Энергетические революции

Aug 02, 2023

Мы рады продолжить серию, в которой Гарет Вин Джонс, почетный профессор биологии растений и биологических наук Бангорского университета, рассматривает историю энергетики и задается вопросом, какие уроки она может преподать современному миру.

Гарет Вин Джонс

В первых четырех статьях я пытался объяснить фундаментальное значение (свободной) энергии для долгого пути жизни на этой планете и для относительно недавнего, но драматического подъемагомосапиенс.Свободная энергия просто означает энергию, доступную для полезной работы и выработки электроэнергии.

Многие из отдельных идей, которые я обсуждал, были поддержаны другими, но ответственность за синтез лежит на мне.

Эти идеи лежащей в основе «большой истории» могут кого-то взволновать и, будем надеяться, улучшат наше понимание, но еще более важными являются уроки, которые они могут послужить для наших нынешних кризисов, для историй, которыми мы живем, и для будущего человечества.

Революции

Очевидно, что сейчас мы переживаем как минимум одну, а вполне возможно и две одновременные энергетические революции. Первый сильно отличается от всех своих предшественников. Из-за неминуемой опасности климатической катастрофы мы вынуждены отказаться от ископаемого топлива; те самые источники, которые придали энергию нашей экономике и принесли процветание значительной части людей.

Во-вторых, человеческое технологическое предприятие и научные ноу-хау развили биоинженерию, компьютерные технологии, искусственный интеллект и робототехнику таким образом, что фундаментально изменились как отношения между энергией, мощью и сложностью, так и скорость изменений в нашем обществе.

Рекордно высокий

Если не считать нескольких стойких отрицателей, опасность катастрофического изменения климата и глобального потепления, а не какого-либо более безобидного потепления, слишком очевидна и пугает. Тем не менее, несмотря на громкие обещания и бесчисленные конференции, прогресс в сокращении выбросов основных парниковых газов (CO2, CH4, N20 и т.д.) идет прискорбно медленно.

По состоянию на последнюю неделю апреля этого (2023) года содержание CO2 в атмосфере было на рекордно высоком уровне. Хуже того, годовой прирост выбросов CO2 был самым большим за всю историю наблюдений за год, не связанный с Эль-Ниньо. Аналогичным образом, метан и закись азота находятся на рекордном уровне. На сегодняшний день мы даже не снижаем темпы роста этих опасных газов, тем более не добиваемся их снижения.

Переломные моменты

Несколько моментов заслуживают внимания. Хотя данные об атмосферных концентрациях парниковых газов и средних температурах широко публикуются, часто забывают, что большая часть дополнительного тепла (>90%) поглощается океанами, которые покрывают 70% площади мировой поверхности.

Средние температуры океана также находятся на рекордном уровне и будут влиять на глобальные погодные условия для будущих поколений. Парижское соглашение 2015 года обязало мировое сообщество ограничить повышение средней температуры атмосферы до уровня менее 2,0°C и как можно ближе к 1,5°C.

Эти цели отражали наилучшие оценки температур, которые позволили бы избежать возникновения необратимых переломных моментов, таких как таяние ледниковых щитов, выбросы метана и CO2 в результате распада тундры в Сибири и Северной Америке или потеря способности тропических лесов быть поглотителями углерода. .

Чрезвычайно разрушительный

Любая реалистичная перспектива ограничения среднего повышения до +1,5°C исчезла – за исключением серии огромных извержений вулканов или ядерной войны, которая сама по себе будет иметь огромный ущерб (будьте осторожны в своих желаниях). Даже превышение потолка +2°C сейчас кажется вероятным, но не совсем неизбежным.

Однако меня беспокоит не просто наше нежелание отказаться от ископаемого топлива или его замены возобновляемыми источниками энергии и, возможно, электрической энергией ядерного деления и синтеза. Огромной проблемой являются социальные и экологические последствия использования все большего и большего количества энергии из любого источника.

В этих статьях исследуется основная идея о том, что больше энергии приводит к увеличению работы и мощности, а также к большей сложности, что, в свою очередь, требует способности контролировать и стабилизировать каждый новый уровень сложности.