4. Кремниевая революция и цветущие пустыни

Какое вещество ценнее всего для современного мира? Золото? Серебро? Платина? Алмазы? Нет, не они. Песок! Драгоценные металлы ценны в силу своей редкости. Но что можно сделать с небольшим количеством золота? Только лишь продать по более высокой цене, чем купил. Но, так сказать, много денег на этом не сделаешь. А песок, точнее говоря, находящийся в нем кремний, применяется для изготовления интегральных схем, которые встраиваются в технические устройства, способные давать колоссальное количество продукции. Кроме того, из кремния делаются фотоэлектрические батареи, генерирующие электричество от солнца. Возможно и объединить эти две функции, как это и делается во многих устройствах, начиная от карманных калькуляторов, подзаряжающихся от солнца, и кончая спутниками связи. Так что получается, что у песка потенциал создания богатства более значительный, нежели у золота.

Это действительно так, потому что уже сейчас можно говорить о трех кремниевых революциях. Первая кремниевая революция — производство из песка интегральных схем: вторая — производство фотоэлектрических батарей; третья кремниевая революция превратит песок пустынь в стеклянные парники, которые станут ядром новой технологической системы, а та изменит облик пустынь, подобно тому как глубокий плуг изменил облик Северной Европы тысячу лет назад.

О первой кремниевой революции написано уже достаточно много, обратимся лучше ко второй и третьей. Вторая кремниевая революция воплотилась в фотоэлектрические батареи — устройства, превращающие свет в электричество. Эта революция восходит еще к 1839 г., когда Беккерель заметил, что свет, падая на некоторые соединения металлов и солей, дает электричество. Теоретически этот феномен объяснил в 1905 г. Альберт Эйнштейн (к слову сказать, получивший Нобелевскую премию именно за работу над фотоэлектрическим эффектом, а не за теорию относительности, как думают многие).

Фотоэлектрическая технология развивалась параллельно с полупроводниковой. В 1954 г. в лаборатории телефонной фирмы «Белл», разработавшей первый транзистор была создана и первая фотоэлектрическая батарея. Изготовлена она была из цельных кристаллов кремния. Нынешний КПД превращения солнечной энергии в электричество составляет порядка 10%, однако теоретически возможный максимум — 25%. В 1956 г. была проведена первая международная конференция по солнечной энергии. Первые солнечные батареи вызвали большой энтузиазм, однако экономическая сторона дела оказалась просто-таки устрашающей: стоимость одного ватта электричества при максимальной освещенности доходила до 200 долларов.

От угрозы забвения солнечные батареи были спасены запуском спутника в 1957 г. и вступлением США в космическую гонку. В этих обстоятельствах стоимость уже не имела значения. Солнеч­ные батареи оказались идеальным средством получения в космосе небольших количеств энергии, достаточных для обеспечения первых спутников.

В начале 70-х годов стало очевидно, что запасы дешевой нефти невечны, да к тому же и арабские страны заявили о возможности прекращения поставок нефти на Запад. Просвещенное человечество вспомнило о солнечных батареях, хотя большинство специали­стов смотрели на вещи скептически: пи один энергетический прогноз до 2000 г. не рассматривал солнечную энергию всерьез. Однако уже в 1972 г. в США началось осуществление программы по развитию наземных фотоэлектрических систем. Финансирование этой программы росло по мере удорожания нефти. В 1978 г. конгресс США принял специальный закон, в осуществление которого министерство энергетики США приступило к выполнению десятилетней программы по разработке солнечных батарей с бюджетом в 1,5 млрд. долларов.

По одной из оценок, в 1975 г. мировое производство электричества из наземных солнечных батарей составляло 50 киловатт, что хватило бы на обеспечение энергией лишь нескольких домов. К 1978 г. оно возросло уже до 2 тысяч киловатт. Сейчас идет интенсивный поиск путей удешевления и повышения эффективности таких систем. Наиболее перспективный подход объединяет в себе технологию первой и второй кремниевых революций; проще говоря, разработаны интегральные схемы, позволяющие производить более сложные и эффективные фотоэлектрические батареи. Так что не будет ничего удивительного, если в течение 80-х годов в этой области появятся новые разработки, которые в странах с обилием солнечных дней в году дадут более дешевую энергию, чем дают твердые виды топлива и ядерная энергия.

Воздействие этой технологии на общество будет громадным, причем во многих областях, начиная от общей энергетики и кончая транспортом. Мы уже были свидетелями перелета через Ла-Манш аэроплана, двигатели которого работали от солнечных батарей. Его конструктор заявил: «На самом деле это наиболее нелепый способ использования солнечной энергии. Нам просто хотелось показать, на что она способна». Это было в 1981 г. Что же будет, когда солнечные батареи станут совсем дешевыми?

Очевидно, что наиболее сильным в данном случае будет воздействие на страны «третьего мира». Что у них есть в изобилии, так это солнечный свет. А от повышения цен на нефть больше всего пострадали опять-таки они. Так что дешевые солнечные батареи могут значить для них очень многое.

В развивающихся странах жаркого пояса вода залегает на глубине менее 10 метров. Чтобы ее извлечь на поверхность, требуются насосы мощностью всего лишь 1000 ватт. Такие насосы уже разработаны и опробованы в рамках специальной программы ООН по развитию. Дешевые и падежные источники электроэнергии для оросительных систем и сельскохозяйственной техники, а также для предприятий по переработке продовольствия в высочайшей степени повысят производительность в беднейших частях мира. Вторая кремниевая революция станет классическим образцом технологии, создающей богатства путем перевода нересурсов, в данном случае солнечного света, в один из основных ресурсов — полезную энергию.