В 2003 году Департамент глобальной жизнеспособности этого монстра рынка потребительских товаров провел всеобъемлющую ревизию влияния на окружающую среду разной продукции компании. Одним из наиболее значимых открытий, сделанных в рамках этой работы, было то, что единственная категория производимых компанией товаров бытовой химии, а именно стиральный порошок, потребляет слишком много электроэнергии. Каким образом? Эта энергия тратится на нагрев воды, в которой стираются вещи. Специалисты подсчитали, что от 3 до 4 процентов всей электроэнергии, расходуемой на поддержания порядка в домах, тратится именно на эти цели.
Департамент разработок и исследований Procter & Gamble потратил годы на создание разновидности порошка Tyde, которым можно стирать белье в холодной воде. Была поставлена задача – создать состав, при помощи которого можно было бы удалять грязь столь же эффективно при низкой температуре воды. При этом нельзя было приносить в жертву ни одно из качеств, которыми обладал оригинальный порошок, и стоить новое средство должно было столько же.
Полученный продукт вышел на рынок в 2005 году. Новый порошок получил название Tyde Coldwater.
«Когда появился порошок, – сказал мне Лен, – позволяющий стирать белье в холодной воде, мы подсчитали, что хозяева домов выиграли на сокращении расходов на электроэнергию примерно столько, сколько нужно, чтобы купить месячный запас нового Тайда. Получается, теперь мы получили возможность стирать белье бесплатно».
Но весь юмор этой ситуации в том, что эти деньги не идут в карман Procter & Gamble. Порошок стоит столько же, сколько стоил раньше, и покупатели экономят деньги – но что с этого получает Procter & Gamble? Чтобы ответить на этот вопрос, следует оценить всю ситуацию.
Давайте посчитаем. Порядка трех с половиной миллиардов людей используют продукцию P&G. Работники Департамента глобальной жизнеспособности считали, что, убедив покупателей использовать порошок для стирки в холодной воде, они существенно снизят воздействие своей продукции на окружающую среду. Они были правы. Если бы все домохозяйки Соединенных Штатов начали стирать белье в холодной воде, в атмосферу выбрасывалось бы на восемь миллионов тонн СО2 в год меньше. По системе измерений, принятых в рамках Киотского протокола, это 8 процентов.
Прежде чем вывести новый продукт на отечественный рынок, корпорация запустила в Голландии кампанию, призванную разъяснить людям преимущества стирки в холодной воде. До ее начала лишь 2 процента населения страны стирало белье в холодной воде; после того как в течение восемнадцати месяцев по телевидению крутили ролик, рассказывающий о новом продукте Procter& Gamble, эта цифра выросла до 50 процентов. За тот же самый период и с теми же самыми затратами на рекламу в Великобритании процент людей, стирающих белье в холодной воде, вырос с 2–3 до 20.
Нести энергию людям
У нас проблемы с электроэнергией. «Знание – сила» – популярное выражение. Верно, но есть и другая сторона медали: чем больше знаний, тем больше тратится электроэнергии.
В конце 2008 года общий объем информации, загружаемой пользователями на Facebook каждый месяц, составлял порядка 70 террабайт. Видеофайлы, загружаемые на YouTube, «тянут» на 530 терабайт – примерно в восемь раз больше. Но даже это невероятное количество байтов, содержащихся в видеороликах, не идет ни в какое сравнение с информационными аппетитами Google, чьи серверы пропускают через себя около одного петабайта информации, то есть тысячу терабайтов или миллион гигабайтов, – и это каждые 72 минуты.
Будет ли это количество продолжать увеличиваться? Сейчас вы уже достаточно хорошо знакомы с истинными и мнимыми тенденциями, чтобы ответить на этот вопрос самостоятельно. Ответ лежит в области вертикальной прямой, которой в наше время описывается технологическое развитие, и третьего цифрового ускорителя «хранение данных», о котором мы еще не успели подробно поговорить. Замечательно в накопителях то, что цена на них постоянно снижается. А плохо то, что они потребляют все больше и больше электроэнергии.
Где же ее взять?
Вернемся к прогнозу Уильяма Джевонса, опубликованному в книге «Угольный вопрос». Большая часть промышленных двигателей внутреннего сгорания работает на продуктах нефтепереработки, уголь сохраняет позицию топлива номер один в энергетике. Сжигая его, мы получаем электроэнергию, питающую электромоторы – включая те, что установлены в компьютерах. Вне зависимости от того, скоро ли закончатся запасы угля, мы не можем продолжать сжигать его такими бешеными темпами, хотя бы по причине того, что таким образом наносим непоправимый ущерб природе.
Давайте попробуем предугадать то, что случится в недалеком будущем: мы будем потреблять еще больше электроэнергии. Следовательно, необходимо немедленно позаботиться о поиске новых, разумных путей его выработки.
Во время президентских выборов 2008 года Ти Бун Пикенс, нефтяной магнат и миллионер, превратился в яростного адепта ветроэнергетики. Он закупил большое количество эфирного времени и спонсировал широкомасштабную рекламную кампанию, и все лишь для того, чтобы снова и снова повторять: Соединенные Штаты – это Саудовская Аравия ветроэнергетики.
Но, к сожалению, есть одна проблема. Ветропарки позволяют использовать энергию, дарованную природой, и превращать ее в электричество. Но как доставить полученную энергию в города и поселки?
В этом ахиллесова пята ветроэнергетики: вопрос передачи электричества на дальние расстояния. При передаче энергии происходят чудовищных размеров потери, поэтому вырабатывать энергию в ветропарках и передавать ее в города и поселки – потеря денег и головная боль для инженеров.
Развитие ветроэнергетики произошло в результате увеличения размеров турбин и постройки ветропарков в местах, позволяющих использовать энергию ветра в полной мере. Места эти, как правило, расположены в отдаленных областях, где движению воздушных потоков не препятствуют ни здания, ни какие-либо другие крупные сооружения.
Компания Сирони Green Energy Technologies разработала решение, позволяющее не соблюдать все вышеперечисленные требования при постройке ветропарков. Вместо того чтобы строить большие ветряки, Сирони и его коллеги предлагают уменьшать их. Они также считают, что нет нужды выносить установки в незастроенные области, наоборот, следует устанавливать их там, где строений больше всего – в крупных городах.
Вместо знакомых нам похожих на традиционные ветряные мельницы энергетических установок, машущих в воздухе стройными серебристыми крыльями (и, к сожалению, время от времени разрубающих ничего не подозревающих птиц), Green Energy Technologies предложила использовать так называемые бандажированные системы, похожие по конструкции на турбины двигателей реактивных самолетов. Они представляют собой наборы лопастей, укрепленных на оси, установленной внутри похожего на трубу контейнера. Задача лопастей – увеличивать силу ветра, дующего в тот или иной момент.
Сирони и его команда нашли великолепное решение. Обычно энергия подводится к силовой установке, и она вращает турбину. Они взяли давно уже существующую схему и инвертировали принцип ее действия, заставив турбину вращать вал генератора.
Результат впечатляет: при текущих ценах на электроэнергию такой ветропарк может вырабатывать электричества примерно на 20 тысяч долларов в год.
Еще больше захватывает описание технологии, благодаря которой создание установок стало возможным.
«В конструкции предусмотрен встроенный прибор для измерения скорости и направления ветра, – рассказывает Сирони. – Вместо использования коробки передач мы оснастили установку специально написанной программой, способной следить за постоянством силы воздействия на вал генератора. Это происходит в реальном времени, и установка может подстроиться под любое отклонение в состоянии окружающей среды».
Здесь мы видим уже знакомый нам поток технологического развития № 4 – искусственный псевдоинтеллект.
«Система обладает множеством признаков искусственного псевдоинтеллекта, – рассказывает Марк, работавший раньше в IBM региональным представителем Oracle. – Работать с программируемыми логическими контроллерами вполне естественно для тех, кому приходилось заниматься автоматизацией производственных линий и других промышленных установок. Но интегрировать ПЛК в турбину пока почти никто не пробовал».
«Сделать это было невозможно еще несколько лет назад, – добавляет он. – Большей части автоматики, которую мы использовали, просто еще не было в природе».
Бандажированные системы для установки на крышах домов, предлагаемые Green Energy Technologies, являют нам превосходный пример использования нескольких принципов, влияющих на возникновение искры озарения. Установки, изобретенные Сирони, позволяют энергетической промышленности перейти через основное препятствие (строительство линий электропередачи); построены по принципу «идите от обратного»; трансформируют изобретенную уже не один век назад идею ветряной мельницы посредством использования искусственного псевдоинтеллекта.
Бандажированные системы для установки на крышах домов, предлагаемые Green Energy Technologies, являют нам превосходный пример использования нескольких принципов, влияющих на возникновение искры озарения. Установки, изобретенные Сирони, позволяют энергетической промышленности перейти через основное препятствие (строительство линий электропередачи); построены по принципу «идите от обратного»; трансформируют изобретенную уже не один век назад идею ветряной мельницы посредством использования искусственного псевдоинтеллекта.
А что, если сделать еще один шаг вперед? Установки оснащены псевдоразумом, но почему бы не сделать «умными» сами лопасти турбины? Давайте вспомним умный руль, изобретенный Дейлом Моргеном. Уже сейчас крыльчатка может поворачиваться и менять угол, чтобы обеспечить постоянство силы, воздействующей на вал генератора. Что, если разработать лопасти, способные менять не только угол относительно потока воздуха, но и форму, отвечая на изменения скорости ветра в режиме реального времени?
Сокровище, лежащее в земле
Участок земли площадью примерно 86 890 квадратных километров, известный как нефтяные пески Атабаски, расположенный в северо-восточной части канадской провинции Альберта, скрывает в своих недрах самые большие в мире запасы битума, полутвердой разновидности сырой нефти. Под землей сокрыто более двух триллионов баррелей высоковязкой тяжелой нефти. Согласно приблизительным подсчетам, объемы битума, хранящиеся в недрах месторождения Атабаска, приблизительно равны всем известным на данный момент мировым запасам обычной нефти. Иными словами, Атабаску можно считать Саудовской Аравией Североамериканского континента.
Сложность заключается в том, что пока неизвестно, как извлечь из недр это сокровище. В отличие от текучей нефти, содержащейся в бассейнах на большой глубине, запасы песочно-битумной смеси лежат на небольшой глубине. Следовательно, разработать это месторождение путем обычного бурения глубоких скважин невозможно.
Доктор Брюс Макги выступил с идеей: вместо того чтобы поднимать на поверхность песочно-битумную смесь, почему бы не оставить ее в земле и не отделить нефть от песка прямо там?
По сути, способ, позволяющий повышать нефтеотдачу, уже существует: в пласт закачивается водяной пар, разогревает битум, делая его более текучим, и образовавшуюся нефть можно выкачивать. Но у этого процесса есть существенные недостатки – и Брюс Макги снова пошел от обратного: вместо того чтобы разогревать песочно-битумную смесь до жидкого состояния, он предложил воспользоваться низкотемпературным процессом.
Процесс, изобретенный Брюсом и его компаньонами, примечателен по многим причинам. Прежде всего, добыча посредством его применения оперативна и эффективна: из обрабатываемого участка за год можно извлечь от 75 до 80 процентов нефти. Этот способ добычи обходится дешевле, чем любой другой, и, что важно, его применение позволяет извлекать из земли запасы нефти, практически не нанося вреда экологии. Расходовать воду практически не приходится, использовать другие виды топлива не нужно (подводить специальную линию электропередачи тоже нет необходимости, так как электричества нужно так мало, что можно подключиться к уже существующей сети), каустиков или других вредных веществ в почве не остается.
Согласно подсчетам, проведенным специалистами E-T Energy, при помощи применяемой компанией технологии можно растопить от 400 до 500 миллиардов баррелей нефти, содержащейся в недрах месторождения Атабаска, и извлечь на поверхность от 70 до 75 процентов от этого количества. Даже если взять цифры, соответствующие нижнему порогу (400 миллиардов баррелей и 70 процентов), получается, что из недр канадской провинции можно выкачать порядка 280 миллиардов баррелей, а это на 30 процентов больше всех нефтяных запасов Саудовской Аравии.
Камень, отвергнутый строителями
В одной из предыдущих глав я обещал подробнее разобрать проблему мировых нефтяных запасов. Одной из ее составляющих является геополитическое значение нефти. Для Соединенных Штатов и других экономически развитых стран тот факт, что наше общее будущее находится в руках небольших государств, чье процветание зиждется исключительно на стоимости нефти на мировом рынке, таких, как Ирак, Саудовская Аравия или Венесуэла, – настоящий кошмар. Подход, предложенный Брюсом Макгиллом, и другие подобные методы позволяют нам избежать решения этой проблемы и просто перешагнуть через нее.
А если нам удастся переступить через нефтяной вопрос в принципе?
Ответом Соединенных Штатов на повышение цен на нефть в последние годы стали попытки перехода на этанол, добываемый из кукурузы. Эта политика оказалась плодом колоссальной ошибки в выборе направления – классическим случаем действия, основанного на ретроспективном мышлении.
Согласно последним подсчетам, чтобы вырастить такое количество кукурузы, которого хватает, скажем, на производство 26 с половиной литров этанола, нужно затратить 38 литров другого топлива. Это значит работать в убыток, как если бы мы тратили доллар, чтобы заработать 70 центов. Продолжать действовать в этом направлении – все равно что пытаться вырабатывать топливо из риса в странах Азии: машины будут «накормлены», зато люди начнут умирать от голода.
Дэн Гаутши, специалист по рекультивации земель и глава компании SunEco, предложил другой подход: вместо того чтобы использовать одну из ценнейших сельскохозяйственных культур для производства топлива, почему бы не использовать другое растение, которое никому не нужно?
Гаутши занимается рекультивацией земель в течение двадцати лет. Когда загрязнение, вызванное промышленным сбросом воды, начинает убивать экосистему, Дэна и его компанию зовут, чтобы разобраться с этой проблемой. Основными клиентами SunEco стали компании, эксплуатирующие водоочистные сооружения, и Дэн потратил большую часть двадцати лет на борьбу с самым главным злом: с водорослями.
После двух десятилетий, проведенных в борьбе, Дэн нашел способ превратить своего заклятого врага в союзника. Оказывается, водоросли, в прямом смысле этого слова маргинальный элемент экосистемы, могут оказаться великолепным сырьем. Некоторые виды водорослей способны производить… нефть. Более того, нефть, которую они производят, относится к высококлассному сырью, которое можно использовать для производства топлива.
Впрочем, не все так просто. Допустим, ученым удастся вырастить новую монокультуру в закрытом резервуаре. Перед ними встанет задача внедрить ее в естественную среду, для того чтобы водоросли начали расти и размножаться на больших пространствах. Что может с ними произойти? Одно из двух: либо уже существующие виды, много миллионов лет боровшиеся за право доминировать над другими, уничтожат пришельцев, либо созданные искусственным путем микроорганизмы окажутся столь устойчивыми, что сами уничтожат все живое в регионе.
Дэн и его команда решили пойти от обратного: вместо того чтобы пытаться вырастить «нефтеносную» монокультуру в закрытой экосистеме, они работают над созданием естественной поликультуры. По их замыслу следует, подобрать естественное сочетание различных видов водорослей, способных вырабатывать нефть, и разводить их сразу в естественной среде – в природных водоемах, при свете солнца, луны и звезд.
Все правильно: вместо того чтобы конкурировать с пищевой отраслью и нагружать сельское хозяйство, используя кукурузу для получения этанола, благодаря методу Гаутши можно развитию сельского хозяйства способствовать.
Для выращивания водорослей не требуется земля, пригодная для ведения сельского хозяйства. Наоборот, водоросли имеют свойство произрастать там, где заниматься земледелием невозможно.
Нефть, полученная из водорослей, стоит по 30 долларов за баррель – весьма конкурентоспособная цена. Для ее производства достаточно лишь четвертой части воды, затрачиваемой для производства этанола из растительного сырья, выращенного на аналогичном по размерам участке земли.
«Камень, отвергнутый строителями, – написано в Псалтире, – становится во главу угла». Думаю, более поэтичное определение принципа «идите от обратного» найти трудно. Также трудно найти случай, в котором этот принцип был бы воплощен на практике лучше, чем в процессе добычи нефти из водорослей, придуманном Гаутши. Судите сами: его компания взяла наименее пригодный для культивации, унылый и жалкий кусок земли, вырастила на нем примитивную, «бесполезную» форму земной жизни – и получила чистую воду, свежие корма для скота и большое количество биологического топлива, нефти.
Будущее всегда побеждает
Согласно принципу «и/и» продукт, полученный после перегонки добытой посредством изобретенного Дэном Гаутши метода добычи нефти из водорослей, не заменит настоящий бензин. Эти два вида топлива будут мирно сосуществовать. Ветровые энергоустановки Сирони, процесс получения нефти из песочно-битумной смеси, изобретенный доктором Макги, и фермы Гаутши – лишь несколько пунктов из огромного списка идей, позволяющих нам обеспечить выбор между видами топлива в будущем. Что действительно интересно понять – какой из этих видов альтернативной энергетики разовьется в серьезную индустрию.