Химия человека. Как железо помогает нам дышать, калий – видеть, и другие секреты периодической таблицы - Анья Рёйне

С целью получения энергии нефть было просто добывать в 1930-е годы. Требовалось буквально только воткнуть в землю трубу – и нефть польется. Лишь сотую часть энергии добытой нефти нужно было потратить на добычу еще большего ее количества. Остаток можно было продать на рынке: он приносил прибыль нефтяным компаниям и снабжал большинство людей дешевым топливом для автомобилей – постепенно они становились доступны каждому.

На данный момент качественные месторождения мы исчерпали. Для того чтобы поддерживать производство, нам приходится оставлять примерно двадцатую часть той нефти, которую мы добываем с традиционных нефтяных месторождений, то есть тех, на которых добыча ведется без специализированных технологий. Более сложные, нетрадиционные источники, такие как сланцевый газ, нефтяные пески и месторождения, расположенные в океане на большой глубине, требуют примерно двукратных энергозатрат – или же избыток энергии окажется в два раза меньше.

Существуют ископаемые источники энергии, которые залегают так глубоко и разрабатывать их так сложно, что для выкачивания еще большего количества нефти понадобится энергия уже выкачанной – плюс еще небольшое количество. В этом случае добыча смысла не имеет. Это как если бы вы платили за хранение денег в банке. Определенно, эта энергия останется в земле навечно.

Как и в случае со всеми остальными геологическими ресурсами, сложно точно сказать, сколько еще энергии можно добыть из земной коры. Все зависит от того, насколько эффективными станут технологии и сколько мы окажемся готовы заплатить – и в виде энергии, и деньгами. Однако большинство людей сходятся во мнении, что мы уже потратили значительное количество ископаемых энергоресурсов и нефтяной век подойдет к концу в течение этого или, возможно, следующего столетия[246].

Кроме того, люди все активнее соглашаются с тем, что углерод, выпускаемый в атмосферу во время сжигания топлива из ископаемых источников энергии, меняет климат Земли. Повышение температуры, слишком редкие или частые дожди, учащающиеся экстремальные погодные явления и закисление океана приведут к серьезным последствиям и для людей, и для природных экосистем и негативно повлияют на способность природы улавливать солнечную энергию и использовать ее для поддержания состояния окружающей среды[247]. Поэтому, наверно, лучше оставить под землей как можно больше ископаемых источников энергии. Но что же мы будем делать без нефти?

Земля способна предложить нам другие источники энергии. У ряда самых тяжелых металлов, имеющихся в земной коре, атомные ядра иногда распадаются. Радиоактивные элементы появляются, когда нейтронные звезды сталкиваются друг с другом или с черными дырами[248], и теперь они лишь малая доля Земли. Тепло, выделяющееся во время распада атомных ядер, нагревает земную кору и движется к поверхности. Мы замечаем это, когда строим шахты. Чем глубже мы копаем, тем выше там температура.

Тепло земной коры вполне возможно использовать для обогрева наших домов или даже выработки электричества. Однако в большинстве мест на Земле тепловой поток слишком слабый, чтобы от него был какой-то толк. На особых территориях, например рядом с вулканами или вдоль срединно-океанических хребтов, куски земной коры отдаляются друг от друга и открывают отверстие, наполненное горячей расплавленной породой, люди могут воспользоваться геотермальной энергией[249]. Например, это относится к Исландии: страна является крупным производителем алюминия благодаря дешевому электричеству от геотермальных электростанций[250].

Причина того, что тепловой поток из земли довольно слабый, заключается в том, что радиоактивные материалы медленно высвобождают свою энергию. Однако за последние десятилетия человечество разработало методы ускорения этих процессов. Реактор атомной электростанции устроен так, что из-за распада отдельного ядра радиоактивного элемента урана находящееся рядом с ним ядро урана тоже распадется. Таким образом, реакция все множится, множится и множится. Тепло от цепных реакций можно собрать и использовать для производства электричества[251].

Атомные реакторы, которые строят и используют сегодня, используют лишь малую часть всей той энергии, имеющейся в сырье. Производство энергии на основе сегодняшних технологий атомной энергетики продолжится еще 60–140 лет – затем у нас кончится уран, а потому в долгосрочной перспективе большой разницы от этой энергии общество не почувствует[252]. В то же время радиоактивные отходы с реакторов очень-очень долгое время губительны для людей и окружающей среды, хотя их общий объем небольшой по сравнению с другими ядовитыми отходами, производимыми при добыче полезных ископаемых и производстве.

Возможно построить реакторы, использующие гораздо больше энергии из добываемых нами радиоактивных материалов. Может случиться, что благодаря новым технологиям мы проживем на ядерной энергии еще 25 000 лет. Однако разрабатываемые сегодня альтернативы предъявляют столь высокие требования к материалам, из которых строится реактор, что надежного и долгосрочного решения до сих пор нет. Кроме того, эти реакторы способны производить материалы, отлично происходящие для ядерного оружия. Таким образом, мы производим энергию для общества, а параллельно создаем условия для тотального уничтожения всего человечества в том случае, если электростанции попадут в плохие руки[253].