Autor 2117 vizualizări


Marile schimbări istorice în domeniul energetic, trecerile de la lemn la cărbune, de la cărbune la petrol, apoi la energia nucleară și dincolo de ea, au transformat radical civilizația umană și o vor face și în viitor.

Istoria tranzițiilor în energie – lemn, cărbune, petrol, gaze naturale, energie nucleară – este una foarte lungă, căci aceste tranziții nu se petrec imediat, ci sunt fenomene de lungă durată. Orice inovație în acest domeniu depinde de tehnicile existente, apoi schimbă treptat caracteristicile tehnologice, sociale și economice ale unei societăți;de aceea, este nevoie de câtva decenii pentru răspândirea unor inovații semnificative și încă și mai mult timp pentru dezvoltarea infrastructurii necesare.

Cărbunele pe primul loc

Procesul de difuzare a noilor tehnologice este, în fond, un proces de învățare;iar oamenii învață încet. Înlocuirea lemnului cu cărbunele a fost fundamentală pentru succesul Revoluției Industriale, dar schimbarea nu s-a făcut rapid. Cărbunele era folosit deja de 3000 de ani, dar doar sporadic. Caracteristicile sale nu se potriveau unei societăți organizate în jurul lemnului, în comparație cu care era, de-a dreptul, murdar:cărbunele avea nevoie de alte deprinderi și tehnologii pentru colectarea și distribuirea sa, iar fumul rezultat din ardere era mult mai toxic.

În Anglia Tudorilor, când se credea că fumul de la lemn întârește grinzile caselor și dezinfectează aerul, coșurile de fum erau ceva neobișnuit. Mai târziu, Londra secolului al XVI-lea s-a confruntat cu o problemă asemănătoare celor din orașele de azi:pe măsură ce orașul se dezvolta, o arie tot mai mare din jurul său era despădurită și, pe măsură ce distanța de transport creștea, lemnul devenea din ce în ce mai scump. De aceea, săracii au trecut la cărbune, căruia bogații i-au rezistat în primă fază. Chiar și în epoca elisabetană târzie, aristocrația încă se opunea puternic folosirii cărbunelui. Doamnele de familie bună nici nu intrau în camere în care fusese ars cărbune și refuzau să mănânce carne gătită pe un foc de cărbuni, în timp ce bărbații nu era tocmai dornici să accepte bere alterată de mirosul de fum de cărbune.

Fabricile de bere au fost principala industrie londoneză care a apelat la cărbune în defavoarea lemnului;aici, cărbunele a devenit sfânt. Apoi aristocrația a început să accepte tranziția după moartea Reginei Elisabeta I, la începutul secolului al XVII-lea, când rege devine James VI al Scoției. Nobilii scoțieni se confruntaseră deja cu lipsa de lemn și aveau acces la un tip de cărbune mai puțin sulfuros, astfel că schimbarea a venit și la Londra când noul rege a decis să folosească, pentru încălzirea palatului din capitală, cărbunii.

Cărbunele devine, astfel, la modă, iar până la 1700 producția de cărbune în Anglia și Țara Galilor ajunsese la 3 milioane de tone anual. Un secol mai târziu, producția se triplase deja. Existau însă două provocări tehnologice fundamentale de care depindea creșterea acestei producții. Prima stătea în faptul că adâncirea minelor de cărbune penetra pânza freatică și cauza inundații în mine:astfel, apa trebuia pompată în exterior. Pentru asta au fost dezvoltate motoarele cu aburi, dar nu numai:din brevetele emise în Anglia între 1561 și 1668, 3/4 sunt legate de industria cărbunelui, iar 1/7 de problema drenajului.

Cealaltă provocare fundamentală era modalitatea de transport a cărbunelui. Lemnul putea fi transportat eficient în loturi relativ mici cu ajutorul căruțelor sau bărcilor. Insă cărbunele trebuia scos din pământ, iar pentru ca industria să fie cu adevărat eficientă, transportul său trebuia să se facă în cantități mari. La început, transportul se făcea pe mare, din minele aflate în apropierea porturilor. Spre exemplu, la 1600, existau circa 400 de vase carbonifere care funcționau între Newcastle și Londra. La 1700, numărul lor ajungea la 1400, iar vasele erau acum mai mari. La începutul secolului XVIII, circa jumătate din toată flota comercială britanică (după tonaj) era angajată în comerțul/transportul cu cărbune. Odată cu creșterea cererii și deschiderea de mine mai în interiorul țării, a fost nevoie și de dezvoltarea unor canale de transport. S-au dezvoltat astfel tehnologii noi pentru a face față provocărilor cerute de producția de cărbune, dintre care cea mai importantă a fost calea ferată.

Petrolul, noul rege

A doua mare tranziție energetică își are originile în Statele Unite și, ca tranziția la cărbune, a început cu o preadaptare. Stadiul de preadaptare, în cazul cărbunelui, a fost înlocuirea lemnului în plan domestic, care a dus apoi la folosirea sa pentru mașinile cu aburi din domeniul minier, în transporturi și manufacturi. Petrolul a fost mai întâi folosit ca substitut pentru uleiul de balenă, pentru iluminat – sub formă de kerosen. În 1860, la un an după ce Billy Smith descoperă zăcămintele de petrol de la Oil Creek, în Titusville, Pennsylvania, un pamfletar scria că „țițeiul emite o lumină delicată, cea mai puternică, dar și cea mai ieftină din lume;o lumină demnă de regi și regaliști, dar nepotrivită pentru republicani și democrați”. Kerosenul va rămâne cel mai important produs petrolifer timp de decenii, în timp ce pe plan secundar se dezvolta piața pentru petrol, păcură, lubrifianți, parafină și vaselină.

La începutul secolului XX, cărbunele era încă folosit în proporții de 93% dintre combustibilii minerali consumați în SUA, iar lumina electrică înlocuia lanterna cu kerosen în zonele urbane. Petrolul intrase în declin, căci era mult mai scump – pe unitate de energie – decât cărbunele. Însă era mult mai ușor – și mai ieftin! – de transportat, iar acest fapt a făcut diferența. Apoi, la începutul secolului XX, au fost descoperite marile zăcăminte de petrol din Texas și California. Căile ferate din Vest și Sud-Vest au fost convertite rapid pentru transportul de petrol, căci petrolul local era mai ieftin decât cărbunele adus de la distanță. Și pentru că în intervalul 1900-1920, totalul consumului de energie s-a dublat, petrolul s-a extins mai mult pe piață fără a amenința direct industria cărbunelui.

Una din cele mai importante piețe pe care a pătruns petrolul pentru a înlocui cărbunele a fost industria transportului maritim. US Navy a trecut la petrol înainte de Primul Război Mondial. A urmat apoi industria automobilelor, care a asigurat succesul petrolului.

Industria automobilelor asigură succesul îndelungat al petrolului

Henry Ford a vrut inițial să dezvolte un tractor pentru fermieri. „Nu a fost greu pentru mine să construiesc un vagon sau tractor pe aburi”, scria el în autobiografia publicată în 1922. „În timpul construcției mi-a venit ideea că [autovehiculul] ar putea fi folosit pentru drumuri... Am descoperit eventual că oamenii erau mai interesați de ceva pentru călătorie pe drumuri decât într-o mașinărie pentru munca la fermă.”

Producând mașinile cu motor, Ford și competitorii lui au ușurat munca agricolă reducând cererea pentru hrana animalelor. In Marea Britanie în anii 1890, spre exemplu, anual se cheltuia pentru hrana cailor din orașe o sumă aproape egală cu valoarea tuturor culturilor agricole din țară. Insă automobilul înlocuiește căruța trasă de cai și facilitează transportul pe distanțe mai mari, oferindu-le antreprenorilor șansa să-și lărgească cercul de clienți. Abia după ce acest proces s-a încheiat, în anii '20, automobilele au devenit cu adevărat un mod de transport important care putea contesta calea ferată pe transportul pe distanțe mari al oamenilor sau mărfurilor. 

Preadaptările care au pavat drumul automobilelor au inclus și disponibilitatea petrolului ca produs secundar al rafinăriilor și pavarea străzilor pentru căruțele trase de ceai. 8% din totalul drumurilor din SUA erau deja pavate la 1905, când existau mai puțin de 80.000 de automobile. Motorul diesel a fost conceput inițial ca un motor cu combustie pentru praf de cărbune, însă cenușa rezultată strica cilindrii și pistoanele. Motorina, în schimb, un alt produs secundar al rafinăriilor, a făcut acest tip de motor mai practic.

Până în 1950, lemnul de foc mai reprezenta toar 3.3% din totalul consumului de energie din SUA, iar gazele naturale ajunseseră la 17%; cărbunele și petrolul reprezentau fiecare 36%. Petrolul a ajuns, în 1968, la 43%, un procent semnficativ, dar mult mai mic decât ponderea de 70% la care ajunsese cărbunele în epoca sa de glorie. În plus, apăruseră gazele naturale, care devin un competitor important al petrolului, la doar 20 de ani de la apariția acestuia.

Între cărbune și petrol decalajul fusese mult mai mare, de circa 150 de ani. Astăzi, ambele se află în declin ca pondere în totalul energiei consumate pe plan mondial, chiar dacă cererea pentru petrol a ajuns la un maxim istoric. „Industria petrolului încă are cea mai mare parte a viitorului său în față”, a prezis fizicianul Cesare Marchetti, căci petrolul înregistreaz o medie a pierderii de producție de doar 1.6% pe an. Însă viitorul pe termen lung aparține gazelor naturale, care – spune același Marchetti – ar putea ajunge la un maxim de 70% din totalul pieței (adică nivelul la care ajunsese cândva cărbunele) în jurul anului 2040. Gazele naturale au avut timp să câștige treptat mai mult loc pe piață deoarece următorul său competitor, energia nucleară, a apărut șapte decenii mai târziu.

Preadaptările care au pregătit apariția energiei nucleare continuă, și astăzi, să ne bântuie, căci amintesc de bomba atomică. În SUA, URSS, Marea Britanie, Franța și China, reactoarele nucleare au fost dezvoltate, înainte de toate, pentru reproducerea plutoniului pentru armele nucleare. Însă dezvoltarea pe scară largă a reactoarelor, în SUA, imediat după război, a fost întârziată de faptul că toată lumea implicată în această industrie credea că minereul de uraniu de înaltă calitate este foarte rar în lume, prea rar pentru a fi folosit în detrimentul producției de arme, în condițiile în care în anii '50, aproape toată producția americană de uraniu și plutoniu era dedicată armelor nucleare. Într-un final, guvernul a oferit bonusuri pentru prospectorii care veneau cu descoperiri de calitate, iar prospectorii – reluând Goana după Aur din California – au descoperit marile resurse de uraniu din Platoul Colorado.

O altă întârziere a fost cauzată de dorința guvernului de a păstra programele nucleare secrete. În 1946, prin legea pentru energia atomică, aceasta a devenit monopol absolut al guvernului federal. Toate descoperirile erau secrete din stat-și tratate ca atare până erau declasificate – iar pedeapsa pentru divulgarea secretelor atomice era închisoarea pe viață, dacă nu chiar moartea. În plus, plutoniul și uraniul deveneau proprietatea guvernului și nimeni nu putea construi sau opera un reactor nuclear decât sub contract guvernamental (iar aceste reactoare nu puteau fi proprietate privată. Toate aceste restricții – și mentalitatea celor din guvern – au trebuit să fie revizuite pentru ca dezvoltarea energiei nucleare să fie posibilă. 

Însă și energia nucleară pierde teren în fața unui trend din care ea însăși face parte, anume cel de „decarbonizare, ” de descreștere a cantității de carbon sau CO2 emise în producția de energie. Aceasta este cu 30-40% mai mică decât era la jumătatea secolului al XIX-lea, dar cu toate acestea trendul de decarbonizare nu este suficinent pentru a limita sau inversa acumularea gazelor de seră. Este însă un început în direcția bună.

În orice caz, lumea va avea nevoie de toate sursele de energie de care poate dispune. Pe termen lung, în secolul XXII, noile tipuri de energie promit un mediu înconjurător mai curat, mai sănătos, standarde de viață mai bune, o speranță de viață de 70 de ani și, implicit, mai puține conflicte în rândul populației crescânde, ce poate ajunge la 10 miliarde de oameni, atâta timp cât aceasta este sustenabilă. 

 

 


Richard Rhodes, How oil became king, în „History Today”, vol. 62, nr.8, 2012

""