Революция, без которой человечеству не выжить
В середине ноября в Люксембурге прошел посвященный материалам будущего саммит The Future of Materials, организованный британским журналом The Economist. Партнерами форума стали УК «Роснано», Фонд инфраструктурных и образовательных программ и компания OCSiAl.
Обсудить главную тему саммита — «Новый век для производства» — собрались самые маститые ученые, технологи, политики из десятков стран мира, представители многих авторитетных материаловедческих исследовательских центров. Делегатами собрания стали почти 700 топ-менеджеров крупнейших технологических компаний мира. Одним из главных гостей и хедлайнеров саммита стал глава «Роснано» Анатолий Чубайс.
— Сейчас в мире существуют две глобальные проблемы. Это изменение климата, прежде всего за счет эмиссии парниковых газов антропогенного характера. Проглядываются и ресурсные ограничения. Чтобы решить эти проблемы и обеспечить устойчивое развитие человечества, оно рассматривает сейчас для себя три выхода. Это дальнейшее продвижение IT-технологий, энергосбережение и новые материалы, — заявил Анатолий Чубайс в своем выступлении на форуме.
По логике главы «Роснано», рассчитывать, что технологии, на которые ставят правительства и на которые надеется общественность (а речь идет прежде всего об информационных технологиях в широком смысле слова и возобновляемой энергетике), решат проблему глобального потепления и радикально улучшат экологическую обстановку, не приходится.
Анатолий Чубайс привел конкретный пример, красноречиво говорящий в пользу такого вывода. На прошедшем недавно в Москве форуме The Global Energy Prize Summit собрались лауреаты Международной энергетической премии «Глобальная энергия» разных лет, другие ведущие мировые эксперты в области энергетики, авторитетные технократы, политики и бизнесмены для обсуждения актуальных тем энергетической отрасли. Тогда специалисты согласились между собой, что текущие прогнозы на 2050 год показывают рост мирового спроса на первичную энергию примерно на 50%, а на электроэнергию — вдвое.
Связано это с тем, что уровень жизни и мощь экономики государства тесно коррелируют с использованием энергии на душу населения, необходимой для создания новых материальных ценностей. До сих пор по этому показателю остается огромный разрыв между бедными и индустриально развитыми странами, и более миллиарда человек в мире до сих пор живут без электричества.
Развивающиеся страны стремятся укреплять свои экономики, а в любой стране показатель ВВП на душу населения тесно связан с показателем потребления энергии на ту же душу. Все это тянет за собой и рост спроса на энергоресурсы. Другая причина роста спроса на энергию заключается в том, что население планеты продолжает быстро увеличиваться (только за последние 16 лет с 6 до 7,5 млрд). Предполагается, что к 2040 году человечество составит уже почти 9 млрд человек, а ВВП на человека вырастет более чем на 90%, достигнув почти $28 тыс. Соответственно увеличивается и объем потребления энергии, который необходим для производства новых объемов материалов, центр увеличения спроса на энергоносители уже фактически переместился из стран Северной Америки и Европы в быстро растущие государства, прежде всего в Китай и Индию. Поэтому прогнозируемый рост спроса на энергию почти целиком приходится на страны, не входящие в ОЭСР, которые и способствуют ежегодному росту мирового спроса на энергию в пределах 1,3%.
Такой рост влечет за собой, прежде всего, экспоненциальный спрос на материалы. На люксембургском саммите Анатолий Чубайс приводил подобные примеры. За последние 15 лет производство алюминия в мире увеличилось с 20 млн до 70 млн т, пластиков — с 400 млн до 700 млн т, цемента — с 1000 млн до почти 4000 млн т. Мало того, к 2050 году при существующей технологической парадигме материалов потребуется вдвое больше.
Чтобы не произошло ресурсного и энергетического коллапса, можно пытаться решить задачу спроса за счет изменения свойств самих материалов, окружающих человека, таких как бетоны, пластики, различные металлы и конструкционные материалы. То есть упрочнять их, облегчать вес при сохранении тех же прочностных и износостойких характеристик, придавать новые потребительские свойства.
Представим себе, говорит один из основателей компании OCSiAl, академик РАН Михаил Предтеченский, что разработаны такие материалы, которые намного прочнее традиционных. Тогда вес самих автомобилей уменьшится и почти пропорционально снижению веса снизится расход топлива. Высотные здания и мосты станут существенно легче и потребуют для своего возведения значительно меньше материалов, а значит, инфраструктурных и логистических затрат, включая расход того же топлива на их доставку, что только умножит синергетический эффект. Важно, что при увеличении прочности материала сокращение веса конструкций будет носить нелинейный характер. Представьте, что мост изготовлен из металла, который в полтора раза прочнее исходного. Нагрузка пролетов на опоры в этом случае уменьшится в полтора раза, но поскольку и материал опор становится в полтора раза прочнее, необходимый его объем уменьшается уже более чем в два раза. Очевидно, что сокращение расхода топливных, энергетических и других ресурсов будет происходить на каждой из стадий производства и использования материалов — от добычи сырья до монтажных работ.
Собственно, ученые всех стран постоянно пытаются исправить свойства материалов для их оптимизации, но при использовании традиционных материалов люди достигли уже определенных пределов. Сейчас же появились наномодифицированные материалы, о которых и говорят глава «Роснано» и академик Предтеченский (с добавлением тех же одностенных углеродных нанотрубок, производимых компанией OCSiAl). Они позволят сделать качественный скачок в появлении привычных материалов с революционно иными свойствами, отвечающими на глобальные вызовы, вставшие перед человечеством. Понимая, что предстоит еще большая работа на этом пути, главы крупных технологических корпораций тем не менее с оптимизмом говорили о своем успешном опыте создания наномодифицированных материалов, в том числе с использованием углеродных нанотрубок, производимых компанией OCSiAl.
