Для дальнейших количественных оценок удобно ввести достаточно крупную единицу энергии: lQ = 10 21 Дж .. Энергии в 1 Q достаточно, чтобы нагреть до кипения два с половиной Ладожских озера. Другой пример: производство электроэнергии в Советском, Союзе составило в 1985 г . около 1/200 Q . История материальной культуры и демографические оценки показывают, что за время от начала нашей эры, до 1850 г . человечество израсходовало 6-9 Q энергии. Потребление за, следующие сто лет составило около 4 Q . Мировое потребление в 1985 г . шло на уровне 0,3 Q в год. Современные темпы нарастания таковы: потребление электроэнергии удваивается приблизительно каждые 10 лет, а общее энергопотребление - каждые 15-20 лет, отражая в сущности ход демографической кривой. Если бы существующие тенденции сохранились, то к 2000 г . ежегодное потребление шло бы на уровне 0,6 Q , а к 2050 г . достигло бы 6-7 Q . Таким образом, через 6 десятилетий человечество должно будет ежегодно расходовать столько же энергии, сколько оно истратило со времен империи Августа до наших дней...

Впрочем, оговорки, которыми были снабжены рассуждения о демографическом взрыве, необходимы и в данном случае: нет сомнений в настоятельной потребности в жесткой энергетической экономии, во внедрении производственных процессов с минимальной энергоемкостью. Соответствующая эволюция экономического мышления совершается.

Но пока, естественно, возникает вопрос: в какой мере происходящий, пусть постепенно замедляющийся, рост энергопотребления обеспечен имеющимися ресурсами? Оценке запасов, которая приведена ниже, полезно предпослать одно хорошо известное, но любопытное соображение. Предположим, что человечество действительно начнет расходовать запасенную потенциальную энергию, превращая ее в конечном счете в тепло на уровне, составляющем заметную долю от общей энергии, получаемой Землей от Солнца. В таком случае необходимо быть готовым к тому, что произойдет изменение климата нашей планеты. Точнее: вся солнечная энергия, достигающая поверхности Земли, составляет около 2500 Q в год. Увеличение энерговыделения, скажем на 20-30(? в год, если оно будет обеспечиваться сжиганием угля и нефти, а следовательно, сопровождаться повышением содержания СО 2 в атмосфере, приведет к ощутимым изменениям климата земного шара ("оранжерейный эффект"). В результате начнется таяние материковых льдов Антарктиды и Гренландии, что в свою очередь вызовет повышение уровня Мирового океана. Правда, если энергетика мира полностью перейдет на ядерное горючее, то содержание СО 2 останется на прежнем уровне и катастрофические изменения климата начнутся при более высоком темпе дополнительного энерговыделения. Тем не менее, обсуждая перспективы энергетики планеты, не стоит прибегать к слишком далеким и смелым экстраполяциям. С известной долей произвола будем рассматривать в качестве предельно допустимой цифры энерговыделение за счет деятельности человечества на уровне ~ 10 Q в год.

Воспроизводимые источники энергии отвечают по совокупности (кроме солнечной энергии) не более чем 2-3 Q в год. Однако эксплуатация значительной части этих источников экономически совершенно бесперспективна, и они, разумеется, не смогут удовлетворять растущие потребности мира. Следовательно, использование основного капитала будет продолжаться.

Суммарные запасы угля даже по оптимистическим оценкам не превосходят 150 Q , нефти - 15 Q . При этом по мере расходования имеющихся ресурсов добыча ископаемых будет связана со все возрастающими техническими трудностями и будет сопровождаться увеличением их стоимости. В итоге по оценкам экспертов запасы нефти (с учетом еще не открытых месторождений) будут исчерпаны на протяжении нескольких ближайших десятилетий, а угля на протяжении 100-120 лет.

Однако и эта достаточно мрачная перспектива не дает полного представления о серьезности существующего положения. Дело в том, что мы все время пользовались глобальными оценками, которые при усреднении создавали иллюзию относительного благополучия, по крайней мере, в отношении ближайшего будущего. Между тем минеральное сырье распределено крайне неравномерно по странам мира. Достаточно напомнить, например, что Западная Европа на 2/3 зависит от импорта энергетического сырья, и нефтяной кризис 1973 г . наглядно продемонстрировал, на каком хрупком фундаменте покоится ее экономическое благосостояние. Не следует также забывать, сколь плохо обеспечены в экономическом отношении в целом все страны так называемого третьего мира. Неустойчивость ситуации очевидна.

Нам остается обсудить, хотя бы в самых общих чертах, перспективы использования солнечного тепла и ядерного горючего.

К сожалению, плотность мощности солнечной энергии мала. Энергетическая освещенность на поверхности Земли при нормальном падении солнечных лучей и совершенно прозрачной атмосфере составляет около 1 кВт/м 2 . К тому же коэффициент полезного действия существующих в настоящее время фото- и термоэлектрических преобразователей невелик. Поэтому для полного обеспечения потребностей человечества через сто лет, при сохранении нынешних темпов роста энергопотребления, пришлось бы значительную часть поверхности Земли (около 10%!) закрыть солнечными генераторами. Фантастичность подобного проекта очевидна. С другой стороны, экологическая чистота солнечной энергетики и возможность дальнейшего прогресса в КПД солнечных датчиков делает данную альтернативу столь привлекательной, что не может быть и речи о свертывании исследований в этом направлении. Представляется вероятным, что в будущем, в результате сокращения энергоемких производств и технического прогресса приемников излучения, солнечная энергетика сможет занять определенное, пусть ограниченное место в энергетике мира.

Запасы ядерного горючего, которые могут быть применены в реакторах деления, очень велики. Если исходить из бридерной схемы, при которой реализуется полное использование делящихся веществ, то по современным оценкам запасов урана и тория должно хватить на миллион лет жизни общества с высоким уровнем потребления энергии. Казалось бы, желанное решение вопроса в наших руках. Но при переходе энергетики мира на ядерное горючее количество долгоживущих радиоактивных отходов из ядерных реакторов станет угрожающе большим и возникнет сложная, требующая больших затрат проблема их захоронения. Использование морского дна не обеспечивает необходимой безопасности, может привести к отравлению океанской фауны и должно быть исключено. Точно так же не дает абсолютных гарантий утилизация даже самых глубоких геологических горизонтов (типа соляных шахт) из-за возможности землетрясений. Остается дорогой и также сомнительный, с точки зрения безопасности процесса, выброс радиоактивных продуктов в далекий космос.

Таким образом, возникает неприятная дилемма: скудный энергетический паек или медленное, но постепенно прогрессирующее радиоактивное загрязнение, планеты, бороться с которым чрезвычайно трудно. Остается напомнить о возможности аварий на работающих атомных станциях, о трагедии Чернобыля. Словом, трудно удержаться от грустного сравнения, что полный переход энергетики планеты на ядерное горючее в традиционном варианте с реакторами деления сильно напоминает сделку Фауста с Мефистофелем.

Именно с изложенных позиций и необходимо подходить к перспективам использования управляемого синтеза легких ядер как к одной из возможностей решения проблем энергетики будущего. Синтез каких именно легких ядер представляется наиболее привлекательным, обсуждается в следующем параграфе. Этот вопрос, кстати сказать, отнюдь не так прост, как нам казалось всего лишь десятилетие тому назад. Снова во всей полноте должна обсуждаться экологическая сторона проблемы.