Энергия и цивилизация - Вацлав Смил

В некоторых странах ископаемое топливо использовалось, пусть и в сравнительно малых количествах, за столетия до того, как оно начало массово вытеснять растительное топливо и одушевленный труд. Уголь и природный газ в Китае и каменный уголь в Англии – самые известные примеры. Китайцы применяли уголь в малом промышленном масштабе во времена династии Хань (206 до н. э. – 220 н. э.); в Англии, Уэльсе и Шотландии было много мест, где уголь выходит на поверхность, добывать его легко, и этим занимались где-то со времен Рима, где-то (чаще всего) – со Средних веков.

Но, как было замечено (Nef 1932, 12), «До шестнадцатого века каменный уголь едва ли сжигали, даже в семейных очагах на кухнях, на расстояниях больших, чем миля или две от его выхода на поверхность, и даже внутри этой территории его использовали только бедняки, которые не могли купить себе дерева».

Каменный уголь был, как правило, доминирующим видом ископаемого топлива в то время, когда Европа совершала свой переход. Самое известное исключение двигало одну из самых влиятельных экономик на заре современной эпохи: на протяжении XVII и XVIII веков голландский Золотой век состоялся благодаря в основном собственному торфу. Объемы его добычи хорошо показаны исследователями (De Zeeuw 1978): оценивается, что из 175 тысяч гектаров торфяников в Нидерландах только 5 тысяч остались более или менее нетронутыми. В США и Канаде переход тоже начался с каменного угля, но в отличие от Европы, эти две страны раньше и быстрее перешли на нефть и природный газ (Smil 2010а). Схожим образом Россия оказалась одним из пионеров крупномасштабной коммерческой добычи нефти, а позже извлекла преимущество из колоссальных запасов природного газа.

Большая часть Европы снизила зависимость от растительного топлива до очень низкого уровня в XIX веке, однако оно до сих пор активно используется во многих бедных странах. Паттерн перехода часто отличается в зависимости от вида топлива, и вывести общие закономерности очень сложно. Разные виды угля, нефти, газа имеют разные свойства (см. примечание 5.1). Тепло, получаемое при их сжигании, можно использовать прямо для приготовления пищи, отопления и плавки металлов, или косвенно для энергетизации первичных движителей. Паровой двигатель стал ведущим неодушевленным первичным движителем в XIX веке. Двигатели внутреннего сгорания и паровые турбины получили коммерческое распространение в 1890-х годах. К 1950 году бензиновые и дизельные двигатели стали доминирующими первичными движителями в транспорте, а паровые турбины – в крупномасштабном производстве электричества (Smil 2005). Широкое распространение газовых турбин (стационарных для производства электричества и мобильных на реактивных самолетах и кораблях) началось только после 1960-х годов (Smil 2010а).

Недавние исследования энергетических переходов демонстрируют много общих черт в том, как происходили эти постепенные сдвиги, и позволяют определить главные факторы, ускорявшие или замедлявшие процесс (Malanima 2006; Foiquet 2010; Smil 2010а; Pearson and Foxon 2012; Wrigley 2010, 2013). Бывали такие переходы, когда длительные периоды экспериментов заканчивались пиковым ростом и завоеванием всего мира (Wilson 2012), и сравнительно ранние и быстрые переходы в случае малых потребителей энергии (Rubio and Folchi 2012). Некоторые небольшие страны перескочили фазу каменного угля, даже те, где имелись крупные его залежи, и стали зависеть от собственной или, чаще, импортной сырой нефти. Но во всех случаях в конце концов значительно увеличивалось потребление первичной энергии на душу населения, когда общества, ранее ограниченные запасами растительного топлива и количеством одушевленной энергии, входили в новую эпоху использования ископаемого топлива и масштабного применения механических первичных движителей.