Энергия волн

Мы не можем вести бесконечные разговоры о том, какой вид горючего предпочтительней. Сегодня мы знаем, что запасы нефти и угля рано или поздно иссякнут и потребуются новые, необычные источники энергии. Кроме того, существует политический мотив: расширить рынок рабочей силы, сделать работу производительной и поднять жизненный уровень в стране путем непрерывного выпуска промышленных товаров, требующихся нам и остальному миру.

Деньги есть. В результате сокращения правительственного бюджета страна имеет около 2 миллиардов фунтов в год. Мы можем временно оживить экономику, снизив цены на транзисторы, товары, предназначенные для развлечений, и на более быстрые, более вместительные автомобили, которые пожирают бензин быстрее, чем паразиты разрушают каменную кладку кафедральных соборов; или вложив деньги в повышение уровня производства.

М-р Бенн стоит на пороге решения, столь же значительного по последствиям, как решение, которое в 1933 г. предстояло принять Рузвельту — политику, являющемуся для Бенна образцом. А для широкой публики сегодня появилась возможность осознать значение нового этапа технического развития, столь же важного, как тот, в основе которого лежало другое британское изобретение — использование паровой энергии.

Глава 1. Как все начиналось

«Движение и чередующаяся неровность волн, которые, поднявшись словно горы, затем опускаются вниз, увлекают за собой все тела, находящиеся на них. Огромный тяжелый корабль, который не приподнимет никакая сила, подчиняется легчайшему колебанию волны. Если допустить, что этот корабль приподнят рычагом, то можно получить представление о самой мощной машине из когда-либо существовавших…»

Стиль французского оригинала данного текста отражает величественность проекта: «La mobilite et l’inegalite successive des vagues, apres s’etre eleves come des montagnes…» Эти слова написаны 12 июля 1799 г. отцом и сыном Жерар из Парижа, подавшими первый в мире патент на проект использования энергии волн. Судьба проекта неизвестна. Идея заключалась в том, чтобы построить гигантский рычаг с точкой опоры на берегу и «телом» корабля на конце рычага, находящемся в море. Когда тело поднимается и опускается «на большую или меньшую высоту, соответствующую амплитуде волны», береговое плечо рычага, двигающееся вверх-вниз, можно было бы присоединить к помпам, к колесу с бадьями на спицах и пр. или непосредственно к мельницам, сукновальным машинам, кузнечным молотам, пилам и пр.» Приложение содержало серию красиво выполненных чертежей, изображающих плавающее судно вроде понтона или плоскодонки. Это было изобретение, аналогичное проекту составного плота, над которым сэр Кристофер Коккерель работает сегодня в Соленте.

Патент был обнаружен и переведен на английский Алленом Е. Хидденом, инженером Королевского университета в Белфасте, разработавшим новый очень перспективный тип турбины, Идея изобретения принадлежит профессору А.А. Уэллсу, члену Королевского общества, и турбина названа его именем. Мастерски сделанный перевод свидетельствует о том, что инженеры и ученые — образованные люди и даже знают иностранные языки, тогда как бакалавры искусств, кажется, иногда почти гордятся тем, что никто из них не знает, отчего крутится колесо.

Жерары не исчезли бесследно. Можно отыскать ссылки на турбину, носящую их имя, которая использовалась для усовершенствования водяной мельницы. Но должно было пройти немало времени, прежде чем инженерная техника и научный взгляд на природу волн приблизились к тому, чтобы считать волновую энергетику практической возможностью.

Это случилось спустя 174 года, тягостной зимой 1973, когда м-с Маргарет Солтер повернулась к мужу и сказала: «Хватит валяться и жалеть себя. Почему бы тебе не найти выход из энергетического кризиса?» У Стефана Солтера, инженера из Эдинбургского университета, был грипп. Арабо-Израильская война довела нефтяной кризис до критической стадии, и все сознавали, что энергия окажется весьма дорогостоящей и, возможно, дефицитной. Арабы могли бойкотировать Запад, они могли бы во всяком случае взвинтить цены и создать хаос в нашей экономике. И как это часто бывает, именно рост цен привлек к проблеме пристальное общественное внимание. Когда цена на бензин с 30 пенсов за галлон приблизилась к прогнозируемой — один фунт, до всех внезапно дошло, что дело обстоит скверно. Кризис представлял что-то большее, чем пророчества думвотчера [3] о близком конце.

3

Думвотчер — ведущий многосерийной научно-фантастической телепередачи Би-би-си в 1960 — 1971 годах «Вахта последнего дня мира». — Прим. пер.

Обсуждение того, насколько реален затяжной кризис, можно вести, пока не погаснет свет. Большинство футурологов обожает графики, которые экстраполируют современную тенденцию на весьма отдаленное будущее. Им не требуется, чтобы их понимали буквально. Мы знаем, что демографы не в состоянии обосновать строительство школ или предсказать рождаемость хотя бы на пять лет вперед и склонны переносить показатели последних лет на неопределенное будущее. Мы знаем, что планировщики городов могут предлагать за большие деньги людям покинуть городские центры, потому что те становятся перенаселенными, а через несколько лет призывать людей вернуться обратно. Мы знаем, что казначейство систематически ошибается в расчетах. И мы должны принять во внимание, что прогнозы расхода топлива чаще основываются на убеждении, что рост потребления будет поддерживаться сам собой на уровне 3,5%.

Но допустим, что прогнозы в любом из аспектов, который вам предпочтительней, окажутся явно ошибочными. Тогда все еще будет неопровержимым факт, что расходуется ископаемое топливо такими темпами, которые не могут неограниченно долго сохраняться. Даже если рост потребления заморозится, даже если страны третьего мира не будут промышленно развиваться, в мире в один прекрасный день не окажется нефти, угля, газа и урана. И атмосфера по мере отработки этого топлива будет загрязняться. Это обрекает десятки тысяч людей на нечеловеческие условия добычи угля под землей. Весьма вероятно, что, если такой процесс будет продолжаться, энергия станет дорогой и дефицитной. Нехватка ее будет угрожать всему — от развлекательного автовождения до работы шахтных трансмиссий. В лучшем случае придется нормировать использование энергии, в худшем — нестись вперед без оглядки и предоставить внукам разбираться в последствиях.

Почти нет сомнений, что общество предпочло бы самый легкий путь — пусть будущее само заботится о себе, — если бы выбор определялся только предостережениями. К счастью, рост цен действует отрезвляюще, делая кризис реальностью.

Важно понять значение последствий. Не будь сознания ситуации, главным образом в правительстве, поддерживаемого также общим ощущением беспокойства, случайное замечание м-с Солтер, если она действительно его сделала, не имело бы положительных последствий. Утки Солтера, если бы их когда-нибудь изобрели, пополнили бы длинный список изобретений, представленных в бюро патентов Лондона или столицы другой страны, и этим все было бы исчерпано.

Но из-за цен на нефть в 1973 г. предложение м-с Солтер по своей значительности может войти в историю, как стал историческим тот день, когда около 200 лет назад Джеймс Уатт, подметив, надо думать, что сила пара поднимает крышку чайника, принялся изобретать паровую машину. Конечно, нет уверенности, что было именно так. Авторитеты считают, что это один из тех исторических анекдотов, истинность которых неудостоверяема, подобно тому (оставаясь в рамках темы), как нет согласия в вопросе, действительно ли король Кнуд [4] верил, что волны должны ему повиноваться. Но несомненно, что м-с Солтер является матерью современных конструкций в волновой энергетике. Она — психолог, также из Эдинбургского университета, и правильно оценила реакцию мужа. Он не взорвался от бешенства, баюкая свою болезнь. Вместо этого он пораскинул мозгами и начал работать. Его жена, как впоследствии поведал он сам с оттенком сердитого юмора, выказала «черствое равнодушие» к его жалкому состоянию. «То, что она хотела, — сказал мне м-р Солтер в своей лаборатории, — было чем-то таким, что должно обеспечить обильное поступление необходимой энергии, должно быть чистым и безопасным, вырабатываться зимой в Шотландии и пребывать вовеки». И сухо добавил: «Для инженера хорошо, когда требования к проекту ясно определены». Может быть, еще лучше отметить, что начиная с того дня м-р Солтер и другие инженеры, работающие в этой области, успешно делают как раз то, что потребовала достойная леди.

4

Кнуд Великий (995 — 1035), король Дании, Англии и Норвегии. — Прим, пер.

Скажем яснее: мы можем оказаться на пороге новой промышленной революции, обязанной получению необходимой энергии от непрекращающегося движения волн.

Это не новая идея. С тех пор как мсье Жерар с сыном опубликовали свой проект, в одной только Англии было зарегистрировано около трех с половиной сотен аналогичных патентов.

Большая часть их, подобно схеме Жераров, базировалась на идеях, которые тогда, а многие и сейчас, были нереализуемы. Но все они внушались картиной, которую каждый мог видеть и прочувствовать. Каждый, кому приходилось стоять на палубе корабля, на пирсе или на берегу, не мог не восхищаться растрачиваемой мощью безостановочно, в бесцельном яростном возбуждении накатывающихся и обрушивающихся волн. Все с детства знают, что до паровой машины водяное колесо было основным источником энергии. Логично заключить, что водяное колесо, погруженное в океан, сможет выполнять такую же работу. Есть, однако, загвоздка: видимость поступательного движения волн обманчива, волны имеют специфический характер, который в деталях рассмотрим позже. Движение волн не похоже на поток, стекающий со склона холма в мельничный лоток и вращающий жернова. Так ведет себя лишь прилив, но с ним — свои трудности. В Англии есть только одно место, действительно привлекательное для возведения приливной плотины, и это — Северн. К недостаткам использования приливов относятся огромные затраты на капитальное строительство. Достоинство же волновой энергетики в том, что ее можно создать на модульном базисе из «грошовых кусков». А это не следует сбрасывать со счетов.

Я не хочу касаться приливной энергии, использование которой подходит другим странам более, чем нам. Равным образом солнечная энергия может быть главным энергетическим источником в странах, где больше солнца, но и в Англии она принесет пользу, если ее использовать, скажем, для подогрева воды в частных домах. Ветровая энергия предпочтительнее в странах вроде Канады, где на много миль простираются необитаемые возвышенности, но было бы ошибкой думать, что получение такой энергии когда-нибудь оправдается в британской среде: очаровательная идея насаждения ветряных мельниц в сельской местности не имеет энергетической значимости. Ветровая энергия может, как и солнечная, осветить отдельные фермы, но, если бы мы вздумали использовать ветер как основной источник энергии, понадобились бы громадные, очень шумные аэрогенераторы с горизонтальными крыльями, простертыми над нашим очаровательным пейзажем. Специалисты, полагавшиеся на ветровую энергию, думают сейчас, задним числом, высунуть свои аэрогенераторы из моря. Они пропустили свой автобус — волновая энергия уже получила поддержку правительства. Теперь уже трудно понять, зачем нужно, выходя в море, ставить там громоздкие установки для получения энергии ветра, если волны как раз и представляют собой концентрированную форму ветровой энергии.