В предыдущей части мы пришли к выводу, что большая часть мира, за исключением США, застряла в состоянии «электропанка», где основой сухопутного транспорта остаются железные дороги, а не автомобили. Однако сегодняшний анализ показывает, что ситуация ещё более парадоксальна. Даже в регионах, перешедших на автотранспорт, мы наблюдаем лишь «нефтепанк» — мир, который должен был бы уже давно эволюционировать дальше. Мы отстаём от некоего «графика» прогресса, и это отставание стало весьма значительным.
Принято считать, что человечество прошло через пять технологических укладов.
Примерное описание и датировка технологических укладов. Существуют и другие их классификации.
Бросается в глаза, что определение пятого, завершающегося уклада, выглядит размытым. Если первые четыре чётко описывались формулой «основной двигатель — основной энергоноситель — основной конструктивный материал», то для пятого подобной ясности нет.
Чёткая логика прошлого и туман настоящего
Давайте вспомним:
- Первый уклад: парус — ветер/вода — дерево.
- Второй уклад: паровой двигатель — уголь — чугун.
- Третий уклад: электродвигатель (электрифицированные железные дороги) — электричество — сталь/сплавы.
- Четвёртый уклад: двигатель внутреннего сгорания — нефть — пластмассы.
А что же пятый? «Микроэлектроника — информационные технологии»? Безусловно, интернет и цифровые технологии — это прорыв. Но это прорыв лишь в одной сфере — передаче и обработке данных. Каждому предыдущему укладу соответствовал скачок во всех ключевых областях: энергетике, транспорте, материалах. Да, развивались и средства коммуникации: от ежедневной прессы к телеграфу, телефону, радио, телевидению. Интернет логично продолжает эту линию. Но где сопутствующие революции в двигателях или источниках энергии? Этот дисбаланс наблюдается во многих областях, например, в авиации: от монгольфьеров к дирижаблям, поршневой и реактивной авиации, а затем... что? Атомные ракеты? Их развитие оказалось вялым. Что-то здесь не сходится.
Мысленный эксперимент: радио в викторианскую эпоху
Представим, что радио было изобретено и запущено в массовое производство в XIX веке. Создало бы это один лишь прорыв в коммуникациях новый технологический уклад? Технически это было возможно. Общество изменилось бы кардинально: ускорилась связь с удалёнными регионами, усилилось влияние государства на массы (радио не требует грамотности), расширились возможности образования. Культурная и политическая интеграция ускорилась бы, подорвав многоязычные империи. Экономика получила бы мощный импульс. Но на фоне реальных достижений XX века — масштабной электрификации, гигантских строек — этот прогресс выглядел бы скромно и однобоко. Примерно так же мы воспринимаем и наш пятый уклад: его «периферия» (информационные технологии) есть, а мощного технологического «ядра» — нет.
Условное радио XIX века. Изображение взято из открытого источника.
Пропущенное ядро: что должно было стать основой пятого уклада?
Так что же должно было составить основу пятого технологического уклада? Очевидно, речь идёт об атомной энергии. Других кандидатов подобного масштаба в XX веке просто не появилось. Однако в нашем мире она не стала тем самым «ядром». Атомные электростанции (АЭС) лишь дополнили энергосистему, но не перевернули её. Проблема в том, что мы используем атомную энергию неправильно — не в том масштабе и не для тех целей.
Ограничения современных АЭС и упущенные возможности
Во-первых, для формирования нового уклада АЭС должны были стать основой мировой энергетики. Но у них есть фундаментальный недостаток: они являются тепловыми машинами с КПД около 30-40%. Большая часть тепла просто рассеивается. В отличие от ТЭЦ, это тепло сложно использовать для отопления городов из-за строгих норм размещения АЭС.
Во-вторых, и это ключевое, атомная энергия должна была найти применение на транспорте. Просто заряжать электромобили от АЭС — неэффективно из-за тех же потерь. Более того, для полного перевода транспорта на электричество пришлось бы увеличить генерацию на четверть, что колоссально.
Значительная доля нефти идёт на нужды транспорта. Переход на электричество потребовал бы резкого увеличения генерации.
Водород как логичное звено атомной эры
Решение лежало на поверхности: использование избыточного тепла реакторов для производства водорода с помощью термохимических циклов. Это позволило бы поднять общий КПД АЭС до 65-70%. Водород, в свою очередь, стал бы идеальным топливом для транспорта — либо в топливных элементах для электродвигателей, либо даже в адаптированных ДВС. Таким образом, «бросовое» тепло превращалось бы в полезный энергоноситель, снимая нагрузку с энергосистемы.
Термохимические циклы позволяют эффективно преобразовывать тепло в химическую энергию водорода.
Получается, что в идеальном сценарии, следуя полувековому ритму укладов, сегодня мы должны были бы рассекать на водородных автомобилях, а атомно-водородная энергетика была бы нормой.
Причина сбоя: атомофобия и дешёвая нефть
Что же помешало? Страх перед ядерной войной и радиацией — атомофобия — затормозил развитие не только военных, но и мирных атомных технологий. В частности, была отложена разработка и внедрение технологий замкнутого ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ), которые в 150 раз увеличивают эффективность использования топлива и сокращают отходы. Быстрые реакторы, пионером которых был СССР, не пошли в массовую серию. Мир удовлетворился дешёвой нефтью, и так возник «нефтепанк».
Усугубила ситуацию и задержка с полномасштабным переходом к четвёртому укладу («электропанк» в большей части мира). Если бы глобальная автомобилизация по американскому образцу состоялась везде, дефицит нефти и экологические проблемы проявились бы гораздо острее и раньше, заставив человечество искать альтернативу ДВС с гораздо большим рвением. В таком контексте идея атомно-водородного симбиоза выглядела бы неизбежной.
Альтернативная история прогресса: мир, который мы потеряли
Сегодняшние попытки перейти на водород выглядят запоздалыми и судорожными. В идеальном графике его эпоха уже должна была бы клониться к закату, уступая место шестому укладу. Развитие водородных технологий — сложная задача, особенно хранение и транспортировка. Расчёты показывают, что наиболее жизнеспособным был бы сжиженный водород. Это кажется неудобным современному человеку, но в середине XX века «высокая криогеника» была более развита и привычна (жидкий кислород в промышленности и ракетостроении, «сухой лёд»). Технологическая культура работы с экстремально низкими температурами существовала и могла быть адаптирована для водорода, стимулируя, в том числе, развитие сверхпроводимости.
Идеальная, но нереализованная последовательность
Таким образом, «правильный» путь развития XX века должен был выглядеть так:
- Бурный рост автотранспорта по всему миру.
- Массовый отказ от железных дорог («рельсовый погром»).
- Резкий рост, а затем исчерпание нефтяных ресурсов.
- Исчерпание запасов природного газа.
- Массовое внедрение реакторов на быстрых нейтронах (ЗЯТЦ) для производства водорода.
- Разработка и повсеместное использование водородных двигателей.
- Глобальное господство атомно-водородной энергетики.
Именно так должен был бы выглядеть современный мир: с продвинутой атомной энергетикой, водородным транспортом и развитыми криогенными технологиями. Вместо этого мы застряли между «нефтепанком» и «электропанком». На этом фоне мир стимпанка уже не кажется такой уж фантастикой — при определённом стечении обстоятельств и такое могло случиться. В следующей части мы рассмотрим, как именно.
См. также
Возможен ли мир стимпанка? Часть 1: мы живём в неправильном мире
Навигатор по каналу «Море Ясности»
Еще по теме здесь: Новости науки и техники.
Источник: Возможен ли мир стимпанка? Часть 2: что "сломало" наш мир?.
Метки: #стимпанк , #паропанк , #электропанк , #технологии , #наука и технологии , #наука и техника , #технологические уклады , #нефтепанк , #АЭС , #водородная энергетика