15.12.2021
Как же нам выбраться из парника? Варианты спасения мировой экологии
На дворе 12 декабря 2015 года, Париж. На 21-й Рамочной конвенции об изменении климата (РКИК; 1992) 197 участников (193 страны-члены ООН, а также Палестина, Ниуэ, Острова Кука и ЕС) поддержали подписание соглашения. Его цель – не допустить превышения глобальной среднегодовой температуры на планете к 2100 году более чем на 2°С от доиндустриального уровня и сделать все возможное для удержания потепления в пределах 1,5°С (в настоящее время средняя температура на 0,75°С выше, чем среднегодовые показатели в 1850-1900 годы) [5].
Действительно, человек с каждым годом хочет жить во все более комфортных домах, ездить на более быстрых и удобных автомобилях. Но можно ли приравнять физические потребности к биологическим, ведь наступит день, когда придется выбирать: хочешь ты сидеть в мягком кресле или дышать чистым воздухом, загорать на Мальдивах или прятаться от невыносимой жары в северных широтах.
На 2010 год выброс СО2 (углекислого газа) и пыли в атмосферу вырос до невероятных показателей: более 20 миллиардов тонн в год. В 2019 – около 43 миллиардов т/г, а в 2021 уже примерно 56,7 миллиардов тонн, и эта цифра продолжает расти. Но грязный воздух – это еще полбеды. Из-за огромного количества выброса СО2 в атмосферу озоновый слой Земли начинает плотнеть изнутри, создавая парниковый эффект. Если раньше солнечные лучи, доходя до земной поверхности, на 50% задерживались, а остальные улетали в космос, то сейчас от половины лучей вырываются в космос только 1/2 от этого количества, остальная часть отражается от плотной корки слоя и возвращается назад. Несложно посчитать, что тем самым наша планета перегревается на четверть от положенной ей температуры, которая формировалась веками. Хотя многие могут воскликнуть, что это не такая уж и большая проблема, ведь система теплорегуляции планеты (ручьи, подводные воды) охлаждают земную поверхность и переносят тепло в моря. Да, но не стоит забывать, что мировой океан тоже имеет собственную температуру, к которой его обитатели приспосабливались не одно столетие. Если температура воды на Земле повысится всего на градус, то вымрет огромное количество кораллов, рыб и прочей живности. В связи с этим рухнет рыболовецкая и прочая морская промышленность, и мы, действительно, потеряем практически все блага океана. Однако самая большая проблема – это таяние ледников. Ведь если уровень мирового океана поднимется всего на метр, то под воду уйдут Сейшелы, Петербург, Гавайи и другие близлежащие к воде участки суши [4].
На данный момент самое большое влияние на формирование «парникового эффекта» оказывают электростанции, работающие на ДВС (двигатель внутреннего сгорания), около 46%. Следом идет транспорт, стоит уточнить – частный транспорт – 23%, после следует промышленность – 19% и прочее (жилищно-бытовые условия и сельхоз) – по несколько процентов [4].
Автомобили, которых десятки миллионов в каждой стране, выбрасывают целую тучу углекислого газа ежедневно, укрепляя озоновый слой и усиливая парниковый эффект. Однако, к счастью, выход есть. Наше спасение – электромобили, которые имеют большое количество преимуществ перед ТС (транспортное средство) с ДВС.
На сегодняшний день мир понемногу отказывается от двигателей внутреннего сгорания. К 2035 году Китай и Япония полностью прекратят выпускать «грязные» автомобили; Франция с 2040; Нидерланды, Дания, Исландия, Швеция и Словения с 2030; а в Норвегии продажа электрокаров уже обогнала продажу бензиновых. Власти обещают, что к 2025 году в стране не должно остаться авто на ископаемом топливе. В Америке дела обстоят сложнее: в Калифорнии – месте, где царствуют лесные пожары, засушливые месяцы лета ежегодно, обещают перейти к 2035 году. А в Мичигане и Арканзасе, холодных регионах, с автомобилистов на электрокарах берут дополнительные сборы, ведь такого рода автомобиль не безопасен при низких температурах, так как почти вся электроника выходит из строя [4].
Россия собирается перейти на электромобили к 2035 году[2]. Однако в Москве и Петербурге для владельцев электрических автомобилей парковка и подзарядка уже бесплатные. Также они освобождены от транспортного налога. Власти стараются ввести все больше льгот, тем самым стимулируя граждан приобретать экологически чистые авто. Но за 2 тысячи километров от Москвы в восточном направлении нельзя найти ни одной электро-заправки, а про качество дорожного покрытия и разметку я вообще молчу. Потому что помимо «чистоты», электрокары славятся беспилотным управлением. Эта система работает ориентируясь именно на разметку, с которой дела обстоят туго.
Но, как и у всего, у электрических авто есть противники, которые стараются доказать миру, что электрокары еще сильнее вредят экологии, чем стандартные автомобили.
Препятствие №1: человечеству не хватит сырья. Электромобили невозможно представить без аккумуляторов. Именно они накапливают в себе электричество, а за циклы зарядки/разрядки отвечает химическая реакция, возникающая в результате взаимодействия нескольких химических элементов. Самые распространённые: литий, кобальт, марганец и неодим. Без них не собрать батарею, а значит и электромобиль. На какой срок человечеству хватит этих элементов? На этот вопрос постарался ответить руководитель департамента геологии в лондонском музее естественной истории Ричард Херрингтон: «Литий называют новой нефтью. Уже сейчас его стоимость формирует 12% цены целого аккумулятора, а 14% всего добываемого лития достаётся электромобилям. К 2025 году эта доля вырастет до 40%. И литий не одинок: спрос на кобальт и редкоземельные металлы взлетел до небес». Вдобавок для полного перехода на электромобили, например, Великобритании потребуется половина всей меди, добываемой на Земле за год. И всё это для нужд одной не самой крупной страны, где ездят лишь 31,5 млн. автомобилей. Тем временем количество машин во всём мире перевалило за миллиард, а доля электромобилей не превышает 1%. Если же брать электрокары вместе с гибридами и прочими машинами на альтернативных источниках энергии (скажем, на водороде, о котором речь пойдет немного позже), то их распространённость окажется в пределах 5%, подсчитал сервис Statista [1].
Но зачем нам нужны аккумуляторы? Почти на каждом электрокаре будут установлены солнечные панели. Перемещаясь, автомобиль сможет работать без аккумулятора. Это можно сравнить с работой любого бытового устройства, ведь для функционирования холодильника или микроволновой печи не нужна батарея. Если же будет пасмурный день – это не проблема. Современные солнечные батареи вырабатывают электричество даже ночью, но в меньшем объеме, около 60%. Но так же есть и исключительно ночные панели, которые производят 100% энергии ночью, так же, как дневные в солнечное время суток. Однако иногда, в марках, где стоят обыкновенные батареи (день – 100%, ночь 50 – 60%) [6], водителю придется немного ограничить себя. Например, не слушать радио в дороге или опускать стекло ручкой, а не нажатием кнопки. Но согласитесь, лучше ехать в тишине пару десятков минут, чем потом всю жизнь дышать через противогаз. Конечно, подобный вид транспорта более удобен для южных городов, ведь там не бывает снега и погода практически всегда солнечная и теплая. Это очень важно, потому что электроника не любит холод, но это лишь на сегодняшний день.
Препятствие №2: целые государства будут сопротивляться. Самый близкий пример — Россия. Как экспортёру нефти и газа, стране невыгоден массовый отказ от бензина. В качестве экологичной альтернативы дизелям и бензину государственная корпорация «Газпром» начала продвигать природный газ — метан. Причём во избежание негативных ассоциаций компания прицельно не называет его метаном: вместо этого маркетологи придумали бренд EcoGas.
Преимущества у метана действительно есть: например, автомобили на природном газе дешевле содержать за счёт низкой стоимости топлива. И в плане выбросов вредных веществ метан оказывается безопаснее бензина, но все же имеет «грязные отходы». Если «Газпром» сумеет сделать природный газ востребованным, то госкомпания — а вместе с ней и российский бюджет — получат прямую финансовую выгоду.
Препятствие №3: отказ от машин с ДВС спровоцирует рост цен и нехватку электричества. Согласно исследованию BloombergNEF, повсеместное распространение электромобилей приведёт к росту электропотребления по всему миру на 6,8% уже к 2040 году. Судя по другим исследованиям, в BloombergNEF дали консервативный прогноз, который подразумевает не слишком быстрый переход на электротягу. Профессор Херрингтон из лондонского Музея естественной истории подсчитал, что электрификация всех легковых машин в Великобритании к 2050 году повысит электропотребление в стране на 20%. А если учитывать электромобили, то и еще больше [1].
Но самая большая проблема упирается в бизнес. Миллионы брошенных автомобилей с ДВС будут гнить на свалках и занимать пространство, а главное, не будут приносить доход. Крупные нефтяные компании не допустят такого исхода события. Их основной клиент – автолюбители, которые ежедневно заливают миллионы тонн горючего в баки автомобилей. Поэтому возможен следующий вариант развития. Большинство поддержанных авто начнут перегоняться в страны третьего мира и продаваться за небольшую цену, чтобы хоть как-то покрыть убытки, нанесенные электрокарами. Однако возникает резонный вопрос. Как мы избавимся от выбросов, если проблема никуда не денется, а просто поменяет место дислокации[4]?
Как ни странно, на это тоже есть вполне исчерпывающий ответ. Ели во всем мире прекратить изготовление автомобилей, загрязняющих природу, то и детали на них так же остановятся в производстве. Следовательно, лет через 10 износятся последние «грязные» автомобили, и люди будут вынуждены пересесть на экологически чистые. Кандидат экономических наук и директор информационно-аналитического центра «Новая энергетика» Владимир Сидорович в одном из интервью сказал: «В 2050 вы сможете встретить человека, который управляет автомобилем с двигателем внутреннего сгорания, как сегодня вы можете увидеть человека, который ездит на лошади» [4].
Все бы ничего, но один электрокар в среднем стоит около 25тыс долларов [8]. Не дешево, правда? В тех же странах 3-го мира люди не смогут позволить себе подобную роскошь. Да и в России среднестатистический гражданин не раскошелится на столь затратное удовольствие. Но, как ни странно, в этом и смысл. Если люди не смогут покупать автомобили в больших количествах, то тем самым человечество избавится от еще одной проблемы – пробки. Богатые страны «убьют двух зайцев», отменив автомобили на ДВС. Но что делать бедным государствам?
Пока небогатая страна не перешла на «чистую» энергию, она не производит и большого количества загрязнения. Но как только она начинает свое развитие, то становится богаче, выбрасывая все больше СО2 в атмосферу. А раз она стала богаче, то может себе позволить «зеленые» средства существования, комментирует экономист Андрей Мовчан [4].
Хорошо, если все будет идти согласно плану, то к 2050 году человечество избавится от 23% выброса СО2 и пыли в атмосферу. Но что делать с еще более страшной цифрой в 46%? Чтобы решить данную проблему, нужно обратиться к возобновляемым источникам энергии. Из названия уже понятно, что это ресурс, который нельзя посчитать или вычислить, ведь он постоянно восстанавливается. Если говорить грубым языком, то можно сказать, что этот источник бесконечен.
Активнее всего сейчас применяются все те же солнечные батареи, о которых мы упоминали ранее. Если рассматривать в масштабах страны, а не отдельной промышленности (как мы говорили про машиностроение), то на лицо совершенно другие проблемы.
Данная услуга довольно дорогая. Чтобы снабдить электричеством частный дом в России, житель тратит зимой в месяц от 3 до 5 тысяч рублей (летом еще меньше). Но при этом огромная электростанция за эту цену, но уже от каждого дома/квартиры, снабжает энергией тысячи таких же домов, хотя выбрасывает колоссальное количество вредных веществ. Если брать закупку солнечных батарей, то для обслуживания все того же дома его владелец обязан будет выделить около 600 тысяч рублей [4], в зависимости от величины дома и количества электроприборов. Но зачем? Какой смысл переплачивать? Ведь я должен жить 20 лет, чтобы только окупить неимоверные затраты. Так рассуждает каждый здравомыслящий человек. Но не стоит торопить события.
Во-первых, солнечные батареи будут устанавливаться не у одного человека, а масштабно, если примут подобный закон на замену углеродных энергоисточников, поэтому цена упадет в разы.
Во-вторых, данная опция есть не что иное, как удобство. Ведь при покупке автомобиля или жилого дома вы не думаете, через сколько лет он окупится. Да и если в поселке или в районе отключили свет, вы – спокойно будете жить, не завися от окружающих вас ситуаций.
И в третьих – если ваша система солнечных батарей вырабатывает избыточную энергию, вы не обязаны тратиться на вместительные аккумуляторы и заставлять ими весь двор, чтобы где-то хранить излишки. Можно подсоединить отвод к соседу или государственной сети, тем самым получая прибыль от того, что сегодня более солнечный день, чем вчера [4].
Тем более, что в скором времени целые города будут «питаться» от солнечных батарей. Герхард Нис, физик частиц из Германии, проделал простые расчеты и выяснил, что за шесть часов мировые пустыни получают больше солнечной энергии, чем весь человеческий род потребляет за год. Энергетические потребности мира можно удовлетворить, покрыв всего 1,2% пустыни Сахары солнечными батареями. План состоял в том, чтобы разместить панели в Сахаре, которые будут обеспечивать большую часть мощностей на Ближнем Востоке и в Северной Африке, а также обеспечат экспорт энергии на 60 миллиардов долларов, которая удовлетворит 15% потребности в электроэнергии Европы. Между тем, европейцы —импортируя энергию пустыни — могли бы сэкономить до 30 евро за МВт/ч на счетах за электроэнергию. Все победят в конечном счете.
Проект Desertec начал развиваться в 2009 году и вскоре обзавелся рядом отраслевых партнеров, включая EON, Deutsche Bank и Siemens. Их инвестиции были необходимы, поскольку проект оценивался в 400 миллиардов евро, и хотя через несколько лет работы он уже окупал бы сам себя. Однако работы застопорились, и к 2014 году из семнадцати первоначальных партнеров отрасли осталось только три. После чего проект и вовсе закрылся [3]. Но в 2019 году поползли слухи, что Илон Маск хочет продолжить Desertec. Кто знает? Но в одном можно удостовериться на 100%, слухи на пустом месте не возникают. На сегодняшний день у человечества нет технологий быстро и эффективно, не теряя энергию, передавать её на большие расстояния, да и емкостей для хранения такого объема нет, но не стоит забывать, что в 2000 никто и подумать не мог, что человек способен на планы подобного масштаба
Следующий шаг – это ветряки, которые выделяют уж очень скудный процент энергии, и водородная индустрия. Россия делает большие ставки именно на второе. Анатолий Чубайс на форуме «Scienes bar hopping» (Прыжки в научном баре) рассказал следующее: «Если взять просто водород (Н2) и соединить его с кислородом (О2) то получается тепловой эффект не меньший, чем от углеводорода. Мало того, соединяя водород с кислородом у вас единственный продукт на выходе – это вода» [4]. Именно поэтому протест против возобновляемых источников энергии, вызванный опасением, что большие нефтяные компании обанкротятся или не дадут перейти на экологические источники энергии, теряет смысл. Ведь они могут закачать в трубы водород и спокойно также его продавать.
Но и это не конец. Если на выходе будет чистая вода, то здесь можно применить двигатель, который работает на чистом Н2О. В далёком 2008 году японская компания Genepax представляла на автомобильной выставке в Осаке автомобиль, работающий на воде. Своё изобретение предприимчивые японцы запатентовали в Европейском патентном ведомстве. Для того, чтобы автомобиль компании Genepax начал движение, ему нужно всего один литр воды, и один час езды обеспечен при скорости 80 км/ч. То есть из отходов одного двигателя можно питать другой, тем самым удваивая преимущество. Но через год компания странным образом разоряется и перестанет существовать. Ходу этому изобретению не дали. Наоборот, оно вызывает в определённых кругах досаду и негодование. Потому что способно негативно повлиять на способ ведения устоявшегося бизнеса владельцев компаний в энергетической отрасли [7].
К слову, на начальных этапах реализации столь грандиозного мирового проекта необходимо не упустить одну очень важную деталь. Нефтяные магнаты постараются предотвратить подобный исход событий, или, если им не удастся этого сделать, поднимут цены на нефть в несколько раз, чтобы хоть как-то сократить убытки и продержаться на рынке ближайшие годы. В подобной ситуации правительству стран необходимо предпринять какие-то меры или просто подождать несколько лет, но будет ли настолько терпелив народ? Это остается загадкой. Да и пока что возобновляемые источники энергии не так эффективны. Если брать тот же самый ветряк, пусть и самый большой из ныне существующих. За единицу времени он вырабатывает 3 ГВт энергии, при том, что электростанция – 188 ГВт. Но на 2018 поле из сотни ветряков вырабатывает 564 ГВт, а 21 января 2021 было зарегистрировано уже 1200 ГВт, но правда это показатели в среднем по миру. Хотя прогресс очевиден. И, если говорить честно, это всего лишь ветряки. Как было сказано выше – они выделяют меньше всего энергии. Если прибавить к этому числу другие «зеленые» источники энергии, то мы получим процент по миру, который выделяют «грязные» электростанции в стране, равной площади Украины или двух стран, размером с Польшу, Испанию или Германию.
Но если немного помечтать, то можно вспомнить передатчик великого физика Николы Тесла. Аппарат предусматривался для эксплуатации еще в начале прошлого столетия для обеспечения электрическим током, взятым, грубо говоря, из неоткуда, весь земной шар. Если бы столь масштабный проект все-таки реализовался, то сейчас человечество не думало бы о возобновляемых источниках энергии. Но раз подобные мыли были у физиков 20-го века, почему нынешние ученые не могут их реализовать здесь и сейчас? Я думаю, это лишь вопрос времени. Поэтому можно с уверенностью сказать, что дальше – больше. Ведь подобные инновации и перестройки делаются для одного – комфортного и безопасного существования человека на Земле.
Список использованных источников
1.Погорельский А. «Нет, мир не перейдёт на электромобили: 5 главных препятствий» [Электронный ресурс].// «auto.ru Журнал» – 08.11.2020 – URL: https://mag.auto.ru/article/whynotonlyelectro/
2.Совина М. «В России решили ограничить использование личных автомобилей» [Электронный ресурс].// «Lenta.ru» – 04.12.2021 – URL: https://lenta.ru/news/2021/12/04/auto/
3.Хель И. «Можно ли превратить пустыню Сахару в гигантскую солнечную батарею?» [Электронный ресурс].// «Hi-News.ru» – 26.02.2020 – URL: https://hi-news.ru/technology/mozhno-li-prevratit-pustynyu-saxaru-v-gigantskuyu-solnechnuyu-batareyu.html
4.Шихман И. «Глобальное потепление - фейк, заговор, происки Запада? Путин, Конюхов, Чубайс о том, что нас ждёт» [Электронный ресурс].// «А поговорить? «YouTube» – 01.12.2021 – URL: https://www.youtube.com/watch?v=ssyrxagmvNg&t=5106s
5.«Парижское соглашение по климату. Цель, структура и история документа» [Электронный ресурс].// «ТАСС» – 23.09.2019 – URL: https://tass.ru/info/6917170
6.«Солнечные панели, которые работают ночью» » [Электронный ресурс].// «REENERGO» – 03.02.2020 – URL: https://reenergo.ru/blog/solnechnye-paneli-kotorye-rabotayut-nochyu/
7.marafonec «Двигатель на воде давно создан — он запрещён! Чем заменяют подобные изобретения» ?» [Электронный ресурс].// «LIVEjournal» – 30.09.2019 – URL: https://marafonec.livejournal.com/12773289.html
8. [Электронный ресурс].// «Electronobili» URL: https://electromobili.ru/katalog/elektromobili
15.12.2021