Nowa książka Billa Gatesa. Publikujemy jej fragmenty

Wszyscy kochamy elektryczność, tylko większość z nas tego nie wie. Elektryczność nigdy nie zostawia nas samych, troszczy się o to, żeby zawsze działały nasze światła uliczne, klimatyzatory, komputery i telewizory. Zasila najróżniejsze rodzaje procesów przemysłowych, o których większość z nas wolałaby nie myśleć. Ale jak to w życiu bywa, nie zdajemy sobie sprawy, ile coś dla nas znaczy, dopóki tego nie stracimy. W Stanach Zjednoczonych przerwy w dostawie prądu są tak rzadkie, że ludzie wspominają ten jeden jedyny raz, kiedy dziesięć lat temu zgasło światło i utknęli w windzie. Nie zawsze zdawałem sobie sprawę, jak bardzo polegamy na elektryczności, ale przez lata stopniowo zacząłem dostrzegać, jak jest niezbędna. I naprawdę doceniam całą pracę, której potrzeba, żeby dostarczyć nam ten cud. W zasadzie można by powiedzieć, że jestem zachwycony materialną infrastrukturą, która sprawia, że prąd jest tak tani, dostępny i niezawodny. To wręcz magiczne, że w zamożnym kraju można po prostu nacisnąć przycisk właściwie gdziekolwiek i słusznie oczekiwać, że zapali się światło i że będzie to kosztować nie więcej niż psi grosz. Naprawdę: w Stanach Zjednoczonych włączenie na godzinę 40-watowej żarówki kosztowałoby cię około połowy centa. W naszej rodzinie nie jestem jedynym, który czuje miętę do elektryczności: razem z moim synem Rorym wielokrotnie dla czystej przyjemności zwiedzaliśmy elektrownie, żeby dowiedzieć się, jak działają. Cieszę się, że aż tyle czasu poświęciłem na zgłębianie wiedzy o elektryczności. Z jednej strony to wspaniała wspólna rozrywka dla ojców i synów (naprawdę). Poza tym wymyślenie tego, jak zachować wszystkie korzyści z taniego, niezawodnego prądu bez jednoczesnego emitowania gazów cieplarnianych, to najważniejsza rzecz, którą musimy zrobić, żeby uniknąć katastrofy klimatycznej. Częściowo dlatego, że produkcja prądu przyczynia się do zmian klimatycznych w największym stopniu, ale także dlatego, że jeśli będziemy tworzyć zerowęglową elektryczność, będziemy ją mogli wykorzystać do zdekarbonizowania wielu innych naszych działań, takich jak przemieszczanie się i wytwarzanie rzeczy. Energia, której sobie odmawiamy, rezygnując z węgla, gazu ziemnego i ropy, musi skądś się brać, więc jej głównym źródłem stanie się czysty prąd. Właśnie dlatego zaczynam o niej mówić w pierwszej kolejności, mimo że produkcja rzeczy jest odpowiedzialna za większą część emisji. Dodatkowo coraz więcej ludzi powinno mieć zapewniony dostęp do prądu i z niego korzystać. W Afryce Subsaharyjskiej mniej niż połowa populacji ma w domu dostęp do niezawodnego zasilania. A jeśli w ogóle nie ma w domu dostępu do prądu, to nawet tak prosta czynność jak ładowanie telefonu komórkowego staje się trudna i droga. Trzeba iść do sklepu i zapłacić 25 centów lub więcej za podłączenie telefonu do gniazdka – to setki razy więcej, niż płacą za to ludzie w krajach rozwiniętych. 860 milionów ludzi nie ma stałego dostępu do prądu. Mniej niż połowa mieszkańców Afryki Subsaharyjskiej jest podłączona do sieci energetycznej (Międzynarodowa Agencja Energetyczna). Nie oczekuję, że większość ludzi będzie podobnie podekscytowana transformatorami i trakcjami energetycznymi (nawet ja potrafię się zorientować, że trzeba być niezłym nerdem, żeby napisać zdanie: "Jestem zachwycony materialną infrastrukturą"). Myślę jednak, że gdyby wszyscy zastanowili się przez chwilę, ile wysiłku trzeba włożyć w świadczenie usługi, która wydaje się oczywista, bardziej by ją docenili. I zdaliby sobie sprawę, że nikt z nas nie chciałby z niej rezygnować. Niezależnie od tego, jakich metod użyjemy, żeby zmienić nasz prąd w zerowęglowy, powinien on być tak samo niezawodny i prawie tak samo przystępny cenowo jak ten, z którego korzystamy dzisiaj. W tym rozdziale chcę wyjaśnić, co trzeba będzie zrobić, żeby elektryczność wciąż była tym, co lubimy – tanim i zawsze dostępnym źródłem energii – i żeby można ją było dostarczyć nawet większej liczbie ludzi, ale bez emisji węglowych. Opowieść zaczyna się od tego, jak znaleźliśmy się w obecnym położeniu i dokąd zmierzamy. — Wziąwszy pod uwagę, jak nieodzowna jest dziś energia elektryczna, zbyt łatwo zapomina się o tym, że stała się ważnym składnikiem życia w Ameryce dopiero w pierwszych dekadach XX wieku. A jednym z jej najważniejszych źródeł we wczesnym okresie nie był wcale węgiel, ropa czy gaz ziemny – jak może zwykliśmy sądzić dzisiaj – ale woda w elektrowniach wodnych. Hydroenergia ma wiele zalet – w tym tę, że jest stosunkowo tania – ale ma też sporo wad. Stworzenie zbiornika wodnego wymaga przesiedlenia lokalnych społeczności i zaburzenia ekosystemu. Kiedy zalewasz wodą ziemię, w której jest duża zawartość węgla, ten w końcu zamienia się w metan i ucieka do atmosfery – z tego powodu, jak pokazują badania, przez jakieś 50 do 100 lat zapora wodna może być większym emitentem niż elektrownia na węgiel, dopóki nie zrekompensuje całej emisji metanu, za którą jest odpowiedzialna . Ponadto ilość energii, którą można wygenerować na tamie zmienia się wraz z porami roku, ponieważ zależy od zasilanych deszczem strumieni i rzek. I, oczywiście, hydroenergia nie jest mobilna. Musisz budować zapory tam, gdzie płyną rzeki. Paliwa kopalne nie mają takich ograniczeń. Możesz wydobyć węgiel, ropę czy gaz ziemny ze złoża i przemieścić ten surowiec do elektrowni, w której się go spala, użyć ciepła do podgrzania wody, pozwolić parze wodnej poruszyć turbinę i wyprodukować prąd. Z powodu tych zalet zdecydowaliśmy się na paliwa kopalne wtedy, gdy po II wojnie światowej wzrosło w Stanach Zjednoczonych zapotrzebowanie na energię elektryczną. Odpowiadają one za większość nowych zdolności produkcyjnych w zakresie energii, które stworzyliśmy w drugiej połowie XX wieku – czyli za blisko 700 gigawatów, to jest prawie 60 razy więcej niż to, czym dysponowaliśmy przed wojną.

Stworzyć prąd wolny od węgla ROZSZCZEPIANIE ATOMU. Jednozdaniowe podsumowanie sprawy energii jądrowej brzmi: jest to jedyne pozbawione śladu węglowego źródło energii, które może dostarczać ją niezawodnie w dzień i w nocy, o każdej porze roku, niemal wszędzie na planecie i które zostało także wypróbowane na wielką skalę. Żadne z innych źródeł czystej energii nawet nie zbliża się do tego, co już dziś zapewnia energia jądrowa. (Mam tu na myśli energię z procesu rozszczepiania jądra atomowego, a więc dzielenia atomu na kawałki. Przejdę też do jej bliskiej krewnej – energii termojądrowej, ale w kolejnym wątku). Stany Zjednoczone pozyskują około 20 procent swojej energii elektrycznej z elektrowni atomowych. Francja ma tu najwyższy na świecie współczynnik, ponieważ aż 70 procent jej prądu generują elektrownie jądrowe. Porównaj to z udziałem słońca i wiatru w produkcji energii, który wynosi 7 procent w skali świata. Trudno wyobrazić sobie przyszłość, w której dekarbonizujemy nasze sieci energetyczne w osiągalny finansowo sposób, bez używania energii atomowej. W 2018 roku naukowcy  z Massachusetts Institute of Technology przeanalizowali blisko 1000 scenariuszy zejścia Stanów Zjednoczonych do zera. Wszystkie najtańsze ścieżki zakładały użycie źródła energii, które jest czyste i zawsze dostępne – takiego jak energia jądrowa. Bez źródła tego typu osiągnięcie elektryczności zerowęglowej kosztowałoby dużo więcej. Elektrownie jądrowe są także numerem jeden, jeśli chodzi o efektywność wykorzystania takich materiałów jak cement, stal i szkło. Poniższy wykres pokazuje, jak dużo tych materiałów potrzeba, żeby wytworzyć jednostkę energii elektrycznej z różnych źródeł: Jak dużo materiałów potrzeba, żeby zbudować i utrzymywać elektrownię? To zależy od jej typu. Elektrownie atomowe są najwydajniejsze, przy ich budowie zużywa się dużo mniej materiałów w przeliczeniu na wytwarzaną jednostkę energii niż w przypadku innych źródeł (Departament Energii Stanów Zjednoczonych). Widzisz, jak niewielki jest słupek atomu? Oznacza to, że z jednego kilograma materiału użytego do budowy i utrzymania elektrowni otrzymujesz tu dużo więcej energii. To poważna sprawa, jeśli weźmie się pod uwagę, że produkując wszystkie te materiały, emitujemy gazy cieplarniane (więcej szczegółów na ten temat w następnym rozdziale). W dodatku wartości nie uwzględniają faktu, że farmy słoneczne i wiatrowe na ogół potrzebują więcej miejsca niż elektrownie atomowe, a wytwarzają energię tylko przez 25 do 40 procent czasu działania, kiedy w przypadku elektrowni jądrowych jest to 90 procent. Różnica jest więc nawet bardziej dramatyczna, niż pokazywałby wykres. Nie jest tajemnicą, że energia atomowa pociąga za sobą także problemy. Koszty budowy takich elektrowni są bardzo wysokie. Błędy ludzkie mogą prowadzić do wypadków. Uran, czyli używane w nich paliwo, może być przetworzony i użyty jako broń. Odpady z tych elektrowni są niebezpieczne i trudne w przechowywaniu. Głośne wypadki w elektrowni Three Mile Island w USA, w Czarnobylu w dawnym ZSRR i w Fukushimie w Japonii zwróciły powszechną uwagę na te niebezpieczeństwa. Do tych katastrof doprowadziły realne problemy, ale zamiast zacząć pracę nad poszukiwaniem ich rozwiązań, przestaliśmy podejmować próby doskonalenia się na tym polu. Wyobraź sobie, że wszyscy spotykają się pewnego dnia i mówią: „Słuchajcie, samochody zabijają ludzi. Są niebezpieczne. Przestańmy jeździć i dajmy sobie z nimi spokój”. To byłoby oczywiście absurdalne. Zrobiliśmy coś wręcz przeciwnego: użyliśmy innowacji, aby sprawić, że samochody są bezpieczniejsze. Wynaleźliśmy pasy bezpieczeństwa i poduszki powietrzne, aby chronić pasażerów przed wylatywaniem przez przednią szybę. Zaprojektowaliśmy bezpieczniejsze materiały i lepszą konstrukcję, żeby chronić podróżujących w momencie wypadku. Zaczęliśmy instalować kamery wsteczne, aby chronić pieszych na parkingach. Energia atomowa zabiła o wiele, wiele mniej ludzi niż samochody, a nawet znacznie mniej niż jakiekolwiek paliwo kopalne. Mimo wszystko powinniśmy ją doskonalić, tak jak zrobiliśmy z samochodami – analizując problemy jeden po drugim i znajdując rozwiązania za pomocą innowacji. Naukowcy i inżynierowie zaproponowali różne rozwiązania. Jestem bardzo optymistycznie nastawiony do tych stworzonych przez TerraPower – firmę, którą założyłem w 2008 roku, tworząc platformę do spotkań najwybitniejszych umysłów fizyki jądrowej i modelowania komputerowego w celu zaprojektowania reaktora jądrowego nowej generacji. Czy energia atomowa jest niebezpieczna? Nie, jeśli wyliczymy liczbę zgonów wywołanych przez określoną porcję energii elektrycznej, co prezentuje wykres. Przedstawione tu liczby odnoszą się do całego procesu wytwarzania energii – od wydobycia paliw z ziemi po zamianę ich na elektryczność; uwzględnione zostały tu również spowodowane przez nią problemy środowiskowe, np. zanieczyszczenia powietrza (Our World in Data). Ponieważ nikt nie zamierzał pozwolić nam zbudować eksperymentalnego reaktora w realnym świecie, stworzyliśmy laboratorium superkomputerów w Bellevue w stanie Waszyngton, gdzie nasz zespół prowadzi komputerowe symulacje różnych konstrukcji reaktora. Myślimy, że stworzyliśmy model, który rozwiązuje wszystkie najważniejsze problemy za pomocą konstrukcji o nazwie reaktor postępującej fali. Reaktor stworzony przez TerraPower może być zasilany różnymi rodzajami paliwa, w tym odpadami z innych elektrowni atomowych. Reaktor produkowałby dużo mniej odpadów niż dzisiejsze obiekty, byłby też w pełni zautomatyzowany – co eliminuje możliwość ludzkiej pomyłki – i mógłby zostać zbudowany pod ziemią, co chroniłoby go przed potencjalnym atakiem. Wreszcie – konstrukcja byłaby sama z siebie bezpieczna dzięki użyciu pomysłowych rozwiązań kontrolujących reakcję jądrową. Na przykład paliwo radioaktywne umieszczone jest tu w bolcach, które rozszerzają się, gdy są zbyt gorące, co spowalnia reakcję jądrową i zapobiega przegrzaniu. Wypadki byłyby po prostu uniemożliwione dzięki prawom fizyki. Przed nami jeszcze wiele lat, zanim nowa elektrownia będzie mogła powstać. Na razie konstrukcja stworzona przez TerraPower istnieje jedynie w superkomputerach. Współpracujemy z rządem Stanów Zjednoczonych przy budowie pierwszego prototypu.