Цивилизация думающих сетей
Цивилизация думающих сетей
Скорость научно-технического прогресса кажется иногда безумной – не успеваешь следить за тем, что умеют делать всё новые и новые модели «умных телефонов», лэптопов, роботов, что творит интернет. Стоит закрыть глаза, перенестись мысленно лет на пятнадцать назад, и ничего этого в повседневной жизни не существует. Мобильный телефон – неудобная, громоздкая штука, удел эксцентриков, совершенно не кажется фактом, что хоть когда-нибудь он сможет стать массовым продуктом, привычным, заурядным предметом быта. Интернет? Хорошая будет штука лет через сто, а пока я видел его в действии в одном институте. Персональный компьютер? Да, слыхал о таком, у моего знакомого есть знакомый, который им уже пользуется, если не врет.
Прошло каких-то 15 лет и мир перевернулся, даже страшно делается. Представьте, какой шок случился бы с людьми начала прошлого столетия, если бы их взяли, да и без всякой подготовки перенесли в наше время.
Но вот в одну отрасль земной экономики их можно допускать без опасений за последствия психологического шока. Томас Эдисон наверняка бы удивился, сказал бы: и что, неужели за целый век ничего нового не придумали? Какой я эту штуковину создал, такой вы и пользуетесь? Разве что масштабы шире. А так, по сути – тоже самое.
Речь идет о сети электроснабжения. Для нее научно-технической революции – как не бывало.
И вот теперь многие убеждены, что в ее фундаментальной реконструкции и кроется ответ на великий вопрос современности: чем заменить кончающуюся нефть, газ и прочее. Причем не просто заменить, а одновременно еще и планету спасти от отравления продуктами углеводородной цивилизации, и исхитриться при этом не утратить высокого качества жизни населения развитых стран, но и численности роста числа бедных на Земле тоже не допустить. И, наоборот, еще его и уменьшить!
Что-то звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой, говорят скептики. Такого не бывает – чтобы одни плюсы без существенных минусов.
Но давайте попытаемся разобраться с балансом преимуществ и недостатков.
Одна из центральных революционных идей президента Барака Обамы – во-первых, увеличение в два раза доли альтернативных, «зеленых» источников энергии в Америке, и – как важнейшая составляющая и метод решения этой задачи – создание «умной» электросети. Он уже обещал построить в ближайшие три года больше 3000 миль – больше пяти тысяч километров – новых линий электропередач.
Некоторые идут еще дальше и говорят, что для того, чтобы быть по-настоящему эффективной, чтобы переломить негативную ситуацию с изменением климата и засорением планеты, сеть эта должна быть не только «умной» или «ловкой» (по-английски smart), но и «думающей». Thinking Machine! Гигантской машиной, умеющей принимать мгновенные и безошибочные решения, гибко реагировать на малейшие изменения в энергетических потребностях во всех концах своего гигантского организма, среди миллионов пользователей – по всей территории страны. И в таком случае увеличения в два раза явно недостаточно.
Барак Обама объявил, что его администрация будет стремиться к решению двуединой задачи – в старое время сказали бы двух птиц (или зайцев) одним камнем (выстрелом) убить. Но сегодня охота не в моде, и в ходу другие метафоры. «Америка не позволит сделать себя заложником истощающихся ресурсов, враждебных режимов и всемирного потепления», заявил президент на первой же после избрания пресс-конференции.
Суть его революционной идеи – решить и главную проблему национальной безопасности, – то есть зависимости от иностранных поставщиков нефти и газа, и одновременно – вывести Америкуи мир – из экологического тупика.
Исключительно привлекательным в его плане кажется соединение энергетической революции с революцией информационной.
В городе Боулдер, штат Колорадо, компания «ЭксСелл» (Xcel Energy) проводит эксперимент, сооружая (на правительственные гранты и при участи некоторых других фирм) по-настоящему «умную электросеть», пусть для начала и местного значения. Представители компании говорят, что они как раз пытаются «соединить мир Томаса Эдисона с миром Билла Гейтса».
50 тысяч домов города будут оснащены новейшими (и недешевыми!) энергосберегающими, «зелеными» технологиями, с панелями солнечных батарей на крыше, электромобилями, высокоэффективными системами отопления, охлаждения и освещения. Но это всё еще не делает Боулдер чем-то исключительным – подлинные чудеса должны начаться с момента, когда все эти дома объединит единая «думающая» компьютерная сеть.
Но уже сейчас некоторые счастливые жители могут через свой персональный компьютер отдавать распоряжения дому, сколько энергии ему тратить, когда и на что. Причем можно делать это и дистанционно, через интернет, а, следовательно, даже из самой отдаленной точки земного шара.
Если нужно, дом сам подзарядит электромобиль, включит или выключит отопление, и так далее. Днем, когда светит солнце, дом запасет энергию, заправит аккумуляторы автомашины или домашних агрегатов. Он даже может возвращать энергию в сеть – благодаря «умному» счетчику, который таким образом получает возможность крутиться в обратную сторону. В таком случае вы не тратите энергию, вы экономите ее! Да еще фактически и зарабатываете на этом: кое у кого из обитателей Боулдинга счета по коммунальным платежам измеряются всего несколькими долларами в месяц, а теоретически сеть может в итоге оказаться должна деньги вам, а не наоборот.
Пока на переоборудование 50 тысяч домов предполагается истратить около 100 миллионов долларов – в среднем по две тысячи долларов на дом. Немало, но что-то не верится, что и в эту сумму удастся уложиться…
Впрочем, посмотрим.
До сих пор эксперименты проводились также в техасском городе Остин, где умные счетчики общаются между собой с помощью особого типа сетевой радиосвязи (mesh). В сети уже более 200 тысяч домов, в которых установлены также «умные» термостаты и сенсоры (тоже неглупые, надо думать). Большой проект обещают осуществить в 2010 году в канадской провинции Онтарио. К 2012 году Китай собирается, кажется, всех обогнать – по крайней мере, по масштабам охвата потребителей «умными» счетчиками.
В Италии тем временем уже с 2001-го года в нескольких крупных городах осуществляется проект «Телегесторе» и эта как раз та «телега», которая оказалась впереди всех резвых американских скакунов. Правда, нет такого замаха, проект более утилитарный, прагматичный, упор делается на то, чтобы дать клиентам независимость и возможность четко контролировать расходы энергии, в том числе, быстро выявляя и распространенный в Италии вид преступлений – воровство электричества. Впрочем, достаточно часто это явление встречается и в других районах земного шара…
А вот Евросоюз пока не очень спешит, созданные им организации и комиссии собираются только сформулировать «видение» создания «умной» сети после 2020 года…
В любом случае для глобального решения проблемы энергетической и одновременно экологической безопасности нужна и глобальная «суперсеть» которая охватила бы не отдельные города, и не штаты, а сразу всю страну. А еще лучше и целые континенты, и наконец, весь мир. А раз так, то обещанное Обамой увеличение доли возобновляемых источников в энергетическом балансе страны – это лишь первый, робкий шаг. Скорее всего, сильно запоздавший.
С другой стороны, при переходе на требуемые масштабы, расходы могут расти нелинейно. Это может быть экспоненциальный рост, геометрическая прогрессия. Такой, когда с каждой новой тратой раскрываются новые бездны, которые надо заполнять. Чем больше денег тратишь, тем быстрее растут потребности проекта. Про такое еще говорят: черная дыра.
Справедливости ради надо отметить, что «ЭксСелл» уже экспериментирует с «умными сетями» в нескольких штатах. Речь не идет о такой идеальной энергетической базе, какую пытаются создать в Боулдере, но о чем-то, в каком-то смысле даже более важном. Компания производит энергию несколькими способами: и уголь сжигает, и две атомных электростанции у нее есть, но и самую пока дорогую и непрактичную (с точки зрения инвестиций) энергию ветряных турбин тоже постепенно развивает. Так вот, ее клиенты в нескольких штатах имеют возможность выбора – какую часть своей энергии они хотят получать от ветра. Платя за нее, естественно, несколько больше.
Таким образом, происходит фактическое «голосование» деньгами. Компания собиралась увеличивать инвестиции в ветряные турбины по мере того, как всё большая часть потребителей будет за это «голосовать». И тогда, постепенно, получаемая таким способом энергия будет обходиться дешевле и компании, и ее клиентам. По крайней мере, такова теория. Подозреваю, правда, что по мере расширения и углубления общего экономического кризиса, результаты «голосования» могут довольно резко измениться – и не в пользу ветряных электрогенераторов.
Да и кредиты компании на развитие будет добывать сложней. Если, конечно, не оправдаются надежды Обамы и не удастся переломить негативные тенденции.
Заявления Обамы уже вызвали скептическую реакцию у тех, кто считает, что этот шаг сильно запоздал и слишком незначителен. Другие же, например, Майкл Моррис, генеральный директор компании «Америкэн Электрик Пауэр», одного из крупнейших производителей электричества в США, заявил, что считает поставленную Обамой задачу нереалистичной. Хотя критики этой компании говорят, что она как раз представляет «старую американскую энергетику», которая будет сопротивляться переменам. Но сопротивляться ей, что называется, есть чем – 38 тысяч мегаватт, 63 тысячи километров электросетей…
Вопрос о том, насколько план Обамы может перевернуть сложившуюся ситуацию в американской и мировой энергетике, я задал и главе Американо-Российского Делового Совета Эду Вероне, в прошлом к тому же занимавшему видные посты в транснациональных нефтяных корпорациях.
Эд Верона считает, что в обозримом будущем главным мотором экономики все же останутся углеводороды. Если только не произойдет чуда – например, вдруг кто-то изобретет какую-то принципиально новую аккумуляторную батарею, гораздо более мощную, легкую и – при массовом производстве – доступную по цене для масс. Такое чудо, тем не менее, никак нельзя исключить, это не фантастика. В таком случае потребуется, естественно, не только наладить серийное производство электромобилей, но также создать обширную, охватывающую всю страну сеть станций для зарядки таких машин электричеством. Но в принципе это может произойти очень быстро.
И кстати: в таком случае, конечно, придется повторить чудо Эдисона, который в начале века наладил массовое производство и лампочек, и электрогенераторов и создал сети электроснабжения – всё практически сразу. Но его опыт показывает, что в случае больших технологических прорывов это как раз возможно. Да и история развития автомобиля – разве не пример того же рода?
Помните: скачок в производстве автомобилей в начале ХХ векаот 8 тысяч в 1900-м, к 900 тысяч – в 1912-м? (см. главу «Братья Нобели и дырка от бублика»). Тоже ведь мало было автомобили построить в достаточном количестве – но и массовое производство бензина наладить и его доставку, и магазины по всей стране пооткрывать, и станции обслуживания, и бензозаправки, и главное – дороги построить! И всё это тоже как-то сразу, одновременно. Так что прецеденты есть.
Вполне можно себе представить, продолжает Эд Верона, очень быстрое распространение пунктов электрозаправки для машин, работающих на таких батареях. Дело за малым – создать экономически рентабельный мощный аккумулятор.
Но в ближайшие десятилетия углеводороды скорее всего останутся главным энергоносителем. Тем не менее альтернативные, в том числе, и любимые всеми возобновляемые, без сомнения тоже будут развиваться – но вот темпы этого развития всё же зависят от экономики и, в частности, от уровня цен на нефть.
И всё же надо признать: то, что делают компании вроде «ЭксСелл» это уже некоторый, слабенький, острожный, но шаг в направлении осуществления того чуда, на которое рассчитывает президент Обама.
Но оно может свершиться только в своей тотальности, целиком или никак.
Смысл именно в целостности, всеохватности системы.
Ведь что более всего сдерживает развитие так называемых возобновляемых источников энергии? Прерывистость их действия. Плюс общая проблема неэффективности, нерациональности использования энергии – ее то не хватает, то производится слишком много, и она пропадает.
«Умная» сеть может теоретически решить обе проблемы. Если ветряные генераторы будут стоять в разных концах страны, то шанс того, что где-то в любой отдельно взятый момент дует ветер, резко возрастает. И если они при этом соединены в единую, управляемую умным компьютером сеть, то они по очереди могут обеспечивать более или менее стабильный приток энергии. То же самое относится и к солнечным батареям (хотя тут пригодились бы всемирные масштабы: соединить бы пустыню Калахари с Сахарой, Гоби, Аравией, Невадой, Большой Викторией – где-нибудь солнце будет светить всегда!). И к электростанциям, использующим энергию приливов и отливов. А если это всё соединить вместе, если подкрепить, подстраховать слегка еще и каким-нибудь более традиционным способом, например, генераторами, работающими на природном газе, то и вообще в конце туннелей начинает видеться свет. Ровный и постоянный. Но для сети важно, чтоб энергию и тратили тоже равномерно! Главное, чтобы суперкомпьютер, управляющий сетью, бдительно следил, за тем, где возникает дополнительный расход, а где он снижается, и, соответственно, немедленно, в секунды, в доли секунды, перебрасывал энергию туда, где она нужна. А время от времени образующийся общий излишек тоже как-нибудь утилизировал, сохранял.
Чем больше масштабы такой сети, тем она эффективнее. Причем для того, чтобы от нее вообще начала получаться какая-то выгода, надо, чтобы она достигла уже масштабов немалых (каких – предстоит подсчитать). Почти как при ядерной реакции – надо достичь некоей критической массы.
И в этом-то одна из загвоздок. Поначалу, долгое время, строительство такой суперсети будет в основном пожирать средства – и гигантские. Сколько их потребуется, пока искомый уровень не будет достигнут, этого пока никто не знает. Придется, видимо, познавать это эмпирическим путем, старым добрым методом проб и ошибок… А что если эти представления – как раз и есть сплошная ошибка? Что если в эти логические умозаключения вкралось какое-то досадное недоразумение, роковой просчет? Ведь так уже бывало не раз. Очень маленький пример – рассчитывали на окупаемость проекта «Конкорд» и вдруг в конце оказалось, что все расчеты неправильные, не оправдывает себя предприятие, да и долгосрочную безопасность обеспечить не может. И вот зачеркнули элемент технического прогресса, больше гражданская авиация не имеет сверхзвуковых самолетов и в обозримом будущем иметь их не будет. Вернулись к уровню 1969 года.
Из более древних примеров – рассчитывали на гораздо более широкое применение некоторых металлов. А уж как асбесту радовались – а он смертельным канцерогеном оказался. На то же самое синтетическое топливо уповали – что оно уже к середине 50-х годов ХХ века чуть ли ни нефть полностью заменит. А вот дудки, ничего не вышло.
И с уже описанными тяжелыми песками Альберты (см. главу «Родственник асфальта») тоже пока не очень получается. И с гениальным решением всех энергетических проблем, с водородом, которого вокруг практически бесконечное количество и который не приносит ни малейшего вреда окружающей среде, тоже поспешили радоваться – толку пока мало.
Но американский департамент энергетики воспринимает происходящее всерьез – настолько, что даже разработал уже список требований к современной сети. Для того чтобы она могла считаться умной, она должна уметь: лечить саму себя при сбоях и авариях; создавать стимул для потребителей, чтобы они были заинтересованы стать участниками сети; обеспечивать потребителей более высокого качеcтва энергией по сравнению с обычной, которой свойственен высокий процент потерь; уметь использовать все имеющиеся способы генерации электричества и его хранения; создавать условия, позволяющие рынкам электроэнергии процветать; быть в целом более эффективной.
Мне, честно говоря, этот список напоминает какие-то программы советских времен, то ли построения коммунизма, то ли обещания непрерывных спортивных достижений – выше, дальше, быстрее!
Опросы показывают, что населению особенно нравится перспектива активного участия в сети – в смысле возможности продавать электроэнергию назад в сеть.
Критики говорят о том, что некоторые законы об охране окружающей среды не позволят использовать до конца потенциал сетей. И что с одной стороны «умная» сеть сможет слишком много знать обо всех своих клиентах – как насчет свободы и тайны частной жизни? С другой стороны говорят, наоборот, о том, что возрастет риск террористического акта – представьте себе, если одним ударом можно будет поразить мозг такой сверхумной сети – что тогда? Это будет главный каскадный сбой всех времен и народов. Представьте себе – весь земной шар без электричества и всерьез и надолго. Это вам не 34 минуты, которые провел без энергии Лондон во время сбоя в августе 2003 года, а и то, сколько тогда паники это вызвало. 250 тысяч человек с круглыми от ужаса глазами эвакуировали из метро (все как раз думали, что это очередной акт «Аль-Каиды»). Весь транспорт стал – надолго. А тут еще проливной дождь пошел, и в пабах и барах яблоку негде упасть (хотя англичане не закусывают, что им яблоко) – потому что столько было желающих пропустить по стаканчику с горя и переждать дождь и отсутствие электричества.
И еще вот что интересно: план Обамы выдвигается в момент, когда США – а вслед за ними и весь мир – барахтаются под глыбой тяжелейшего экономического и финансового кризиса. Вот почему многие говорят: не вовремя это, не до того. Но идея Обамы как раз и состоит в том, чтобы попытаться убить еще и третьего – ну не зайца, а абстрактную силу, которая хочет взять Америку «в заложники». А именно – борясь с кризисом и безработицей по так называемой нео-кейнсианской модели, увеличить количество денег в обществе. Но не «сбрасывать их с вертолета», а целенаправленно тратить их на большие, огромные проекты, например, на новую инфраструктуру в энергетике. Обама обещает в ближайшие 10 лет вложить 150 миллиардов долларов в развитие возобновляемых источников энергии, а заодно тем самым создать и 5 миллионов новых рабочих мест.
Ну и еще одно обещание – сэкономить за этот же период столько же нефти, сколько сейчас США импортируют с Ближнего Востока и из Венесуэлы вместе. По моим подсчетам, это что-то между тремя и тремя с половиной миллионов баррелей в день! Если удастся достичь такой экономии, то это будет удар по нефтяной промышленности не только Ближнего Востока.
Но, возможно, сильнее всего пострадают американские же нефтяные компании – сестры, все еще уцелевшие, не превратившиеся в звезды. В своем бюджете на 2010 год Обама хотел бы выжать из нефтегазового сектора на 31 с половиной миллиард долларов больше, чем сейчас. Тем самым он остается верен своей предвыборной платформе и новым обещаниям: забирать деньги у тех, кто загрязняет атмосферу и отдавать их тем, кто производит «зеленую» энергию. Ну и какие-то доходы государству тоже надо искать, не всё же деньги печатать.
А тут еще Обаму и подзуживают. Причем не только в Америке. Из Британии к нему обратился с открытым письмом лорд Хауэлл, между прочим занимавшийся энергетическими вопросами в правительстве Маргарет Тэтчер.
Лорд дал следующий поразительный совет президенту. Необходимо обложить нефть столь высокими налогами, чтобы она стоила для потребителей не менее 100 долларов за баррель, причем всем должно быть понятно, что это стратегическое, долговременное решение. (Если, конечно, цены начнут снова забираться вверх до уровня 150 долларов за баррель и выше, то надо будет гибко реагировать и налоги снижать.) Только тогда, пишет лорд, удастся избежать повторения ситуации 1986 года, когда развитие практически всех альтернативных видов энергии было приостановлено, долгосрочные инвестиции в них заморожены – они оказались невыгодными на фоне дешевой нефти. Теперь опять уже происходит нечто подобное – продажи машин-«гибридов» снизились в два раза с тех пор, как цена на нефть пошла вниз.
Лорд Хауэлл призывает американского президента проявить «отвагу» и доказать свою решительную приверженность объявленной программе «озеленения» мира. Другого способа, считает лорд, не существует.
Интересно, что лорд Хауэлл предлагает таким образом сдвигать американское общество в сторону новых прогрессивных энергоносителей весьма жесткими мерами, «принуждать» его к прогрессу. Это не обязательно должно происходить за счет нефтяных компаний, но согласится ли избиратель в тяжелые дни кризиса платить еще и в два-три раза больше за галлон бензина? Что-то сомнительно.
Так или иначе, а судя по некоторым заявлениям лидеров американских нефтяных корпораций, они настроены пессимистически. Да и не они одни говорят, что дополнительные налоги на «нефтянку» в годину кризиса приведут к сокращению рабочих мест и дальнейшему свертыванию экономики. И происходить это будет в то время, когда красивые планы Обамы по перестройке энергетики еще не приобрели реальных очертаний. Но главный вопрос: дополнительные налоги – это единовременный удар или начало большого пути?
Если второе – то значит, над уцелевшими «сёстрами» нависла, возможно, небывалая угроза. Куда там сенатору Джексону, Энрико Матеи и лидерам ОПЕК вместе взятым. Барак Обама – вот кто имеет шанс стать беспощадным охотником Орионом нового времени, положившим конец если не эпохе нефти, то, по крайней мере, эре славы и могущества больших нефтяных компаний.
Жаль только, что никто точно не знает, плохо это или хорошо.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.