Семь элементов, которые изменили мир

Начну с каменного угля. Его использование серьезно активизировалось в период промышленной революции и позволило человечеству встать на путь глобального экономического роста. Затем пришел черед нефти, которая в конце XIX в. выкачивалась из колодцев и затем использовалась как дешевый и чистый источник яркого освещения, позволявшего удлинять время работы и отдыха. Однако лишь после появления автомобилей нефть поистине изменила мир. Автомобиль дает человеку свободу перемещения – возможность поехать, куда он хочет, в любое время. Но, помимо этого, нефть дает энергию глобальной сети грузового и пассажирского автомобильного, морского и авиационного транспорта и обеспечивает существование современного общества. И, наконец, природный газ – наиболее летучий из всех ископаемых видов топлива, который люди тысячелетиями рассматривали как нечто бесполезное, так как использовать его было слишком трудно. Теперь же он нашел широкое применение в электроэнергетике и может быстро перемещаться из мест добычи в места потребления. В конце истории об углероде я затрону важный вопрос: являются ли уголь, нефть и газ энергоносителями, масштабное потребление которых будет иметь катастрофические последствия для человечества?

Впервые я начал осознавать колоссальные возможности углеводородов в 1950-х гг., когда ребенком жил с родителями недалеко от нефтяного месторождения Масджид-и-Сулейман в Иране. Мой отец работал в Англо-Иранской нефтяной компании (позднее British Petroleum) и часто возил меня на месторождение, на котором постоянно горели «факелы» считавшегося в то время бесполезным природного газа. Жар, шум и запах фосфора царили повсюду. В возрасте десяти лет меня взяли на участок, где находилась буровая вышка Naft Safid 20, на которой несколькими годами ранее случился пожар. Тогда на скважине произошел взрыв, разметавший куски труб на сотни метров вокруг. Обломки железа так и лежали там, где упали. Мне также запомнилось оранжевое пламя пожара над нефтяной скважиной Abvaz № 6 в 50 милях от нашего дома. Я был очарован мощью нефти. Интерес к нефтяной промышленности сохранился у меня на всю жизнь, именно он и привел меня в BP в 1966 г. Работая в компании, я занимался решением технологических и политических проблем, связанных с нефтедобычей, побывал в политически нестабильных регионах России и Колумбии. Приходилось сталкиваться с олигархами, наркобаронами и бойцами партизанских отрядов. Я видел, как в борьбе за доступ к этому ценному ресурсу и контроль над ним проявлялась жадность и злоба. Но нефть приносит и пользу: она действительно изменила жизнь в странах, в которых есть месторождения, и во всем мире.

Однако история углерода начинается за тысячелетия до того, как мы стали использовать нефть в промышленном масштабе. В 1969 г., работая на Аляске, я наблюдал природное явление, заставившее меня задуматься над самыми ранними способами использования углеводородов человеком. Наша геологоразведочная группа проводила измерения в районе Брукс Рандж Маунтинс, по которому проходит нефтепровод с месторождений Аляски. Во время грозы я наблюдал, как молния ударила туда, где имелись выходы на поверхность битуминозных пород. Это привело к возгоранию. Вполне вероятно, что именно так, наблюдая сходное явление тысячелетия назад, наши далекие предки узнали о горючести каменного угля.

Каменный уголь

Сегодня крупнейший в мире потребитель каменного угля – Китай. Первые сообщения об использовании угля в области Шень-Ян на северо-востоке Китая относятся приблизительно к 4000 г. до н. э. Первобытные люди подбирали куски мягкой черной породы (другое название – лигнит), разбросанные по поверхности земли, и после обработки использовали их для декоративных украшений, преимущественно бус и серег. Лигнит легко поддается резке и полировке, подходит для изготовления украшений и даже сегодня применяется в ювелирной промышленности. Именно лигнит дал жизнь термину «черный мрамор».

Каменный уголь – углеводород с наибольшим удельным весом. Водород присутствует в меньшей пропорции по отношению к углероду, чем в нефти или газе. Следовательно, его труднее поджечь, а во время горения он выделяет больший процент двуокиси углерода, чем каждый из этих двух углеводородов [11]. Каменный уголь существует в разных видах; чем больше водорода он содержит, тем легче его воспламенить. Первые жители Китая, вероятно, наблюдали, как молния или искра от костра поджигает его, а затем поняли, что и сами могут воспользоваться этим источником тепла и света.

В эпоху династии Хань, начиная приблизительно с 200 г. до н. э., уголь уже добывался в больших объемах как для домашних, так и для производственных нужд. Неудивительно, что впервые его ввели в обиход не где-нибудь, а в Китае: небольшие запасы топлива имеются в каждой китайской провинции, а самые крупные в мире месторождения находятся на севере Китая в провинции Шаньси.