В поисках энергии. Ресурсные войны, новые технологии и будущее энергетики

«Наши культуры — не из мифического райского сада, — добавил Хамилтон. — Они выращиваются и совершенствуются человеком». Он показал ноготь на пальце. «Вот такими были первые кукурузные початки. Мы занимаемся сельским хозяйством уже 10 000 лет. До 1946 г. мы не знали, что ДНК — генетический материал. Зеленая революция в конце 1960-х гг. положила начало применению современной биологии в целях усовершенствования растений»[704].

Многие из работающих в этой сфере применяют ноу-хау, появившиеся благодаря созданию карты генома человека. Обращаясь к таким новым направлениям, как биоинформатика и вычислительная биология, и занимаясь так называемым высокопроизводительным экспериментированием, они стремятся выделить конкретные гены и установить их функции. Цель — ускорить процесс эволюции, отбирая характеристики, которые позволят высоким травам вроде мисканта и проса прутьевидного расти на малоплодородных землях. Главная задача заключается в том, чтобы существенно увеличить количество «галлонов на акр».

Есть и другие подходы. Один из них предполагает нагрев биомассы до очень высокой температуры с целью получения синтетического газа, который, подобно тому, как уголь превращают в жидкость, можно трансформировать в жидкое топливо. Другой предполагает гидролизное разложение биомассы под давлением и при высокой температуре с целью превращения ее в этанол.

Технологии переработки сосредоточены в основном на «заменимых молекулах» или «зеленых молекулах». Их целью является превращение сахара с помощью катализаторов в углеводороды, которые по своим характеристикам и составу идентичны традиционному углеводородному топливу — бензину, дизельному топливу и авиационному керосину. При больших масштабах это будет означать появление продуктов, которые можно ввести в существующую систему топливоснабжения без изменения инфраструктуры. Пока же этанол необходимо транспортировать и хранить отдельно от бензина, поскольку он легко смешивается с малыми количествами воды, присутствующими в бензопроводах и резервуарах для хранения.

ВОДОРОСЛИ: МАЛЕНЬКИЕ ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИЕ УСТАНОВКИ

Еще одним потенциальным источником биотоплива являются водоросли, одноклеточные создания, находящиеся в самом низу пищевой цепочки и встречающиеся в океанах, озерах и прудах. Водоросли являются маленькими перерабатывающими установками: они поглощают солнечный свет и углекислый газ и выделяют кислород и биомасла. Эти масла по молекулярной структуре очень подходят для производства бензина, дизельного топлива и авиационного топлива. Водоросли теоретически очень эффективны. Они могут размножаться на почве, в прудах с солоноватой водой и в биореакторах и давать примерно втрое больше топлива на единицу площади, чем пальмовая плантация, и примерно в шесть раз больше, чем кукурузная ферма.

Одни пытаются вывести подходящий вид водорослей путем отбора, а другие пробуют использовать геном и вывести суперводоросли, которые могут оказать существенное влияние на ситуацию с энергоресурсами в мире.

Основная проблема при работе с водорослями связана с поиском наиболее продуктивных разновидностей и поддержании на неизменном уровне их популяции (что, как оказалось, непросто), причем в коммерческих масштабах.

ВОЗМОЖНОСТИ БИОТОПЛИВА

Когда же появятся на рынке целлюлозный этанол и другие современные виды биотоплива и каким будет их влияние? Эти вопросы сегодня активно обсуждаются. Одни говорят, что их появление не за горами, другие считают, что нужны серьезные исследования. Так, выходцы из Кремниевой долины, привыкшие к коротким жизненным циклам программного обеспечения и компьютеров, предсказывают такие же временные рамки и для биотоплива — от 24 до 36 месяцев. Если за базу взять сферу биотехнологий, то временной горизонт может составлять от 5 до 10 лет. Выходцы же из традиционной нефтегазовой индустрии с ее очень продолжительными циклами разработки и сложной и масштабной системой распределения ориентируются на 15–20 лет. Или же биотопливо могут потеснить другие технологии и более эффективные автомобили. Короче говоря, необходимо получить ответы на множество вопросов о технологии, цене, конкурентоспособности, масштабе и окружающей среде. Лишь после этого «углеводный человек», возможно, начнет обходить «углеводородного человека» на автодорогах мира.

Глава 34. Внутреннее сгорание

Томас Эдисон в конце XIX в. был не только самым известным американцем в мире. Его многочисленные изобретения и инновации оказались настолько значительными, что его время назвали «эпохой Эдисона». Он был отцом американской электроэнергетической индустрии. Поэтому неудивительно, что при проведении годового собрания компании Edison Illuminating Companies в августе 1896 г. в Нью-Йорке почетным гостем на банкете был сам великий изобретатель.