Вы на самом деле хотели бы знать все об экономике? - страница 20

Таблица 1. Сравнительные плотности потоков энергии

Источник энергии

Плотность потока

кВт/кв.м.

Солнечная энергия (на поверхности Земли)

0,0002

Ископаемое топливо

10,000

Энергия ядерного распада

70,000

Термоядерный синтез (2000 г.)

70,000

Термоядерный синтез (21 век)

10^>15

Таблица 2. Стоимость энергии

Источник

Стоимость

долл/МВт час

Инвестиции

млрд.долл/ГВт

Нефть

45,7

0,94

Уголь

31,7

0,97

Газификация угля

55,7

1,67

Распад легкой воды

28,5

1,16

Реактор на быстрых нейтронах

33,9

1,43

Термоядерный синтез (2000 г.)

45,2

1,92

Солнечный коллектор

490,0

20,90

Солнечные батареи

680,0

28,90

Благодаря ископаемым топливам и «химической революции» XVIII-XIX столетий, ставшей реальностью и инициированной использованием тепловых двигателей во время индустриальной революции, человечество сделало большой шаг вперед по преодолению ограничений, связанных с солнечными источниками энергии. Однако для глобального использования человечеством ископаемые топлива имеют исторически ограниченное время жизни. Уголь это спрессованные останки растений, и по этой причине он является исчерпаемым источником. Нефть и природный газ, в отличие от угля, не являются ископаемыми окаменелостями в прямом смысле. Они образуются в естественных условиях в любой части планеты, где существуют соответствующие условия и преобладающим химическим процессом является восстановление, а не окисление. Без сомнения, сегодня глубоко в земной коре непрерывно идут процессы образования новых месторождений нефти и газа. Однако в долгосрочном плане для человечества этот источник также ограничен и исчерпаем. Эти же общие рассуждения применимы и к ядерному распаду, по крайней мере до тех пор, пока мы полагаемся на извлечение делящихся материалов из земных руд.

Управляемый термоядерный синтез снимает подобные ограничения. Водород заполняет всю Вселенную, а получение дейтерия из смеси изотопов водорода, существующих на Земле, уже решенная проблема. Кроме этого, термоядерный синтез, по сравнению с остальными, почти неограниченный источник энергии на Земле, и по мере развития технологии он станет абсолютно достаточным источником энергии для всех возможных практических целей на тысячелетия вперед. При чрезвычайно высоких плотностях потока энергии, доступных благодаря развитию управляемого термоядерного синтеза, созданный должным образом поток плазмы сверхвысокой плотности может быть использован для выработки горючего для обычных процессов слияния, к примеру для термоядерного синтеза на чистом водороде. Таким образом, по мере приближения к экономическому «прорыву» в производстве энергии на управляемых термоядерных станциях первого поколения мы подходим к грани, за которой находятся неограниченные источники «искусственной энергии».

Жить надеждами, возлагаемыми на «возобновляемые» источники энергии, как это предлагает бывшый министр энергетики США Джеймс Р.Шлезингер и многие другие из той же фракции, это чисто самоубийственная политика. Мы уже рассмотрели некоторые аспекты проблемы использования «биомассы» в качестве замены энергии атома и ископаемых источников. В случае же солнечных коллекторов или ячеек количество энергии, использованное обществом при их производстве, превышает общее количество энергии, собранное за все время работы этих устройств. Другими словами, энергетическая выгода обществу за надежду на подобные устройства является отрицательной.

Одна из основных идей, иллюстрируемая данными табл.2, это связь между эффективностью теплового источника и уровнем температуры (или его эквивалентом), при котором этот источник энергии функционирует. Эта таблица вызывает воспоминания о Сади Карно (1790-1837). Пока ученые привержены «калориметрической» теории теплоты, кажется, что самое известное утверждение Карно объясняет тот факт, что более дорогие процессы производства тепла могут соревноваться с более дешевыми, если первые работают при значительно более высоких плотностях потока энергии, чем вторые. Однако сам Карно чувствовал искусственность «калориметрической» теории и использовал ее предположения только как удобное рабочее средство во время написания трактата 1824 г. Окончательное развенчание «статистической теории теплоты» позже было проведено Риманом в его работе 1859 г. «О распространении плоских воздушных волн конечной амплитуды», являющейся одним из наиболее важных источников, использованных в методе Ларуша-Римана. Лорд Рейли (1843-1919) был одним из тех, кто подчеркивал (еще в 1890 гг.), что если работа Римана 1859 г. подтвердится, то будет опровергнута вся статистическая газовая теория. Позже работы германских ученых экспериментально подтвердили правоту Римана. Данному труду Римана в связи с вопросами внутреннего строения электрона также был обязан профессор Эрвин Шредингер (1887-1961). Таким образом, за данными из Табл.2 стоит нечто большее, чем то, что когда-либо можно было бы получить в рамках калориметрической теории теплоты.