Изменение климата. "Конец мира - это только начало", перевод книги Питера Зейхана о конце периода глобализации, ч. 25⁠⁠

ИЗМЕНЕНИЕ КЛИМАТА

Я уверен, что многие из вас задаются вопросом, как я мог так далеко зайти в главе об энергетике и лишь вскользь упомянуть об изменении климата. Дело не в том, что математика не сходится. В прошлой жизни я учился на химика-органика. Идея о том, что различные газы обладают различными теплоулавливающими и светоотражающими* (техническое слово - "альбедо", если вы хотите показаться умным) характеристиками, является довольно фундаментальной наукой, и за ней стоит более века доказательств. Нет, проблема не в этом.

Проблема более... серьезная.

Во-первых, я работаю в геополитике. Гео. География. Места. Изучение места. Как десятки географических факторов взаимосвязаны и определяют возникновение и взаимодействие культуры, экономики, безопасности и населения. Если вы скажете мне, что весь мир нагреется на четыре градуса, я могу сказать, как произойдёт этот процесс. Но это не то, что происходит.

Как разные газы имеют разные теплоулавливающие и светоотражающие характеристики, так и разные климаты. И почвенно-растительные покровы. И широты. И высоты над уровнем моря. Мы наблюдаем не равномерный, а крайне неравномерный нагрев, который оказывает большее влияние на сушу по сравнению с водой, на Арктику по сравнению с тропиками, на города по сравнению с лесами. Это влияет не только на локальные температуры, но и на региональные ветры и глобальные океанические течения. Такое несоответствие не просто добавляет еще одну переменную к сочетанию широты, высоты, влажности, температуры, состава почвы, угла наклона поверхности и так далее, что позволяет мне читать карту планеты. Карта всего меняется. Мы начали различать места изменения климата только в последние несколько лет. В рамках данной главы мы будем рассматривать технические аспекты и применимость "зеленых технологий" с точки зрения производства и замещения энергии, а не конкретных экономических и стратегических результатов изменения климата* (Я сделаю все возможное, чтобы рассказать о воздействии по регионам в главах, посвященных сельскому хозяйству). Поскольку всё меняется, очень важно сначала установить прочную базовую линию. Именно поэтому я рассматриваю изменение климата в последнюю очередь, а не сразу.

Во-вторых, независимо от того, что произойдет в политическом или технологическом плане, мы еще не скоро "покончим" с нефтью. Доминирующая экологическая озабоченность по поводу всего нефтяного связана с выбросами углекислого газа, но технологии, такие как двигатель внутреннего сгорания, которые сжигают нефтепродукты для производства этих выбросов, едва ли единственные, которые используют нефть. Нефть также является базовым материалом для основной части мировых потребностей в нефтехимической продукции. Этот сектор не является ошибкой округления.

Современная нефтехимия отвечает за основную часть того, что мы сегодня считаем "нормальным", составляя большинство материалов для упаковки продуктов питания, медицинского оборудования, моющих средств, охлаждающих жидкостей, обуви, шин, клея, спортивного инвентаря, багажа, подгузников, красок, чернил, жевательной резинки, смазочных материалов, изоляции, удобрений, пестицидов и гербицидов, и второй по величине компонент материалов для производства бумаги, фармацевтических препаратов, одежды, мебели, строительства, стекла, бытовой электроники, автомобилей, бытовой техники и предметов интерьера. Транспортное топливо, получаемое из нефти, действительно составляет большую часть потребления нефти - почти три пятых, если быть точным, но на нефтехимические продукты приходится целая одна пятая часть. Это примерно столько же, сколько экспортирует весь Персидский залив в обычный год.

Ископаемое топливо настолько концентрировано, что представляет собой буквально "энергию" в физической форме. В отличие от них, все "зеленые" технологии требуют пространства. Солнечная энергия - худшая из всех: ее плотность примерно в тысячу раз меньше, чем у систем, работающих на более традиционных источниках энергии. Рассмотрим американский мегалополис - линию плотно упакованных городов от Бостона на севере до Большого округа Колумбия на юге. В совокупности прибрежные города этой линии составляют примерно одну треть населения Америки на крошечной площади. Они также расположены на участках земли с очень низким потенциалом солнечной и ветровой энергии. Идея о том, что они смогут вырабатывать достаточное количество электроэнергии на месте, просто нелепа. Они должны импортировать ее. Ближайшая зона с достаточно хорошим солнечным потенциалом (не "хорошим", а "достаточно хорошим") находится в южной части центральной Вирджинии. Это неудобные шестьсот миль от Бостона, и Бостон будет последним в очереди за глотками электричества после округа Колумбия, Балтимора, Филадельфии, Нью-Йорка, Хартфорда и Провиденса.

Это проблема не только для городов, расположенных в облачных, безветренных местах. Это проблема для городов повсюду. Все технологические разработки, которые привели нас в наше индустриальное, урбанизированное настоящее, должны быть переоценены, чтобы современные "зеленые" технологии работали. Но, безусловно, самой большой проблемой является само существование городов. Все они по определению плотные, в то время как гринтек (зелёные технологии) по определению не плотный. Для выравнивания этого даже в солнечных и ветреных местах потребуется массивная инфраструктура для преодоления разрыва между плотной структурой населения и гораздо более рассредоточенными системами выработки электроэнергии "зеленых технологий". Такая инфраструктура будет иметь такие масштабы и размах, которые человечество еще не пыталось создать. Альтернатива - опустошить города и отмотать шесть тысяч лет истории. Я отношусь к этому скептически.

В-пятых, даже если бы солнце и ветер были технологиями, эквивалентными по надежности нефти, природному газу и углю, декарбонизация энергосистемы оставалась бы грандиозной задачей. В настоящее время 38 процентов мирового производства электроэнергии не содержит углерода, что позволяет предположить, что нам "всего лишь" нужно примерно утроить хорошую долю, чтобы вытеснить плохую. Но это неверно. Гидроэнергетика уже использовала все доступные географические регионы в мире. Атомной энергетике сначала потребуется чертовски хорошая PR-кампания, чтобы в достаточной степени улучшить свой имидж. Если же только солнечная и ветровая энергетика будут обеспечивать увеличение, то для полного вытеснения ископаемого топлива им потребуется девятикратное наращивание.

В-шестых, даже в тех регионах, где "зеленые технологии" хорошо работают, они в лучшем случае лишь частично исправляют ситуацию. Гринтех генерирует только электроэнергию. Теоретически ветер и солнце могут заменить уголь в некоторых конкретных местах, но электричество любого типа несовместимо с существующей инфраструктурой и транспортными средствами, использующими жидкое топливо нефтяного происхождения.

Такое ограничение естественным образом приводит к обсуждению электромобилей как массовой замены автомобилей, работающих на двигателях внутреннего сгорания. Это гораздо сложнее, чем кажется.

Весь мировой сектор электроэнергетики вырабатывает примерно столько же энергии, сколько жидкого топлива тратит транспорт. Подсчитайте: чтобы перевести весь транспорт с внутреннего сгорания на электричество, потребуется удвоить возможности человечества по выработке электроэнергии. Опять же, гидроэнергетика и атомная энергетика не помогут, так что девятикратное увеличение солнечной и ветровой энергии теперь превращается в двадцатикратное. И это еще не все. Теперь вам нужны абсолютно огромные передающие мощности, чтобы связать места, где ветряные и солнечные системы могут генерировать энергию, с местами, где эта энергия в конечном итоге будет потребляться. В случае Европы и Китая, эти линии электропередач должны пересечь континенты. Вы также предполагаете, что незначительные мелочи не помешают вам, например, ветер всегда дует, солнце никогда не заходит или никогда не будет заминок при передаче энергии из Ливийской пустыни в Берлин или из Австралии в Пекин. Более вероятно, что электромобили с сегодняшней технологией будут работать только в том случае, если мы удвоим использование тех самых источников энергии, которые, по словам экологов, мы пытаемся исключить из системы.

По моему не очень скромному мнению, мы должны решать в первую очередь первоочередные задачи: нам нужно озеленить существующую сеть, прежде чем расширять ее. И, к сожалению, темпы этих усилий болезненно медленные: С 2014 года, когда начался солнечный бум, до 2020 года доля солнечной энергии в общем объеме энергопотребления составляет всего 1,5 процента.

В-седьмых, практические аспекты потенциального перехода на новые технологии находятся за гранью возможного, как с точки зрения технических проблем, так и стоимости, и я не говорю об относительно простой задаче установки достаточного количества солнечных батарей и ветряных турбин для выработки 43 000 тераватт-часов электроэнергии, что примерно в семьдесят раз превышает общий объем строительства экологически чистых технологий в период с 2010 по 2021 год.

- Часть того, что обеспечивает работу современного мира, - это электроэнергия по требованию. Это требует того, что называется диспетчеризацией: идея о том, что электростанция может повышать и понижать свою мощность в соответствии со спросом. Ветер и солнце не только не могут этого сделать, но и являются прерывистыми. Уровень мощности меняется в зависимости от самой переменчивой из сил - погоды. Модернизация оборудования может предотвратить такие скачки, которые могут привести к короткому замыканию или отключению промышленных и жилых потребителей, но это не бесплатно.

- Отчасти привлекательность диспетчеризации заключается в том, что в обычном спросе на электроэнергию существуют пики и падения. В частности, в большинстве населенных пунктов пик спроса на электроэнергию приходится на период с 18:00 до 22:00, причем зимой он выше. В то же время пик поставок солнечной энергии приходится на период с 11 до 15 часов, причем летом этот показатель выше. И это еще до учета того, что одна и та же панель будет вырабатывать разное количество энергии в зависимости от местоположения. Мои панели в высокогорных районах Колорадо выработают менее одной пятой части энергии в сумерках Торонто. Никакое количество денег не позволит нам игнорировать эту маленькую географическую проблему.

- В отличие от угля или природного газа, которые можно заранее разместить, ветер дует там, где дует, а солнце светит там, где светит. Любая электроэнергия, вырабатываемая "зелеными технологиями", должна быть проведена туда, где она может быть использована. Это также не бесплатно, и часто приводит к удвоению (или более) стоимости поставляемой электроэнергии (детали сильно варьируются в зависимости от того, откуда берется электроэнергия, где она будет потребляться, каков характер соединительной инфраструктуры, какие политические границы необходимо пересечь и т.д.). Неудивительно, что 95 процентов человечества получает электроэнергию от электростанций, расположенных на расстоянии менее пятидесяти миль.

- Для решения таких проблем необходима параллельная энергосистема. Учитывая статус зелёных технологий в 2022 году, в большинстве случаев такой параллельной системой является скучная, традиционная система, работающая либо на природном газе, либо на угле. Позвольте мне подчеркнуть это: "зеленые технологии" сегодня настолько ненадежны в большинстве мест, что те населенные пункты, которые пытаются внедрить "зеленые технологии", не имеют другого выбора, кроме как поддерживать полную традиционную систему для своего общего пикового спроса - за полную стоимость.

Гринтех в его нынешней форме просто не способен сократить спрос на ископаемое топливо более чем на дюжину или около того процентных пунктов, и даже это "достижение" возможно только в географических районах, достаточно идеальных для этого. В нескольких местах с хорошим потенциалом "зеленых технологий" была предпринята попытка заменить половину существующей традиционной генерации электроэнергии "зелеными технологиями", но решение вопросов, связанных с пропускной способностью энергосистемы, прерывистостью и передачей электроэнергии, приводит к четырехкратному росту цен на электроэнергию* (В Калифорнии рост цен ближе к трехкратному, но это потому, что Калифорния обманывает. Калифорния не поддерживает полную резервную систему ископаемого топлива, а вместо этого импортирует энергию, полученную из ископаемого топлива, из соседних штатов. В акте бухгалтерского сутяжничества Калифорния называет такой импорт нулевым углеродом, потому что углерод был произведен по другую сторону границы штата. Закатывайте глаза).

Тем не менее, существует дополнительная технология, которая, возможно - акцент на слове "возможно" - сможет выровнять эти вещи: батареи. Идея заключается в том, что вырабатываемая "зелеными" технологиями энергия может храниться в аккумуляторах до тех пор, пока она не понадобится. Прерывистость? Диспетчеризация? Несоответствие спроса и предложения? Все решено! В некоторых случаях можно сократить даже расстояния передачи электроэнергии.

К сожалению, то, что прекрасно работает в теории, на практике сталкивается с рядом проблем. Первая - это цепочки поставок. Как добыча нефти сосредоточена, так и основное сырье для лучших на сегодняшний день аккумуляторов - литий. И так же, как нефть необходимо перерабатывать в пригодные для использования продукты, сырой литий необходимо перерабатывать в концентрат, очищать до металлов, а затем собирать в батареи. Сегодняшние цепочки поставок лития требуют беспрепятственного доступа к Австралии, Чили, Китаю и Японии. Это немного проще, чем с нефтью, но не намного. Если что-то случится с Восточной Азией в целом - а со всей Восточной Азией должно произойти очень многое - основную часть системы создания добавленной стоимости для батарей придется перестраивать в другом месте. Это потребует времени. И денег. Очень много. Особенно если целью является масштабное применение технологии литиевых батарей.

Этот масштаб - вторая проблема. Литиевые батареи дороги. Они являются вторым или третьим по стоимости компонентом среднего смартфона, и это при том, что батарея хранит всего несколько ватт-часов. Они составляют более трех четвертей стоимости и веса большинства электромобилей, а это батарея, которая хранит всего несколько киловатт-часов.

Батареи для городских сетей требуют мегаватт-суток. Для достижения значимого уровня накопления электроэнергии с помощью "зеленых технологий" потребуются системы батарей на уровне сети, способные хранить энергию в течение как минимум четырех часов, чтобы покрыть большую часть этого ежедневного периода высокого спроса. Если предположить, что технологические усовершенствования в мире батарей, которые происходили с 1990 года, продолжатся и в 2026 году, то стоимость четырехчасовой литиевой системы хранения энергии в сети составит около 240 долларов за мегаватт-час мощности, что в шесть раз превышает стоимость стандартной парогазовой установки, которая в настоящее время является самым распространенным электрогенерирующим оборудованием в США. Важное замечание: эта цифра 6x не включает стоимость генерирующего актива, который фактически заряжает батарею, а также стоимость передаточного актива для доставки электроэнергии к батарее.

По состоянию на 2021 год в США было 1100 гигаватт установленных электрогенерирующих мощностей, но только 23,2 гигаватта накопителей электроэнергии. Примерно 70 процентов из этих 23,2 гигаватт - это так называемое "насосное хранилище", то есть использование избыточной генерируемой энергии для перекачки воды вверх по склону и последующего спуска воды по водотоку для питания генератора по мере необходимости. Большая часть остальных 30 процентов - это своего рода хранилища, расположенные в домах людей. Лишь 0,73 гигаватта хранилищ фактически находятся в виде батарей. Американский штат, который наиболее привержен идеологии "зеленого" будущего, - это Калифорния. В целом в штате имеется достаточное количество накопителей - не батарей, а именно накопителей - для получения электроэнергии в течение одной минуты. Лос-Анджелес, американский мегаполис с самым агрессивным планом по установке сетевых накопителей, не планирует достигать часового запаса энергии до 2045 года.

Помните, что речь идет об одном часе хранения для нынешней системы электроснабжения Лос-Анджелеса, а не об удвоении, которое потребуется для осуществления мечты о всеобщем внедрении электротяги для легковых машин и легких грузовиков.

Да и эти волшебные четыре часа не будут чем-то большим, чем первый шаг на долгом и извилистом пути. Настоящий переход к углеродно-нейтральной энергосистеме потребует способности сохранять на пике не часы, а месяцы электроэнергии для сезонов, когда не так ветрено или солнечно. Мы не знаем всего о мире энергии, но мы точно знаем, что на всей планете не хватит литиевой руды, чтобы позволить такой богатой стране, как Соединенные Штаты, достичь такой цели, не говоря уже о всем мире в целом * (Означает ли это, что сетевое хранение как концепция является глупой? Нет. Я говорю о другом. В настоящее время большинство энергокомпаний поддерживают вторичный парк генерирующих активов, которые включаются только для пиковых потребностей в отоплении и/или охлаждении несколько дней в году. Это дорогие пресс-папье. Установка накопителей на один час не только позволяет вывести из эксплуатации многие из этих электростанций-пикеров, но такие накопители могут использоваться каждый день для снижения обычного дневного пикового спроса. В зависимости от местоположения и погоды, это снижает потребление топлива на 4-8 процентов. Примените это в масштабах всей страны, и, хотя вы определенно не достигнете нулевого уровня, вы все равно будете говорить о большом количестве энергии).

В-восьмых, существует мало обсуждаемый финансовый вопрос, который вскоре может сделать всю эту дискуссию спорной.
В местах с хорошими солнечными или ветровыми ресурсами большинство текущих оценок цен показывают, что совокупные затраты на топливо, обслуживание и установку "зеленых" технологий по сравнению с традиционными более или менее равны. С финансовой точки зрения, основное различие заключается в том, когда нужно вкладывать капитал. Примерно пятая часть общих затрат за весь срок службы традиционной электростанции расходуется на приобретение земли и строительство объекта, а остальная часть в течение десятилетий расходуется на закупку топлива и обслуживание объекта. В отличие от этого, в "зеленых" технологиях почти все затраты осуществляются на начальном этапе, а в случае с наземными ветряными турбинами - на две трети. В конце концов, затраты на топливо равны нулю.

В богатом капиталом мире позднего Порядка это сноска, причем не особенно важная. Нет ничего плохого в том, чтобы финансировать счета за электроэнергию на двадцать пять лет вперед, когда капитал дешев. Но в бедном капиталом мире после Порядка это вполне может стать всем. Если инвестиционный капитал станет труднее найти или стоимость заимствований возрастет, все такие предварительные инвестиции превратятся из легкой операции в неудовлетворительно рискованную и дорогую. В таком мире гораздо более низкие затраты на установку традиционных систем имеют гораздо больший смысл.

Гринтек в его нынешней форме просто недостаточно развит и дешев, чтобы сдвинуть с мертвой точки большинство людей в большинстве мест. Он в основном ограничен развитыми странами с богатыми запасами капитала, которые по стечению обстоятельств имеют крупные населенные пункты, расположенные довольно близко к солнечным или ветреным местам. Юго-западная часть Соединенных Штатов выглядит великолепно, как и Великие равнины Америки, Австралия и побережье Северного моря.

Почти все остальные регионы будут по-прежнему зависеть от более традиционных видов топлива для удовлетворения подавляющего большинства своих энергетических потребностей. Это гораздо хуже, чем кажется с точки зрения выбросов парниковых газов, потому что подавляющее большинство этих регионов не смогут сохранить доступ к нефти и природному газу, продаваемым на международном рынке. Если они не смогут получать нефть или природный газ, а их географическое положение не позволяет в достаточной степени использовать солнечную и ветровую энергию, им придется принять простое решение. Вариант А - обойтись без продуктов, которые позволяли человечеству развиваться последние два столетия, потерпеть катастрофическое сокращение доступа к продуктам и производства продовольствия, что вызовет массовый сдвиг в сторону понижения уровня жизни и численности населения. Остаться без электричества. Деиндустриализироваться. Децивилизироваться.

Или - вариант Б - использовать единственный источник топлива, который есть почти во всех странах: уголь. Многие особенно невезучие люди будут вынуждены использовать бурый уголь - топливо, которое едва ли может считаться углем, обычно на одну пятую часть состоит из воды и является наименее эффективным и самым грязным топливом, используемым сегодня. Германия уже сегодня использует бурый уголь в качестве основного топлива для выработки электроэнергии, потому что "зеленые технологии" так ужасно неприменимы к немецкой географии, и все же немцы - по экологическим причинам - закрыли большинство других вариантов выработки электроэнергии* (Немцы: не так умны, как вы думаете).

Как планета, мы вполне способны пережить широкомасштабный экономический коллапс и одновременно значительно увеличить выбросы углекислого газа.

Топливо будущего

Мы приближаемся к миру, в котором поставки энергоносителей как из Персидского залива, так и из приграничных районов бывшего Советского Союза будут находиться в крайне напряженной стратегической обстановке. Даже если ни одна из проблем в этих регионах не выльется в официальную войну, их нестабильность и отсутствие безопасности практически гарантирует, что добыча и потоки нефти и природного газа будут прерваны на годы. Или, что более вероятно, на десятилетия. Это ещё с предположением, что будут отсутствовать стратегическая конкуренция в Восточной Азии и пиратские государства или иные государства у берегов Юго-Восточной Азии или Африки. Дни надежных и недорогих поставок нефти подходят к бесславному концу.

Это будет хуже, чем кажется, и не только на высоком уровне, типа "это случится с той страной", но и в личном плане.
В период между вступлением Китая в глобальную систему и окончанием холодной войны общий мировой спрос на нефть удвоился с 1980 года - в основном благодаря новым игрокам, начавшим свой путь по дорогам индустриализации и урбанизации. Современный, индустриальный, городской образ жизни большей части человечества требует нефти, а поскольку американцы потеряли интерес, этой нефти не будет. Транспортные связи сократятся, что скажется на всем - от слаженности производственных цепочек поставок до распределения продуктов питания. Многие системы электроснабжения выйдут из строя из-за отсутствия топлива. Физическая концентрация урбанизации - то, что позволяет нам жить с относительно низким углеродным воздействием и высокой добавленной стоимостью - просто невозможна без достаточного количества энергии. Конец глобализации может предвещать конец мира, который мы знаем, но конец глобальной энергетики предвещает конец жизни, которую мы знаем.

С наибольшей нехваткой энергии сталкиваются те крупные потребители, которые находятся в самом конце этих уязвимых линий поставок: Северо-Восточная Азия и Центральная Европа, а Германия, Корея и Китай подвергаются наибольшей угрозе, поскольку ни у кого из них нет поблизости источников нефти или природного газа, а также военного потенциала для того, чтобы отправиться на защиту чужих источников. Будут проблемы и с электроэнергией. Все три страны используют ядерную энергетику, природный газ и уголь для удовлетворения подавляющего большинства своих потребностей в электроэнергии, и все это на основе импортируемого топлива. Из них Китай, безусловно, наиболее уязвим. Три десятилетия роста привели к перенапряжению системы электроснабжения страны; у страны нет резервных мощностей - она работает на полную мощность независимо от потребляемого топлива, поэтому любая нехватка топлива приведет, как минимум, к масштабным отключениям. Это уже произошло. В конце 2021 года, когда Китай боролся с двойным воздействием COVID и более строгих экологических правил, регионы, на которые приходится одна треть ВВП страны, столкнулись с отключениями и нормированием электроэнергии.

В странах с большими средствами картина более радужная, но проблем по-прежнему много. Такие страны, как Великобритания, Франция, Япония и Индия, обладают военным потенциалом и географическим положением, которые позволят им самостоятельно добывать ресурсы, но все они столкнутся с ценовой конъюнктурой ужасающих масштабов. Их решение очевидно: установить неоимперский контроль над системой снабжения, чтобы держать все поставки внутри страны и избавиться от вульгарных превратностей глобального ценообразования, которое является одновременно оскорбительно дорогим и неустойчиво безумным. Это прекрасно для этих новых протоимперий, но такие действия приведут к изъятию еще большего количества нефти из остальной системы.

Ирония заключается в том, что США - одна из немногих стран, которые не только не столкнутся с затяжным энергетическим кризисом, но и могут попытаться заменить нефть и природный газ в широких масштабах. Это развитая страна, расположенная ближе всего к экватору, что дает ей вторые в мире возможности для массового использования солнечной энергии (Австралия находится на первом месте с большим отрывом). На Великих равнинах есть огромные площади продуваемых ветрами земель, что дает ей лучшие в мире ветровые ресурсы. У американцев даже есть козырь в рукаве с точки зрения их спроса на нефть: Одним из побочных продуктов большинства сланцевых скважин является постоянный приток природного газа. Американцы, и практически только американцы, могут использовать этот природный газ вместо нефти в своих нефтехимических системах. Добавьте сюда относительно стабильную и надежную структуру капитала и безопасный доступ к литиевым месторождениям в Австралии и Чили, и американцы могут даже попытаться внедрить аккумуляторные системы и электромобили с нынешними технологиями, если захотят.

По всем темам, которые мы рассматривали до сих пор - транспорт, финансы и энергетика - Соединенные Штаты являются счастливой страной. Это везение имеет глубокие географические корни, что означает, что его можно применить и к другим ситуациям. Если вы думаете, что американцам везет в этих первых трех темах, подождите, пока вы не увидите влияние американского везения на следующие три.