Уголь вместо нефти и газа. Никакого иного выхода ученые пока не видят.
Советский Союз уже сделал из этого вполне определенный вывод: «Использование нефти и горючих газов для расширения производства электроэнергии в перспективе не намечается», — читаем мы в одной обзорной работе, посвященной проблемам энергетики.
Однако электроэнергия — это еще мало. Две трети энергии, расходуемой и у нас и во всем мире, — не электричество, а обыкновенное тепло. Сто, пятьсот, тысяча, полторы тысячи градусов… Отопление домов, работа химических реакторов, металлургических агрегатов, двигателей внутреннего сгорания — нигде не обойтись без тепла сгоревшего топлива. Триста пятьдесят миллионов автомобилей, сотни тысяч локомотивов, теплоходов, самолетов требуют не электричества, а горючего. Горючего традиционного. И его надо дать, если мы хотим развивать экономический механизм. (Правда, уже замелькали сообщения об автомобильном двигателе на угольной пыли, о строительстве первых двух океанских пароходов на угле, о проекте паровоза, также сжигающего угольную пыль, — решения интересные, наверняка перспективные, но отнюдь не позволяющие выкинуть на свалку транспорт, который накопился за прошедшие десятилетия.) Поэтому с углем связана еще одна надежда: он должен стать источником бензина, а затем горючего газа. Давать их столько, сколько нужно, а не капельками с экспериментальных установок.
Сделать из твердого жидкое непросто. В нефти гораздо больше водорода, чем в угле, а кислорода раз в двадцать меньше. Требуется одни атомы убрать, другие ввести — разорвать прочные межатомные связи, для чего придется немало энергии взять откуда-то со стороны (в этом, собственно, и заключается причина провала попыток наладить крупномасштабное производство синтетического горючего: на него тратится энергии больше, чем заключено в полученном бензине; конечно, во время войны на такое можно пойти, но в мирное время да при наличии природного топлива экономика отворачивалась от «заманчивых» предложений). Дополнительная неприятность — зола. В угле, как ни старайся, всегда присутствуют негорючие частицы. Когда уголь превращают в жидкость, частицы золы захватывают катализатор, нужный для реакции, и его приходится все время пополнять: еще одна статья расходов. Пытаются взять дешевый катализатор, чтобы не жалко было терять, — реакция идет плохо, усложняется аппаратурное оформление установки. Покамест жидкое топливо из угля дороже нефти, даже добываемой из морских скважин.
Что все это значит? Только то, что нужны нетривиальные решения. Придумали ведь в Энергетическом институте имени Кржижановского, как ускорить в миллион раз (именно так!) терморазложение канско-ачинских углей: из этого далеко не блестящего топлива вырабатывают горючее для электростанций и доменных печей, горючее, которое, в отличие от исходного угля, выгодно возить на любое расстояние. Вырабатывают жидкую смолу, которую затем можно превратить в отличное моторное топливо. А энергию черпают не стороннюю для этого терморазложения, берут все тот же уголь. Ах, как хочется порадоваться таким достижениям, но омрачает картину мысль о том, что строится установка эта черепашьими темпами — с 1975 года все никак не войдет в строй, хотя обещали кончить дело меньше чем в пятилетку. Еще хуже, что жидкую смолу, которую будет (изобретатели упорны, а время им благоприятствует) вырабатывать агрегат, пока неясно куда девать: даже проекта завода нового синтетического топлива в 1981 году еще не было… Тут уже действуют законы не экономики, а, к сожалению, бюрократизма. И остается только надеяться, что все обостряющееся внимание общества к энергетическим проблемам стронет наконец с места застрявший воз.
Но опять-таки: даже при широком развитии подобных преобразующих уголь установок пройдет немало времени, пока они смогут дать горючее хотя бы половине тепловых электростанций, работающих на угле. А с этими станциями (позволим себе небольшое отступление от темы собственно энергетики) возникает — да она, собственно, давно уже стоит на повестке дня — проблема: что делать с золой? Только в отвалах электростанций нашей страны скопилось несколько сотен миллионов тонн этого «богатства», и ежегодно залежи возрастают еще на семьдесят миллионов. Стоит к этим горам, однако, подойти с иными мерками, и выясняется, что лежит настоящее богатство — без кавычек. Золота, правда, там нет, зато алюминия более чем достаточно. Концентрация лишь вдвое ниже, чем в природных бокситах, которые надо еще добывать, тогда как золу энергетики отдадут бесплатно, лишь бы забрали. И технология переработки имеется, она придумана (и кое-где уже, как говорится, внедрена) сотрудниками ВАМИ — того самого института, по проектам которого построены все алюминиевые заводы страны. Технология безотходная, вырабатывающая помимо алюминия портландцемент, редкий металл галлий и другие полезные продукты.
Если же взяться посерьезнее, то из тонны угольной золы можно выделить три килограмма сурьмы, семь — хрома, двадцать — цинка, два — иттрия, два — кобальта, сорок семь — германия, тридцать — свинца, двадцать два — марганца, шестнадцать — никеля, шесть — олова, тридцать пять — титана, двадцать пять — ванадия, от нескольких десятков до сотен килограммов железной руды и другие металлы! По крайней мере половина горы сложена из ценнейшего сырья, и не случайно все громче голоса тех, кто призывает превратить электростанции в металлургические комбинаты по совместительству. Конечно, дело это не простое, разделение металлов, извлечение их из окислов требует немалых энергетических затрат, — но ведь те же самые, если не большие, затраты связаны с переработкой обычных руд. Тем более что богатые залежи исчерпываются все быстрее, и металлурги вынуждены переходить ко все более бедным. Удаление золы стоит два рубля тонна. Сплошные убытки, которые могут обернуться сплошной прибылью.
С энергетикой тесно связаны и экологические проблемы Земли. Мы уже говорили о том, что КПД тепловых электростанций не превышает сорока процентов. Значит, шестьдесят калорий из ста греют воздух. Микроклимат возле мощных электростанций заметно иной. Еще серьезнее, что энергетические установки, сжигающие топливо, сжигают заодно и кислород.
Промышленность и электростанции выбрасывают в воздух двадцать пять миллиардов тонн углекислоты ежегодно. Это, правда, в сто раз меньше, чем ее содержится в атмосфере. Однако сама по себе углекислота не распадается, а уничтожающих ее лесов становится все меньше. На разбросанных по всему миру метеостанциях ученые разных стран пришли к одному и тому же выводу: за последние десятилетия концентрация углекислого газа медленно, но неуклонно растет. А как пишет член-корреспондент АН СССР Будыко, «при ежегодном росте производства энергии на 6 %, в середине XXI в. начнется быстрое повышение средней планетарной температуры… Убеждение в неизбежности такого потепления, высказанное несколько лет назад, подтвердилось в самое последнее время, когда обнаружилось, что с конца 60-х годов началось повышение средней температуры воздуха северного полушария. Возможно, что это потепление привело к увеличению частоты засух в ряде стран умеренных широт». Если не остановить насыщение атмосферы углекислотой, то к 2050 году, по расчетам Будыко, среднегодовая температура поднимется настолько, что начнется таянье полярных льдов. Достаточно будет еще семидесяти пяти лет, чтобы лед в океане полностью исчез и пришла очередь ледников Гренландии и Антарктиды. Уровень Мирового океана начнет повышаться. Если полярный лед растает полностью, горизонт морских вод поднимется на несколько десятков метров, и не только прибрежные, но и многие находящиеся в глубине материков города окажутся затопленными…
Излишне высокая концентрация углекислого газа способна нанести большой вред даже еще раньше. Тут ее действие проявится не в атмосфере, а в воде. Растворяясь в ней, углекислый газ превращается в угольную кислоту, пусть слабенькую, но тем не менее способную растворить раковины моллюсков, этих санитаров рек, морей и океанов. Высокая кислотность океанских вод может неблагоприятно подействовать на способность организмов, составляющих планктон, к размножению. Трудно даже представить, к каким последствиям приведет такой оборот дел, но ясно, что допускать этого нельзя. И кто знает, может быть, замедлившееся экономическое развитие мира в последние годы — это своеобразная неосознанная реакция человечества на возможные последствия данного способа развития цивилизации? А если это и не так — объективно приходится признать, что это замедление темпов в какой-то мере полезно: оно заставляет задуматься, изыскивать не экстенсивные, а интенсивные способы развития.
Нам с вами очень полезно задуматься над этим противопоставлением. Ибо, как отмечал академик Федоренко, в нашей стране «колоссальный по объему поток вложений в основном направляется в русло традиционной технологии производства, на создание вместо одного действующего — двух, трех предприятий того же технического уровня. Это, по существу, расширение экстенсивного клина в промышленности, в сельском хозяйстве, на транспорте и в других отраслях». И еще: «…если мы во многих случаях не достигаем возможных и необходимых рубежей прогресса техники, технологии и организации производства… то в основном потому, что отдельно планируется основное производство и отдельно — производство и внедрение новой техники, отдельно строятся цены на основную продукцию и цены на новую технику, отдельно даются кредиты на развитие производства и кредиты на новую технику, отдельно даются премии… Получается, что все то, что мы называем новым, есть довесок к тому, что называется основным. А ведь именно это новое и должно быть основным, главным, решающим».
Так вот о новом. Неизбежно наступит время, когда рост потребления горючего, добываемого или синтетического — все равно, приведет к серьезному конфликту с природой. Автомобиль, проехав тысячу километров (на это хватит недели, а то и меньше), уничтожает столько кислорода, сколько требуется человеку на год. Сто тридцать миллионов легковых машин и грузовиков США поглощают своими моторами вдвое больше кислорода, чем его производят все луга и леса страны. А ведь есть еще металлургия, химия, электроэнергетика, домашние отопительные установки и газовые плиты, потребляющие в сумме еще столько же кислорода. Америка, да и многие другие промышленные страны Запада дышат только потому, что во