Нужна ли нам энергия и ее альтернативные источники?

Анализ ситуации и перспектив в энергетике невозможен без детального понимания, что на самом деле нам нужно - энергия или те результаты, которые мы достигаем, используя энергию. Есть расхожие стереотипы, которые большинством воспринимаются как данность. К таким принимаемым «по умолчанию» представлениям относится стереотип о том, что грядет энергетический кризис и нам не хватает энергии и энергоносителей. Если исходить из конечного продукта, то мы со всей очевидностью приходим к выводу - большая часть энергии, которую мы генерируем и расходуем - это следствие неэффективности ее использования или результат применения неэффективных технологий. Говоря о ближайшем будущем грядущей информационной цивилизации - можно уверенно утверждать: мера нашего прогресса будет мерой эффективности использования энергии.

Наиболее очевидные примеры сокращения потребления энергии, при одновременном увеличении производства - это известный прецедент, когда США во время энергетического кризиса в разы сократили затраты энергии на единицу конечного продукта. Но это произошло в рамках политики «экономии» и снижения потерь, без существенного изменения самих технологий производства и жизнеобеспечения.

Мы же говорим о технологиях и тенденциях, которые в корне меняют ситуацию, как с производством, так и с потреблением энергии, и одновременно всех остальных ресурсов.
Начнем с утверждения - вся сумма уже имеющихся современных достижений в областях коммуникаций и транспорта, строительства, получения материалов с новыми свойствами и нанотехнологий, технологий жизнеобеспечения и сельского хозяйства, может в ближайшем десятилетии в разы сократить потребление энергии, так же в разы, увеличив выход готовой продукции. Если к этому добавить прорывные технологии в области получения «чистой» энергии, которых становится все больше, в чем не трудно убедиться на примере гетерогенных фотоэлементов http://inventions.ru/post_1205771721.html то, скорее всего, следует прогнозировать резкое сокращение производства и потребления энергии и традиционных энергоносителей в ближайшем будущем.
Понимая, какое неприятие может вызвать этот прогноз у общественности и узких специалистов, не вполне осознающих скорость идущих сейчас преобразований, приведем более развернутую аргументацию.

Начнем с грядущего резкого - на порядки, снижения затрат на транспорт - причем не столько за счет снижения потребления топлива транспортными средствами, сколько за счет современной логистики и организации коммуникаций. Посчитайте экономию, когда нет необходимости дважды в день перемещать половину населения из пункта А в пункт Б, только для того, чтобы они там нажимали на кнопки отдавали команды или крутили баранку, поскольку все это можно нажимать, говорить или крутить не выходя из дома. То же касается и эргономики связанной с производственными циклами.

Огромную долю энергии мы тратим на производство материалов и их передел. Уже сейчас есть технологии получения качественно новых материалов с уникальными свойствами, и технологий их обработки которые в ближайшем будущем смогут практически повсеместно заменить традиционные методы и материалы. Большинство таких прорывных разработок связано с так называемыми нанотехнологиями и новыми методами преобразования веществ и их свойств - типа мономолекулярных пленок, нанотрубок или технологий «обеднения», энергетическая составляющая в которых может быть в десятки и сотни раз ниже, чем в традиционном производстве. Активно развиваются технологии 3D материализации в активных средах, когда компьютер создает предметы и детали непосредственно в объеме с последующим их использованием в качестве сырья для нового преобразования.
Значительные энергозатраты обусловлены отоплениемохлаждением жилищ и их строительством. Здесь тоже есть все необходимые материалы и технологии для революционного преобразования. Например, большая часть затрат на отопление связана с тепло потерями и отсутствием рекуперации тепловой энергии. Уже сейчас существуют все необходимые материалы и технологии строительства, позволяющие в разы снизить эту статью энергопотребления. Это не только тепловые насосы и эмплозивные холодильники, обогрев гелиоконцентраторами, но и множество частных решений, например, вакуумные оконные стекла с регулируемым коэффициентом прозрачности и малыми потерями на переизлучение. Одновременно они же являются фотоэлементами вырабатывающими электричество (уже доступны в продаже - по ценам соизмеримым с обычными фотоэлектрическими панелями).
Энергопотребление в сельском хозяйстве также вскоре снизится в разы. Производство и переработка продуктов питания в ближайшем будущем просто не может существовать в столь архаическом виде, как в силу убыточности, так и в силу климатических изменений. Невозможно окупить все энерго и трудозатраты на перевозки и переворачивание многих тысяч тонн земли, теми центнерами зерна, которые получены в результате. Вместе с тем уже существуют все необходимые технологии для энергоэффективного «безтопливного» сельхоз производства, например «сельхоз конвееры» с подводом солнечного излучения в защищенные помещения или дезинтеграторные технологии переработки. В частности, ряд таких эффективных технологий был разработан еще в 60е годы в СССР, в рамках подготовки полетов на Марс.

Можно продолжить перечисление отдельных уже существующих технических решений, которые могут быть востребованы в ближайшие годы и радикально сократят производство и потребление энергии.

Но все это только предпосылки «строительный материал», из которого строится здание будущего, не они определяют главные его очертания, и не они являются основным аргументом в пользу тезиса о грядущих радикальных переменах, включая сокращение энергопотребления.

Любой «здравомыслящий» человек относит внедрение всех подобных достижений и соответствующие перемены, на далекое будущее - трезво апеллируя к инертности социума и интересам значительных социальных групп занятых в отраслях энергообеспечения. Причем, даже при большом желании и политической воле, переделать все социальное устройство и технологии в течении десятка лет - большинству кажется полной утопией. Где взять для этого кадры, средства, инфраструктуру, системы управления и организации, которые смогут почти «мгновенно» выполнить такую глобальную задачу, если еще 2/3 человечества пашет сохой.

Но мы живем в тот исторический отрезок, когда всякий «здравый смысл», основанный на прошлом опыте, оказывается неприемлем. Только на протяжении одного поколения несколько раз сменился технологический уклад. То, что считалось далекой фантастикой для еще полных сил 50 летних в их юности, типа «кристаллов» на которые записаны целые библиотеки книг и пр., сейчас просто «флэшка»... А многое показалось бы фантастикой и самим фантастам 70-80х. Но, задумайтесь, ведь прошло всего 30 лет!

На планете даже в развитых странах одновременно сосуществуют сразу несколько цивилизаций, от архаических до виртуальных. Причем если «электронную цивилизацию», от гужевой архаики отделяют десятилетия, то IT «виртуальная» цивилизация это лишь последних 10-15 лет. Простой факт, сейчас каждые 2 часа генерируется столько информации, сколько все человечество сгенерировало от своего сотворения до 2003 года. Этот очевидный и до недавнего времени мало предсказуемый, качественный и количественный рост происходит по экспоненте и уже через несколько лет устремляется в бесконечность. Любой специалист знает, что это означает качественный скачек в состоянии системы. И сейчас уже можно достаточно уверено говорить, в чем будет эта трансформация. Она будет в качественно новом уровне коммуникации и организации коллективной деятельности людей. Объединенный информационно, в своеобразные социальные сети, социум приобретает совершенно уникальные возможности. Например уже сейчас, для того чтобы какой ни будь сложнейший новый продукт, типа «айфона» распространился на весь мир, требуется не больше года. А ведь он технологически много сложнее, чем многое из перечисленного как условие для снижения энергопотребления. Сложилась уникальная ситуация, когда на массовое тиражирование продукта или технологии практически в любом количестве, требуется меньше времени и затрат, чем на его первоначальную разработку. И здесь прошу обратить внимание, что все технологии, которые обеспечат новый уровень организации производств и энергосбережения, уже созданы и требуется только их тиражирование и социальная адаптация. Тиражирование как уже сказано не представляет проблемы, а учитывая лавинообразное развитие социальных сетей, очень скоро не будет проблемой и социальная адаптация, т.е. «внедрение». Найдется кому, почему и за счет чего это сделать, включая все необходимые средства и инфраструктуры. Грядет весьма любопытная ситуация, когда большая часть людей, не принадлежащая к IT цивилизации, будет с удивлением наблюдать, как «чудесным» образом в «одночасье» начнет происходить смена технологических укладов и произойдут мощные упорядоченные социальные процессы.

Есть еще один фактор, который делает этот сценарий безальтернативным. Это системный кризис, простирающийся от геофизики до экологии, от климата, до генетики, от сельхоз производства до финансовых институтов. Поэтому глобальные и радикальные перемены назрели и технически и исторически.

Мы движемся от энергетической цивилизации количественного роста - 19-20 века к информационной цивилизации качественного роста - 21 века.