Как устроен мир на самом деле. Наше прошлое, настоящее и будущее глазами ученого - Вацлав Смил
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
16
В цифрах: менее 0,5 ЭДж в 1800 г., рост почти до 22 ЭДж в 1900 г. и почти до 350 ЭДж в 2000 г., прогнозируется до 525 ЭДж в 2020 г. Более подробно о преобразовании энергии в глобальном масштабе и по странам см.: Smil V. Energy Transitions: Global and National Perspectives. Santa Barbara, CA: Praeger, 2017.
17
Совокупный индекс изменения эффективности использования энергии основан на вычислениях, выполненных мной для книги: Smil. Energy and Civilization. P. 297–301. Общую эффективность преобразования энергии см. диаграммы Сэнки для энергетических потоков в мире (https://www.iea.org/sankey) и в отдельных странах; для США см.: https://flowcharts.llnl.gov/content/assets/images/energy/us/Energy_US_2019.png
18
Данные для этих подсчетов можно найти в отчете ООН «Ежегодник статистики энергетики» (Energy Statistics Yearbook): https://unstats.un.org/unsd/energystats/pubs/yearbook/; и в статистическом обзоре компании BP: https://www.bp.com/en/global/corporate/energy-economics/statisticalreview-of-world-energy/downloads.html
19
Boltzmann L. Der zweite Hauptsatz der mechanischen Wärmetheorie (лекция, прочитанная на Торжественном собрании Имперской академии наук 29 мая 1886 г.). См. также: Schuster P. Boltzmann and evolution: Some basic questions of biology seen with atomistic glasses // Gallavotti G. et al., eds. Boltzmann’s Legacy. Zurich: European Mathematical Society, 2008. P. 1–26.
20
Schrödinger E. What Is Life? Cambridge: Cambridge University Press, 1944. P. 71. Шрёдингер Э. Что такое жизнь? / Пер. с англ. А. Малиновского. М.: Римис, 2015.
21
Lotka A. J. Natural selection as a physical principle // Proceedings of the National Academy of Sciences. 1922. 8/6. P. 151–154.
22
Odum H. T. Environment, Power, and Society. N. Y.: Wiley Interscience, 1971. P. 27.
23
Ayres R. Gaps in mainstream economics: Energy, growth, and sustainability // Shmelev S., ed. Green Economy Reader: Lectures in Ecological Economics and Sustainability. Berlin: Springer, 2017. P. 40. См. также: Ayres R. Energy, Complexity and Wealth Maximization. Cham: Springer, 2016.
24
Smil. Energy and Civilization. P. 1.
25
Ayres. Gaps in mainstream economics. P. 4.
26
История идеи энергии подробно описана в: Coopersmith J. Energy: The Subtle Concept. Oxford: Oxford University Press, 2015.
27
Westfall R. S. Force in Newton’s Physics: The Science of Dynamics in the Seventeenth Century. N. Y.: Elsevier, 1971.
28
Smith C. The Science of Energy: A Cultural History of Energy Physics in Victorian Britain. Chicago: University of Chicago Press, 1998; Cardwell D. S. L. From Watt to Clausius: The Rise of Thermodynamics in the Early Industrial Age. L.: Heinemann Educational, 1971.
29
Maxwell J. C. Theory of Heat. L.: Longmans, Green, and Company, 1872. P. 101. (Максвелл Дж. К. Теория теплоты. СПб., 1888.)
30
Feynman R. The Feynman Lectures on Physics. Redwood City, CA: Addison-Wesley, 1988. Vol. 4. P. 2. (Фейнман Р. Фейнмановские лекции по физике. Современная наука о природе / Пер. с англ. А. Ефремова, Г. Копылова, О. Хрусталева. М.: AST Publishers, 2019.)
31
Существует множество книг, знакомящих с основами термодинамики, но среди них выделяется одна: Sherwin K. Introduction to Thermodynamics. Dordrecht: Springer Netherlands, 1993.
32
Friedman N. U. S. Submarines Since 1945: An Illustrated Design History. Annapolis, MD: US Naval Institute, 2018.
33
Коэффициент использования вычисляется как отношение реального производства к максимально возможному для данного устройства. Например, большая ветряная турбина мощностью 5 МВт при непрерывной работе в течение всего дня выработает 120 МВт электроэнергии; если в реальности она выдает только 30 МВт, значит, ее коэффициент использования составляет 25 %. Средние годовые коэффициенты использования в США в 2019 г.: 21 % для солнечных панелей, 35 % для ветряных турбин, 39 % для гидроэлектростанций и 94 % для атомных станций: Table 6.07. B. Capacity Factors for Utility Scale Generators Primarily Using Non-Fossil Fuels // https://www.eia.gov/electricity/monthly/epm_table_grapher.php?t=epmt_6_07_b. Низкий коэффициент использования солнечных панелей в Германии не должен вызывать удивление: и в Берлине, и в Мюнхене количество солнечных дней в году меньше, чем в Сиэтле!
34
Церковная свеча весом около 50 г, с плотностью энергии парафина 42 кДж/г содержит 2,1 МДж (50 × 42 000) химической энергии, а ее средняя мощность при 15-часовом горении составит почти 40 Вт (как у тусклой электрической лампочки). Но в обоих случаях лишь малая часть общей энергии преобразуется в свет: меньше 2 % для современной лампы накаливания и всего 0,02 % для парафиновой свечи. Вес свечи и время горения см.: https://www.candlewarehouse.ie/shopcontent.asp?type=burn-times; световая эффективность см.: https://web.archive.org/web/20120423123823/http://www.ccri.edu/physics/keefe/light.htm
35
Расчет основного обмена веществ: Joint FAO/WHO/UNU Expert Consultation, Human Energy Requirements. Rome: FAO, 2001. P. 37, http://www.fao.org/3/a-y5686e.pdf
36
Engineering Toolbox. Fossil and Alternative Fuels — Energy Content (2020), https://www.engineeringtoolbox.com/fossilfuels-energy-content-d_1298.html
37
Smil V. Oil: A Beginner’s Guide. L.: Oneworld, 2017; Maugeri L. The Age of Oil: The Mythology, History, and Future of the World’s Most Controversial Resource. Westport, CT: Praeger Publishers, 2006.
38
Mang T., ed. Encyclopedia of Lubricants and Lubrication. Berlin: Springer, 2014.
39
Asphalt Institute. The Asphalt Handbook. Lexington, KY: Asphalt Institute, 2007.
40
International Energy Agency. The Future of Petrochemicals. Paris: IEA, 2018.
41
Thuro C. M. V. Oil Lamps: The Kerosene Era in North America. N. Y.: Wallace-Homestead Book Company, 1983.
42
Li G. World Atlas of Oil and Gas Basins. Chichester: Wiley-Blackwell, 2011; Howard R. The Oil Hunters: Exploration and Espionage in the Middle East. L.: Hambledon Continuum, 2008.
43
Aguilera R. F. and Radetzki M. The Price of Oil. Cambridge: Cambridge University Press, 2015; Cordesman A. H. and Al-Rodhan K. R. The Global Oil Market: Risks and Uncertainties. Washington, DC: CSIS Press, 2006.
44
В начале 1930-х гг. средний расход бензина американских машин составлял 16 миль на галлон (15 л
