К освободительным технологиям - [13]

Благодаря своему постоянному развитию, технология имеет тенденцию расширять местные возможности. Рассмотрим, к примеру, как можно использовать якобы низкопробное и недоступное сырье, используя достижения технологического прогресса. В конце 19 — начале 20 вв. Месаби-рэндж в Миннесоте поставляла американской сталелитейной индустрии весьма богатые руды, и это преимущество способствовало быстрому расширению местной металлообрабатывающей промышленности. Когда запасы стали сокращаться, встала проблема с добычей таконита, низкокачественной руды с примерно 40 %-ным содержанием железа. Делать это с применением обычных методов добычи невозможно: породному буру требуется целый час, чтобы просверлить всего 30 см. таконита. Недавно однако добыча таконита стала возможной: был изобретен бур с остроконечным пламенем, который за час разрезает от 6 до 9 метров руды. После того, как бур выжигает дыры, руда взрывается и с помощью новых усовершенствованных процессов измельчения, раздробления и агломерации делается пригодной для сталелитейной промышленности.

Вскоре может оказаться возможным извлекать сильно распыленные или растворенные вещества из земли, моря и многих газообразных отходов. Многие из самых драгоценных наших материалов встречаются на самом деле довольно часто, но лишь в рассеянной форме или в качестве следов. Нет почти ни одного участка землиили обычной скалы, где не содержалось бы следов золота, большее количество урана и еще большие запасы таких элементов, важных для промышленности, как магний, цинк, медь и сера. Около 5 % земной коры составляет железо. Как мы можем добыть это сырье? В принципе, по меньшей мере, теоретически проблема решается с помощью техники разложения, которую используют химики для обнаружения этих элементов. Как говорит химик Джейкоб Розин, есть основание надеяться на то, что если можно обнаружить элемент лабораторно, возможно и добывать его в достаточных для промышленности масштабах.

Уже более полувека большая часть промышленного азота на планете добывается из атмосферы. Магний, хлор, бром и едкий натр добываются из морской воды, сера — из сульфата кальция и промышленных отходов. Большое количество водорода, пригодного для промышленного использования, выделяется в качестве побочного продукта при электролизе соленой воды, но обычно его сжигают или выбрасывают в воздух на предприятиях по производству хлора. Углерод можно в огромных количествах добывать из дыма и использовать в экономике (в природе он сравнительно редок), но его рассеивают в атмосфере вместе с другими газами.

Проблема при добыче ценных элементов из моря и обычного камня для промышленной химии состоит в стоимости необходимой для этого энергии. Есть два способа — ионный обмен и хроматография, и если усовершенствовать их дальше для промышленного использования, то их можно использовать для того, чтобы выделять или осаживать нужные вещества из растворов, но затрата энергии окажется слишком большой, по сравнению с результатом. Если не произойдет неожиданного прорыва в технологиях добычи, вероятность того, что можно будет использовать для решения проблемы такие обычные энергоносители, как уголь и нефть, очень мала.

Не то чтобы мы страдали из-за нехватки энергии как таковой, но мы только начинаем учиться использовать источники энергии, которые имеются в почти неограниченном количестве. Общая энергия излучения Солнца, которое доходит до поверхности Земли, более чем в 3 тысячи раз превосходит нынешнее годовое потребление энергии человечеством. Хотя часть этой энергии преобразуется в ветер или используется растениями при фотосинтезе, большое количество остается и может быть применено для других целей. Проблема в том, как ее собрать, чтобы покрыть часть нашей потребности в энергии. Если бы можно было, к примеру, использовать солнечную энергию для отопления домов, то 20–30 % энергоисточников, на которые мы обыкновенно полагаемся, можно было бы переориентировать на другие нужды. Применяя солнечную энергию для всей нашей кухонной работы или ее части, для согревания воды, плавки металлов или производства электроэнергии, мы почти не испытывали бы больше потребности в ископаемых источниках горючего. Почти для всех этих работ можно сконструировать солнечные приборы. Мы могли бы исключительно за счет солнечной энергии отапливать наши дома, варить еду, согревать воду, плавить металлы и давать ток, но не в состоянии эффективно делать это на любой широте Земли и все еще сталкиваемся с целым рядом технических проблем, решить которые возможно лишь с помощью программы интенсивных исследований.

Сейчас, когда я пишу эти строки, уже построена пара домов, эффективно отапливаемых с помощью энергии Солнца. Наиболее известные из них в США — это опытное здание МТИ в Массачусетсе, дом Лофа в Денвере и жилые дома Томасона в Вашингтоне. Томасон, который тратит на горючее для отапливаемого Солнцем дома всего 5 долларов в год, разработал, вероятно, одну из самых практичных систем. В таком доме солнечное тепло собирается на крыше и с помощью циркулирующей воды доставляется в аккумулирующий бак, расположенный в подвале (воду можно использовать также для охлаждения дома и в качестве питьевых и технических запасов). Система проста и довольно дешева. Вашингтон лежит примерно на широте в 40 градусов, и дома Томасона стоят на краю «солнечного пояса», который простирается от экватора до 40 градуса северной и южной широты. Этот пояс является географической областью, где солнечные лучи могут быть с наибольшей эффективностью использованы для получения энергии для домашних и промышленных целей. Имея эффективное солнечное отопление, Томасон нуждается для отопления своих вашингтонских домов лишь в мизерном количестве обычного горючего.