій перспективі.

3.5. Керований термоядерний синтез (УТС)

Як показує досвід розташованої на південь від Лос-Анджелеса сонячної електростанції, отримання за допомогою геліоенергетики електроенергії обходиться на 30-35% дешевше енергії атомних електростанцій. При такому співвідношенні розвиток ядерної енергетики та навіть напряму керованого термоядерного синтезу може здатися невиправданим. Проблема УТС, однак, полягає в тому, що він залишається областю розробок, а не дає виробничої технології. Вважається, що не менше 40 років відділяють людство від першого промислового застосування УТС. Можливо, світ раніше отримає доступ до Сонця як природному термоядерного джерела енергії, ніж створить свій.

Ідея створення термоядерного реактора виникла в 1950-і роки. Оптимістам здавалося, що до його появи залишається всього кілька років. В основі УТС лежить процес злиття легких атомних ядер, що відбувається з виділенням енергії при високих температурах в регульованих, керованих умовах. Технічні проблеми, що виникли в ході розробок, перетворили кілька років в декілька десятиліть.

«Змусити» експериментальний реактор зробити хоч скільки-небудь термоядерної енергії виявилося не просто. Уже в 1970-і роки дослідникам стало зрозуміло, що більший успіх можливий лише в довгостроковій перспективі. Очікуване економічне використання термоядерних реакторів для вироблення електроенергії буде забезпечено безмежним запасом загальнодоступного палива (водню). Видобуток його легко може бути забезпеченим з морської води. Відсутність продуктів згоряння і неможливість некерованою реакції синтезу - інші позитивні сторони УТС. Однак швидкого господарського ефекту, а тим більше громадського перетворення на основі термоядерного синтезу очікувати не доводиться.

3.6. Воднева енергетика

Використання водню в якості засобу акумулювання, транспортування та споживання енергії лежить в основі водневої енергетики. Розвиток цієї галузі дозволяє застосовувати водень у виробництві та для потреб транспортної інфраструктури. Водень дуже поширений на поверхні Землі. Теплота його згоряння надзвичайно висока. У кисні продуктом згоряння стає вода. Проблему представляє лише необхідність отримувати водневе паливо з води. За розрахунками Департаменту Енергетики США (DoE) вартість водню та бензину зрівняються до 2015 року. Розрахунки ці засновані на ціновій динаміці останнього десятиліття і припускають подальше подорожчання нафти.

Воднева енергетика вселяє багато надій. У Південній Кореї прийнятий план нарощування її значення в економіці, навіть будівництва «водневої економіки». До 2050 року передбачається здійснювати на водневих паливних елементах 22% всієї енергії, що споживається приватним сектором електрики - 23%. Не менш значні плани Сполучених Штатів. Побудувати «водневу енергетику» країна розраховує до 2025 року. Плани Ісландії визначають дату широкого переходу економіки на водень до 2050 року. Однак основне застосування водню пов'язане з виробництвом аміаку і бензину. Щорічно США отримують близько 11 млн тонн водню. Ця кількість вважається достатнім для річного споживання 35-40 млн автомобілів. В ЄС і США функціонують спеціальні водневі трубопроводи; в Європі їх протяжність становить 1500 км, в США - 750 км. Для передачі водню на відстані після незначного доопрацювання можуть використовуватися і трубопроводи, по яких передається природний газ. Проблемою є лише економічна доцільність.

Великі плани «водневої економіки» не припускають швидкої реалізації. Амбітні плани урядів не включають також витіснення старої енергетики, що пов'язано з традиційним підставою водневої енергетики. Її розвиток мислиться лише в симбіозі зі старими напрямками, а темпи його залежать від динаміки на світовому ринку нафти. Падіння цін на «чорне золото» в силу поглиблення економічної кризи здатне виявитися потужним гальмом зростання всієї нетрадиційної енергетики та водневої енергетики зокрема. Поки отримання водневого палива залежить від старої енергетики, навіть в автотранспорті його перспективи виглядають сумнівно. В авіації та залізничному транспорті, як і в автомобільному транспорті, водень не здійснює перевороту в ефективності та принципах двигунів. Як і біопаливо він виступає в консервативній ролі аналога нафтового палива.

4. Характеристики тупика

Ситуацію глобального енергетичного тупика характеризує з одного боку вичерпання економічного ресурсу нафтогазової енергетики, з іншого - наявність альтернатив, не здатних у найближчій перспективі забезпечити революційний розвиток енергетики. Різке здешевлення електроенергії в результаті перевороту в енергетиці має забезпечити розширення застосування у виробництві робототехніки. Необхідною також є зниження вартості виробництва синтетичних матеріалів, розробка нових їх видів, вигідних у виробництві. Поява можливостей генерації великої кількості дешевої електроенергії може стати вирішальною умовою виникнення нових галузей.

У числі аналогових варіантів генерації називають спалювання твердих сухих відходів - брудний і непрактичний спосіб. У число відносних альтернативних нововведень входять приливні електростанції. Вони використовують кінетичну енергію приливних хвиль для генерації електроенергії. Їх недоліки очевидні: мала потужність і можливість використання тільки в прибережних областях. Однак уряди охоче субсидують всі викладені альтернативні енергетичні проекти, усвідомлюючи, що вони не несуть загрози старої енергетиці і навіть не в змозі вплинути на зниження цін на нафту і природний газ. Логічно зробити висновок, що обмеженість відомих альтернативних проектів і є їх головною привабливою стороною. Корпорації та урядова бюрократія ні в одній країні глобального капіталізму не прагнуть знецінити зроблені інвестиції.

Консерватизм неоліберальної еліти не означає відсутності або швидкого ймовірної появи справжніх технічних альтернатив, що несуть заміну старої енергетичної моделі економіки. Головна риса нових рішень в енергетиці має полягати в значному зниженні вартості генерації, ніж при спалюванні нафти і газу. Важливою є можливість отримання значно більшої кількості енергії. Вдруге за значенням зняття географічних обмежень для роботи пристроїв, характерних в разі отримання сонячної, геотермальної енергії та енергії припливів. Додатковий характер має потребу в способах бездротової передачі електрики у великій кількості на значні відстані. Разом з тим для підвищення продуктивності праці велика кількість дешевої електроенергії має вирішальне значення. Але будь-які серйозні зміни в енергетиці ставлять під удар панування існуючих сировинних і енергетичних монополій.

Революція в енергетиці може відбутися тільки після переходу економічної кризи в фазу депресії. Важливою умовою є ослаблення або знищення політичної влади західних фінансових корпорацій, а також корпорацій нафтогазової сфери. Ймовірне падіння світових цін на енергоносії в ході переходу до депресивної фазі глобальної кризи може зіграти велику роль у майбутньому переворот, що зачіпають як енергетику, так і індустрію взагалі. Скорочення запасів нафти і газу на планеті, подорожчання видобутку і транспортування є непрямими факторами. Ринкове їх вираження надає прямий вплив на перспективи світової енергетики. Межа нафтогазової енергетики не буде досягнутий, коли запаси цих ресурсів підійдуть до кінця, як вважають ліберальні аналітики. Межа вже досягнута.

Застій в енергетиці стримує розвиток сфери виробництва засобів виробництва, він формує застій в області розробки і випуску нових матеріалів. Виробництво нових матеріалів може бути енергоємним, що в нинішніх умовах означає - дорогим. Загострення світової господарського кризи, незважаючи на ймовірне значне падіння цін на енергоносії, гостро висловить криза в енергетиці.

Пошук нових універсальних економічно вигідних технологій, якою колись була атомна енергетика, не цікавить уряд. Увага суспільства відволікається від кризи в енергетиці. Навіть населення країн з великими запасами нафти і газу має право запитати, чому щороку електрика дорожчає, а не стає дешевше. Характерно, що навіть розвиток атомної генерації не пом'якшує цієї проблеми і, ймовірно, не в змозі її зняти в найближчі десять років.

Стара галузева структура економіки пов'язана з політичною моделлю, яка гальмує суспільний прогрес і стоїть на шляху якісних змін в енергетиці. Традиційно енергетичні компанії, що працюють з дуже великими інвестиціями і потребують навіть в умовах дерегулювання ринку у сприянні держави (землевідведення, розвиток інфраструктури, забезпечення безпеки тощо), є політично активними і впливовими. Вони тісно пов'язані з державною бюрократією. Вони щільно взаємодіють з провідними структурами фінансового капіталу, що виступають в ролі їх кредиторів та інвесторів.

Саме блок фінансового капіталу, енергетичних і сировинних монополій з державною бюрократією є найважливішим центром сили в рамках неоліберального політичного режиму і найважливішим джерелом авторитарних тенденцій, властивих сучасній державі. Існування цього блоку має принципове значення не тільки у випадку Росії та Сполучених Штатів Америки, де енергетичні компанії традиційно є потужною силою в економіці (особливо чітко це простежувалося в роки президентства Джорджа Буша-молодшого), але ті ж тенденції простежуються в західноєвропейських країнах, а також в Китаї, Бразилії та інших державах, не кажучи вже про авторитарно-нафтових режимах Близького Сходу.

Саме ця система панування пояснює парадоксальний стан справ, при якому дріб'язковий культ «інновацій» поєднується з глибоким консерватизмом по відношенню до всіх принципово важливих питань. Роль «інноваційної економіки» полягає саме в запобіганні змін, в доданні поверхневого динамізму відсталим і консервативним структурам за рахунок постійних дрібних поліпшень, появи нових різновидів тих же самих товарів, штучного стимулювання ринкового попиту за рахунок примусу покупців до оновлення використовуваних ними предметів, маніпулювання споживанням .

На політичному рівні продовженням описаної системи є імітаційна демократія (або, за висловом відомого політолога Коліна Крауча, «постдемократія»), що пропонує виборцю вибір між списками кандидатів, що стоять на схожих політичних позиціях, які виступають представниками різних фракцій навіть не правлячого класу в цілому, а саме вузького пануючого блоку, з якого виключені навіть багато сектора буржуазії.

Проте криза існуючої економічної системи, що почалась в 2008 році, дезорганізує існуючі системи панування, підриває здатність урядового апарату до контролю над населенням, відкриваючи простір для демократичних вимог і рухів «знизу». Якщо панування консервативного блоку енергетичних і фінансових корпорацій вело до згортання демократії, то в період революційних змін масовий рух, що приводить до демократичного перевороту, підриває панування консервативної корпоративно-бюрократичної еліти, створюючи умови для змін, в тому числі і в галузі енергетики.


5. Новітні технології та перспективні напрямки

З кризою традиційної вуглеводневої енергетики людство зіткнулося ще на початку 1970-х років ХХ століття. Офіційна наука, визнавши, із застереженнями, наявність кризи, як вихід вказала на атомну енергетику. Коли стало очевидно, що можливості атомної енергетики більш ніж скромні, почали рекламувати як далеку перспективу термоядерні електростанції на основі ТОКАМАК. Експерименти в цій області тривають вже протягом півстоліття, а електростанцій поки немає. Але за ці півстоліття, практично без підтримки офіційних наукових структур, а часто і всупереч ним, сформувався новий напрямок досліджень, яке з повним правом можна називати інноваційної енергетикою.

Після кризових для світового капіталізму 1970-х років пішов тривалий економічний підйом. У його основі не лежало оновлення енергетики або загальне поширення у виробництві робототехніки, її обмежене впровадження поєдналося із застосуванням дешевої низькокваліфікованої робочої сили. Енергія людських м'язів, нещадно експлуатованих в країнах периферії, стала джерелом неоліберальної «енергетичної» революції. До 2008 року її можливості виявилися вичерпаними. В умовах сучасної кризи необхідна нова - справжня, а не ліберально-потогінна, революція в енергетиці. Без неї неможливо вирішити накопичених протиріч і вийти на якісно новий етап економічного розвитку.

Традиційна енергетика потребує не стільки в додаток, скільки у витісненні, якнайшвидшої заміни її інноваційними технологіями. Це означає неминучість свого роду «інвестиційного шоку», коли одночасно будуть знецінені значні інвестиції, зроблені раніше і виникне потреба в масованих нових інвестиціях. Розвиток в таких умовах навряд чи може бути забезпечено без активної участі держави і націоналізації галузі, що дозволяє їй не тільки витримати «інвестиційний шок», а й здійснити перетворення комплексно і ефективно на основі єдиного сценарію.

На початок 2010-х років позначилося близько десяти перспективних підходів розвитку принципово нової енергетики.  Навіть у США і ЄС, уряди і великий бізнес з прихованим страхом ставиться до вчених, що мріють перекинути стару енергетику. Ще не очевидно, яке з напрямків виявиться найбільш ефективним для виробництва енергії, головним чином - електрики.

На сьогоднішній день відомі наступні різновиди інноваційної енергетики :

a) Установки для нагріву рідини - вихрові теплогенератори (існують й інші назви цих установок). Рідина прокачується електронасосом через конструкцію певним чином з'єднаних труб і нагрівається до 90 градусів. Ці теплогенератори давно використовуються для опалення приміщень, але загальновизнаної теорії процесів, що призводять до нагрівання рідини, поки немає. Є конструкції, в яких в якості робочого тіла намагаються використовувати повітря.

b) «Холодний ядерний синтез». Спроби отримати ядерну енергію без застосування надвисоких температур робляться з кінця 1980-х років. Нещодавно італійськими інженерами було заявлено, що їм така спроба вдалася, правда від найменування холодний ядерний синтез вони відмовляються. Але суть в тому, що в їх каталізаторі енергії тепло отримують в результаті злиття ядер хімічних елементів. Установка готова для практичного використання.

c) магнитомеханический підсилювач потужності. За запевненням авторів цього винаходу їм вдається використовувати магнітне поле Землі для збільшення швидкості обертання вала генератора або електромотора. Тим самим збільшується кількість електроенергії, одержуваної від генератора або зменшується споживання енергії електромотором з мережі. Такі пристрої знаходяться на стадії напівпромислових зразків.

d) Індукційні нагрівачі. Індукційний нагрів за допомогою електрики використовується в промисловості давно, але цей процес вдалося вдосконалити. Тепер індукційний електрокотел дає більше теплової енергії при тих же витратах електроенергії. Пропонований електрокотел, завдяки удосконаленню, за експлуатаційними витратами буде на рівні газових котлів.

e) Двигуни без викиду маси. Лабораторні зразки таких двигунів, не споживають палива, демонструються в одному з космічних дослідних інститутів (НДІ космічних систем). Був проведений експеримент за таким двигуном на супутнику. Перспективи цього напряму поки не ясні.

f) Плазмові генератори електроенергії. Експерименти з різними конструкціями ведуться давно в основному на лабораторному рівні.

g) Напружені замкнуті контури. За твердженням ентузіастів цього підходу існують такі кінематичні схеми, реалізація яких дозволяє отримати додаткову енергію. Демонструвалися можливості таких схем в конструкціях млинів для подрібнення відходів полімерних матеріалів. Витрати енергії на подрібнення в цих млинах менше, ніж у млинах традиційних конструкцій.

h) Енергоустановки на основі динамічної надпровідності. Розробники цих потенційних генераторів електроенергії стверджують, що при певній швидкості обертання дисків виникає ефект динамічної надпровідності струму, що дозволяє генерувати потужні магнітні поля. А вже ці поля можна використовувати для генерації електроенергії. В ході експериментів накопичений великий масив інформації по незвичайним фізичним ефектів. Є можливість не тільки генерувати енергію, але і створити двигун для транспортних засобів. Цей напрямок виглядає одним з найперспективніших в новій енергетиці.

 i) Атмосферна електроенергетика, об'єднує різні способи і проекти отримання накопичуваної в атмосфері електричної енергії. Найбільш очевидний шлях полягає в захопленні колосальної енергії блискавок. Даний напрямок нової енергетики має чималий потенціал.

Наведений перелік досліджень, напрямів і готових установок не є вичерпним. Проте він дозволяє зробити висновок, що суспільство може приступити до здійснення великих проектів в інноваційній енергетиці, щоб створити і розвинути принципово нові технології генерування енергії. Завдяки цьому буде створено важлива умова виходу з тупика, як енергетичної галузі, так і всієї економіки.

6. Радикальні інновації

Сучасні дослідження дозволяють виділити кілька винаходів і сфер, здатних зіграти важливу роль в енергетичній революції. Можливо, завдяки таким нововведенням звичний світ назавжди піде в минуле.

6.1. Нанопровідниковий акумулятор

У 2007 році Стенфордський університет представив новий винахід. Ним виявився нанопровідниковий акумулятор, вид літій-іонного акумулятора. Суть винаходу в заміні традиційного графітового анода акумулятора на анод з нержавіючої сталі покритий кремнієвим нанопровідником. Завдяки здатності кремнію утримувати в 10 разів більше літію, ніж графіт стало можливо створювати значно більшу щільність енергії на аноді. Маса акумулятора при цьому знизилася. Передбачається, що з часом збільшення площі поверхні анода зробить процес зарядки і розрядки більш швидким. До кінця 2012 року очікується початок комерційного використання нового акумулятора.

Поява у продажу більш об'ємних і «швидких» батарей здатне не тільки полегшити життя власників переносних комп'ютерів і мобільних телефонів. Воно може означати початок реального витіснення двигуна внутрішнього згоряння в автодорожньому транспорті електромобілями з великим запасом енергії і потужністю. Зниження вартості виробництва акумуляторів нового покоління, а також збільшення терміну їх життя (як мінімум до декількох тисяч циклів) розширить поле застосування автономних електронних пристроїв.

6.2. Бездротова передача електрики

Необхідно розрізняти бездротову передачу електричних сигналів і електричної енергії. У першій справі людство домоглося вже великих успіхів, у другому воно, як може здатися, робить перші кроки. У 2010 році Haier Group здивувала світ першим у світі LCD телевізором. В основі розробки лежали дослідження з бездротової передачі енергії і на бездротовому домашньому цифровому інтерфейсі (WHDI).

Однак ще в 1893 році Нікола Тесла продемонстрував бездротове освітлення люмінесцентними лампами як проект для колумбівської всесвітньої виставки в Чикаго. У 1897 році вчений зареєстрував перший план бездротової передачі електрики. Але спосіб, розроблений Тесла, не знайшов широкого практичного застосування, що було, перш за все, пов'язано з достатністю для економічного розвитку вже наявних базових винаходів в електроенергетиці. Консервативну роль зіграли енергетичні компанії, не проявили зацікавленості в бездротової передачі електрики не тільки в рамках приміщення, але і на відстані в тисячі кілометрів. Настільки ж холодно вони сприймали спроби Тесла запропонувати нові - революційні способи генерації, на заміну раніше висунутим ним же методам. У 1917 році була зруйнована належала йому Башта Ворденкліфа, побудована для проведення дослідів по бездротовій передачі великих потужностей.

Почали поширюватися в наші дні бездротові зарядні пристрої для всіляких гаджетів демонструють відродження інтересу до бездротової передачі електроенергії. Перспективи цього напряму колосальні. Не випадково в 2008 році корпорація Intel спробувала відтворити досліди Тесла 1894 року, а також групи Джона Брауна 1988 року по бездротової передачі енергії для світіння ламп розжарювання з 75% ККД. Завдання і успіхи сучасної бездротової передачі виглядають скромно в порівнянні з розмахом робіт Тесла столітньої давності. Однак саме в наші дні криза нової колись електроенергетики робить роботи в напрямок бездротової передачі електрики надзвичайно актуальними і цінними.

6.3. Атмосферна електроенергетика

 У 2010 році бразильський учений Фернандо Галембекк зробив сенсаційну заяву про можливості отримання атмосферної електрики. Згідно розробкам його групи з університету Кампінаш в Сан-Паулу найдрібніші заряди можуть збиратися з вологого повітря. Як показали випробування, для збору зарядів можуть застосовуватися певні метали, що в перспективі відкриває великі можливості для виробництва електроенергії в регіонах з вологим кліматом. Вважається, що вдосконалення цієї технології дасть людству ще одне джерело відновлюваної енергії.

Розробки бразильських вчених - не єдині спроби отримати доступ до електрики, укладеним в повітряному шарі планети. Існують проекти літаючих станцій, що займаються «ловом» блискавок, а також наземних установок того ж призначення. Бразильські дослідники прагнуть розробити пристрій для отримання - «витягування» - електроенергії з рухомого вологого повітря. З цією метою проводяться експерименти з матеріалами, що повинно допомогти виділити найбільш ефективні (більш ефективні, ніж кварц і фосфат алюмінію) для сприяння формуванню електричного заряду в атмосфері. Однак описані розробки в області атмосферної електроенергетики не включають виклику блискавок - провокування грозових розрядів з метою отримання енергії, експериментально випробуваного Ніколою Тесла ще в кінці XIX століття. Робота в даному напрямку може виявитися найбільш перспективною з усієї групи досліджень атмосферної електроенергетики.

Критики дослідів професора Галембекка з отримання «вологої електрики» підкреслюють, що даний спосіб може дати трохи енергії. Але вся група (як відомих, так і не публічних) робіт в області атмосферної електроенергетики може виявитися куди більш значною за результатами. Постановка на службу людству енергії блискавок і атмосферної електрики взагалі здатна надовго і без гігантських витрат вирішити енергетичне питання, як мінімум давши один з основних джерел електроенергії недалекого майбутнього. Тесла говорив, що енергія оточує нас всюди, і питання полягає лише в тому, як її взяти. Уміння викликати грозові розряди і акумулювати отримане електрику відкриє нові можливості економічного розвитку світу, знову зробивши енергію дешевою. Накопичується в атмосфері планети енергія володіє колосальним потенціалом.

В кінці XIX - початку XX століття Тесла спробував експериментально отримати доступ до «невичерпного джерела енергії неба».
Роботи в цій галузі йшли спільно з дослідженнями по бездротової передачі електрики. Фінансові труднощі змусили вченого згорнути роботу, хоча він багато років безуспішно намагався знайти підтримку своїх досліджень. Відомим результатом його експериментальної роботи виявився виклик в Колорадо блискавки, що призвело до аварії на місцевій електростанції в результаті виникнення короткого замикання. В сучасних умовах при наявності державної підтримки досліджень по «приручення» атмосферної електрики така технологія здатна виявитися надзвичайно продуктивною, що в кінцевому підсумку повинно допомогти технологічного подолання енергетичної кризи.

Атмосферна електроенергетика може в найближчі десятиліття стати провідним напрямком у групі технологій, покликаних оновити енергетику. Відповідні роботи нині активно ведуться в Массачусетському технологічному інституті (Massachusetts Institute of Technology - MIT), є також і російські розробки. Безперечним є революційний характер досліджень в галузі отримання атмосферної електрики. При цьому джерело енергії часто оцінюється як майже безмежний, а витрати на її отримання мають опинитися мінімальними.

6.4 КОРТЕЖ - технологія

Групою московських інженерів опрацьовується можливість виробництва електроенергії на основі так званої динамічної надпровідності. Ефект надпровідності виникає при обертанні металевого диска на високих швидкостях. Передбачається, що при обертанні електрони диска концентруються по периметру диска, що дозволяє пропускати в цьому місці дуже великий струм. Сконцентровані електрони утворюють короткозамкнений тороїдальний електронний джгут (КОРТЕЖ). Завдяки цьому джгуту струм  відділяється від металу диска і не нагріває його, що і забезпечує можливість пропускати електрострум великої величини. Великий струм, в свою чергу, дозволяє отримувати дуже сильне магнітне поле, яке може використовуватися для генерації електроенергії.

За даною технологією проведено велику кількість дослідів на експериментальній установці, відпрацьовані основні способи використання ефекту електронного джгута як засіб генерації енергії. Залишилося перевірити працездатність технології на напівпромислових зразку. Зупинка на даній фазі пов'язана з фінансовими проблемами цього проекту.

6.5. E-Cat і «холодний синтез»

Винахід Андреа Россі автономного реактора E-Cat відкриває епоху революції в енергетиці. Демонстрація готової працюючої установки дає підстави сподіватися на запуск серійного виробництва апаратів.

В кінці жовтня 2011 року гурт італійських вчених на чолі з Андреа Россі представила і протестувала в Болонії революційний автономний реактор, джерело «безкоштовного тепла» - «каталізатор енергії» (E-Cat). Принцип дії його будується на використанні як паливо нікелю і водню, в процесі взаємодії яких виділяється теплова енергія і утворюється мідь. В основі функціонування пристрою лежить низькоенергетична ядерна реакцій (LENR). При роботі установки Россі потужністю в 1000 кВт протягом шести місяців буде витрачатися тільки 10 кг нікелю і 18 кг водню. Творці підкреслюють: реактор забезпечує вироблення абсолютно чистої енергії, кількість якої не обмежена. Її виробництво можливе в промислових масштабах, а самі установки планується надавати в оренду.

Випуск генераторів Россі, ймовірно, почнеться в США. Передбачається, що ціна «домашнього» E-Cat складе 400-500 доларів, що не повинно перешкодити винаходу окупиться в ході всього одного року.
В найближчі роки з'являться і інші винаходи, радикально знижують собівартість енергії.

Нові генератори дозволять підприємствам і людям автономно одержувати дешеву електрику. Складовою частиною глобальної економічної кризи є енергетична криза, що виражається в подорожчанні ключових енергоресурсів, нафти і газу. Різке здешевлення електроенергії - одна з необхідних умов подолання кризи і запуску нового підйому в економіці. І чим швидше воно буде виконано, тим швидше піде подальший науковий, культурний, соціальний, політичний і економічний прогрес людства.