У каждого из нас есть свой любимый город. Париж весной. Каир на закате. Нью-Йорк в Рождество. Я обожаю Миннеаполис в июле, когда люди откладывают летние заботы, чтобы как следует насладиться солнцем. Это первое место, куда я приехала, покинув отчий дом, и первый город в моей жизни, где было больше одного лифта, поэтому для меня Миннеаполис пропитан духом свободы, романтики и бесконечных возможностей вознестись духом и телом.
Летом я очень люблю бывать у Стоун-Арч-Бридж. Это величественный мост из известняка и гранита, аркой изгибающийся над Миссисипи и соединяющий центр города с Университетом Миннесоты. По нему можно гулять, кататься на велосипеде или роликах, слоняться без дела и фотографировать — или просто сидеть и разглядывать прохожих, пока внизу катит свои воды река. Ровно посередине моста — идеальное место, чтобы остановиться и задуматься о жизни солнечным июльским днем.
В жаркие дни мост радует особенно: здесь можно освежиться в брызгах воды, разбивающейся о его подножие. Выше по течению бурлит водопад Святого Антония, его низкое ворчанье почти всегда слышится среди других городских шумов. Много воды, бесконечно падающей и текущей, — малый участок долгого пути реки Миссисипи к Мексиканскому заливу. И сколько бы вы ни стояли, завороженные мощью водопада, истина так и останется скрытой от любопытных глаз: в его недрах, глубоко под поверхностью воды, во мраке вращаются пять гигантских колес.
Каждое из них помогает получать электричество методом, который описан в самом начале этой главы. Падая с четырехметровой плотины, вода поворачивает эти колеса — турбины. За 2016 год водопад Святого Антония подарил городу около сотни гигаватт-часов электричества — достаточно, чтобы на неделю обеспечить Миннеаполис. Сотни подобных гидроэлектростанций спрятаны по всей Америке, тысячи — по всему миру, но суть у всех одна: постройте плотину, позвольте воде вращать колеса и собирайте «урожай» электричества.
На самой крупной такой станции установлено более 30 турбин. Вместе они производят в 200 раз больше электричества, чем маленькая (но достойная!) подстанция на водопаде Святого Антония в Миннеаполисе. Это один из мощнейших источников энергии после ископаемого топлива — и самый распространенный. И все же на гидроэлектростанции приходится только 16 % от общего объема получаемого в мире электричества.
Но не только вода рождает движение. К югу от Миннеаполиса, в сторону Сан-Антонио можно увидеть множество скоплений белых ветряных турбин. В последние 10 лет они появляются повсюду, точно гигантские одуванчики: странные «леса» металлических угловатых «деревьев», голые ветви которых то вращаются, то замирают в неподвижности. Каждая лопасть этих гигантских белых пропеллеров, установленных в 60 м над землей, по размеру не уступает крылу самолета. Стоит ветряку поймать легчайшее движение воздуха, как его лопасти приходят в движение, которое преобразуется в электричество — срабатывает тот же механизм, что и на подводных станциях. Затем распределяется по домам и фабрикам через систему надземных и подземных кабелей.
Ветряные электростанции состоят из сотен ветрогенераторов, расположенных на строго выверенном расстоянии друг от друга и работающих вместе; электричества они производят примерно в два раза больше, чем гидроэлектростанция на водопаде Святого Антония. Но стоит сравнить количество турбин — несколько сотен на ветряной электростанции против десятка на водяной — и понимаешь, насколько вода мощнее воздуха. Мировое производство электричества на ветряных станциях в год составляет всего 6 % от необходимого уровня потребления.
Энергия солнца также может крутить колеса — там, где особенно солнечно. Для этого нужна сложная система зеркал и линз, направляющих и усиливающих луч настолько, чтобы он был способен превратить воду в пар. Пар поднимается к лопастям турбин, заставляя их двигаться и создавать электричество. Подобные механизмы — и солнечные батареи — производят около 3 % всего объема электричества на планете Земля.
Эти источники считаются «зелеными», «чистыми», возобновляемыми и безвредными для окружающей среды, ведь в процессе их разработки не образуются отходы. Пока дует ветер и светит солнце, лопасти турбин будут крутиться, не используя никаких бесценных ресурсов и не разрушая никаких экосистем. Еще бы научиться преобразовывать в ток энергию, затраченную на разговоры обо всем этом, а то пока их куда больше, чем результата: силы ветра и солнца, вместе взятые, обеспечивают около 8 % электричества, расходуемого в мире.
На нашей планете есть и еще один потенциально неисчерпаемый источник энергии, но вред от его применения может перевесить пользу. Речь о радиоактивных металлах, при распаде которых выделяется энергия. В бетонных глубинах ядерных электростанций этот процесс начинается в специально обогащенном уране, и высвобождается огромное количество энергии. Запускается цепная реакция: один распад приводит к другому — и так далее. Полученная энергия используется для превращения воды в так называемый перегретый пар, который толкает лопасти турбин и рождает электричество. Вся конструкция атомной электростанции направлена на то, чтобы управлять скоростью цепной реакции: если она выйдет из-под контроля, последствия ничем не будут отличаться от ядерного взрыва.
При благоприятном развитии событий обогащенный уран распадается до состояния, в котором больше не может производить электричество. Теперь от отходов нужно как-то избавиться, а это непросто: хотя энергии в уране уже слишком мало для вращения турбин, ее все еще более чем достаточно, чтобы отравить растения, животных и, конечно, людей. Такое сочетание возможных последствий любой инженерной ошибки с повышенной опасностью заставляет человечество держаться подальше от ядерной энергии.
Когда ее только предложили в качестве эквивалента существующим источникам (это было в 1970-х), идея была встречена даже с бóльшим энтузиазмом, чем использование ветряных и солнечных станций в наши дни. Еще бы, ведь средних размеров атомная станция по мощности равна 80 гидроэлектростанциям водопада Святого Антония и сможет год обеспечивать энергией город с населением в полмиллиона человек! Впрочем, аварии на АЭС Три-Майл-Айленд (1979) и Чернобыльской АЭС (1986) быстро напомнили: атомные станции, как и любая другая технология, безопасны ровно настолько, насколько компетентен их управляющий.
К тому же инструменты и знания, необходимые для обогащения урана, применимы и для создания ядерного оружия. Это важный геополитический фактор, препятствующий их широкому распространению. В результате с 2000-х годов наметился спад в строительстве и использовании АЭС, а процент производимого ими электричества заметно снизился, хотя еще в 2002-м, на пике их популярности, составлял 6 % от общего объема. Несколько стран Европы и вовсе заявили о планах по выводу из эксплуатации оставшихся атомных электростанций.
В отличие от них США по-прежнему активно вкладываются в атомную энергию. По стране разбросано около сотни АЭС, на долю которых приходится примерно 20 % производимого в Штатах электричества. Востребованность атомной энергии в Америке примерно в четыре раза выше, чем в среднем по планете, а потребление полученного таким образом электричества почти вдвое превосходит объемы его производства всеми остальными способами, вместе взятыми. При всех недостатках атомных электростанций у них есть и одно преимущество: в процессе распада урана не образуется углекислый газ. О том, почему это важно, я расскажу в следующей главе, а сейчас давайте вернемся к колесам и турбинам.
