Цифры не лгут. 71 факт, важный для понимания всего на свете

Совокупная потребность в топливе для такого путешествия составляет приблизительно 195 ТДж, или 54 ГВт·ч. Большие дизельные двигатели (а на контейнеровозах устанавливаются одни из самых больших) имеют КПД, почти равный 50 %, и это значит, что энергия, которая реально используется на продвижение судна, составляет половину совокупной потребности в топливе, то есть 27 ГВт·ч. Чтобы удовлетворить такую потребность, большим электродвигателям с КПД 90 % понадобится около 30 ГВт·ч электричества.

Если оснастить судно лучшими из выпускаемых сегодня литий-ионных аккумуляторов (300 Вт·ч/кг), для путешествия из Азии в Европу продолжительностью один месяц без захода в порты их требуемая масса составит 100 000 тонн (для сравнения: литий-ионный аккумулятор электромобиля весит 500 кг, или 0,5 тонн). На аккумуляторы придется около 40 % грузоподъемности контейнеровоза, что экономически невыгодно, не говоря уже о трудностях, связанных с их зарядкой и обслуживанием. А даже если нам удастся повысить плотность энергии до 500 Вт·ч/кг раньше, чем мы того ожидаем, контейнеровозу грузоподъемностью 18 000 TEU потребуется почти 60 000 тонн аккумуляторов для преодоления межконтинентальных маршрутов с относительно небольшой скоростью.

Вывод очевиден. Для того чтобы построить судно с электрической силовой установкой, аккумуляторы и двигатели которого весят не больше, чем топливо (5000 тонн) и дизельный двигатель (2000 тонн) у современных контейнеровозов, нам понадобятся аккумуляторы с плотностью энергии более чем в 10 раз превышающей ту, которой обладают лучшие из современных литий-ионных батарей.

Но это чрезвычайно сложная задача: за последние 70 лет плотность энергии лучших промышленных аккумуляторов увеличилась менее чем в четыре раза.

Электричество: реальная цена

Во многих богатых странах новый век принес изменение долговременной траектории цен на электричество: они выросли не только в пересчете на текущий курс, но и с поправкой на инфляцию. Тем не менее электричество остается весьма выгодным источником энергии – разумеется, с учетом национальных особенностей, которые обусловлены не только различием источников энергии, но и непрестанным государственным регулированием.

В ретроспективе мы видим очень важную закономерность, которая объясняет вездесущность электричества в современном мире. С учетом инфляции средняя стоимость бытовой электроэнергии (в ценах 2019 г.) в США снизилась с $ 4,81 за кВт·ч в 1902 г. (когда впервые стал доступным расчет среднего показателя по стране), до 30,5 цента (1950), затем до 12,2 цента (2000), а в 2019 г. она была чуть выше – 12,7 цента за кВт·ч. Относительное снижение составило более 97 %; другими словами, за один доллар сегодня можно купить в 38 раз больше электроэнергии, чем в 1902 г. Но за этот период времени средняя (опять-таки скорректированная на инфляцию) оплата труда в промышленности увеличилась почти в шесть раз, а это означает, что для домохозяйства «синего воротничка» электричество стало в 200 раз доступнее, чем почти 120 лет назад (реальная стоимость с поправкой на доходы составляет менее 0,5 % от уровня 1902 г.).

Но мы покупаем электричество, чтобы преобразовать его в свет, кинетическую энергию или тепло, и благодаря промежуточным улучшениям эффективности его конечное использование еще выгоднее – особенно в том, что касается освещения. В 1902 г. светоотдача у лампы накаливания с танталовой нитью составляла 7 лм/Вт, а в 2019 г. у светодиода с регулируемой яркостью – 89 лм/Вт. Это значит, что один люмен электрического света в домах, которыми владеют люди из рабочего класса, теперь примерно в 2500 раз доступнее, чем в начале XX в.

Сравнение по странам позволяет выявить неожиданные различия. В США бытовая электроэнергия дешевле, чем во всех остальных богатых странах, за исключением Канады и Норвегии, стран с высокими доходами населения и существенной долей генерации гидроэлектроэнергии (59 % и 95 % соответственно). При пересчете по преобладающему курсу валют цена электроэнергии для домохозяйств в США в среднем составляет около 55 % цены в ЕС, примерно половину от цены в Японии и менее 40 % цены в Германии. Цены на электроэнергию в Индии, Мексике, Турции и Южной Африке ниже, чем в США, если пересчитывать по официальному обменному курсу, – но гораздо выше, если брать паритет покупательной способности: в Индии они в два с лишним раза выше, а в Турции – почти в три.