“Чипирующий вакцинами людей” Bill Gates 2 недели назад выпустил свою книгу про глобальное потепление и обнуление выбросов CO2. Феерический ускорятель техногенного прогресса конечно + всепланетного масштаба.
Супер structured и top down
Наглядные цифры (масштабы/цены/сроки)
Пишет - запарился читать - разрозненную инфо и решил все обобщить. Междисциплинарно прямо зажег
“How to Avoid a Climate Disaster”, конспект, часть 1 из 2
Big idea
Нам нужно обнулить выбросы парниковых газов, декады, а потом научиться убирать из атмосферы, управлять планетарной экосистемой. Требует новых открытий + дистрибуции по миру. Я верю в человечество
Все выделяет CO2: отопление/кондеи, добыча, производство, транспорт, стройка, агротех
Человечеству важна эта гигантская цель, и быстрее, чем раньше сопоставимого масштаба, нужны прорывы в науке и инжиниринге, нужен общественный консенсус (его пока нет), нужна стимулирующая госполитика, чтобы пропушить переход в zero CO2 emission
Чем плохо потепление?
Потепление точно антропогенное, см графики XX в., вопрос моделей только в темпах - через 30 лет или через 50 лет будет сильно теплее
Ведёт в тч к засухам и ливням, бедные (0.6-1 млрд чел) по миру зависящие от земледелия и скота, будут вынуждены переселяться, чтобы не умереть с голоду. Еда для мира тоже подорожает. Даже если потепление не станет экзистенциальной катастрофой за следующее поколение, оно усилит неравенство
Как быть?
Столкнулся в 2005 в Африке делая благотворительность, что там проблемы с просто дешевой энергетикой, дальше не обращал внимания, потом прозрел
В 2015 сделал Breakthrough Enregy межгосударственную коалицию, и частные 40 богачей (Джек Ма, Хосла, Далио, Кларман, Безос итп). Вложили несколько млрд $ в 50 стартапов, а также advocacy инициативы
Богатые страны должны пролидировать переход на зеленую энергетику. Сейчас 40% выбросов CO2 делает 16% населения мира (богатые страны).
Потребление энергии вырастет на 50% к 2050 = это как ежемесячно добавлять по одному Нью-Йорку, но 40 лет подряд, т.к. повышение уровня жизни
Выбросы СО2 идут от:
Производство (сталь цемент пластик) 31%
Электричество 27%
Агро (в т.ч. скот) 19%
Транспорт и самолеты/грузовики/суда 16% (половина из этого = 8% - легковые авто). (Виктор: т.е. Илон работает в направлении 8% выбросов, а остается еще в 12 раз больший объем?)
Кондеи, холодильники, обогрев 7%
Масштабы энергетики
Энергетика - это ОЧЕНЬ долгий маховик в цивилизации: уголь с 1840 по 1900 рос с доли 5% до 50% от всей энергетики, нефть 60 лет с 1910 до 40%, газ 60 лет с 1930 до 20% всей энергетики
Процессоры стали в 1 млн раз быстрее с 70ых, но это outlier, а все остальные технологии так радикально не улучшаются. Нет путей сделать за 50 лет в 1 млн раз более энергоэффективный автомобиль. Солнечные панели 50 лет назад кпд 15% от солнечного света, сейчас 25%. и т.д.
Энергетика: оборот $5 трлн в год, и тотально зарегулирована (в отличие, скажем, от интернета). В софте все быстро, в, скажем, биотехе - годы.
И все это регулирование устарело, нужно новое. 97% ученых согласны, что климат меняется из-за людей, а в обществе и власти - нет согласия, что пора действовать
Как думать про предлагаемые решения?
Я долго читал разное и всюду рваная подача инфо, не было целостности. А я оч top down. Теперь использую такой framework:
Какой % от общих выбросов в 51 млрд тонн повлияет данная технология? (в случае успеха) (их VC фонд Breakthrough Energy кладет только если potential impact больше 1%)
Решения нужны во всех 5 сегментах СО2: электричество, производство, агро, транспорт, кондеи/отопление
кВт= 1 дом. гВт = средний город. Сотни гВт = большая богатая страна
Сколько кв.м. Земли понадобится на данную технологию?
Green Premium = какая будет переплата за экологичность относительно сегодняшнего уклада на ископаемом топливе? И смогут ли страны средних доходов ее себе позволить?
Электричество
Сейчас эл-во - это 27% от общих выбросов СО2, но если его засолвить, то можно будет и промышленность менять на новый уклад, и транспорт. Иными словами, доля зеленого эл-ва в общем СО2 возрастет
Вояжил с сыном на электростанции, “я в трепете перед нашей физической инфраструктурой” (“но я nerd”)
В экваториальной Африке меньше 50% людей имеет надежное эл-во. Нужно топать в магаз, зарядить телефон ($0.25 за раз, в сотню (!) раз дороже, чем в развитых странах)
Оказывается, затапливание земли для ГЭС выбрасывает метан из почвы и нужно 50-100 лет работы ГЭС, чтобы окупить этот неожиданный эффект
Эл-во подешевело в 200 раз с 1900 по 2000 г., всего 2% ВВП США сейчас. Это связано со стимулированием в 20ом веке, и сейчас госсубсидии на ископаемое топливо достигают $400 млрд/год (по оценке IEA). Только в 2019 угольных электростанций построили на 250 гВт (это как 60 чернобыльских АЭС)
В США семья тратит 29 кВт/день. Переплата за зеленое эл-во в США может быть 15% = +$18 мес = подъемно. Кроме самых бедных кто тратят 10% доходов на эл-во. В EU +20% тоже
Небольшая премия в США возможна, тк на юге solar panels, на Midwest ветер, а на севере ГЭС
Азия и Африка сложно. Китай вытащил из бедности сотни млн людей за счет снижения цены угольных электростанций в 4 раза. И теперь хотят Индию/Индонезию/итп/Африку. Как сделают выбор эти страны?
Renewables также неравномерно распределены по миру, где-то пасмурно и нет ветра = нужно передавать издалека (а передача энергии уже сейчас стоит 1/3 его конечной цены. Но ключевое там - запасы мощности на непрерывность в пиковые нагрузки)
Чем больший процент зеленого электричества, тем сложнее с его способностью покрывать пики. Я не верю в аккумуляторы - это запретительно дорого (сейчас = $100/кВт) для таких масштабов: с поправкой на число зарядов Li-Ion батарей, цена света ночью будет в 3 раза дороже, чем днем + абсолютный масштаб: за 3 дня энергии Токио требуют батарей на $400 млрд (сейчас в мире столько выпускают за 10 лет). Лучше временно включать газовые электростанции. Ну и ждать 5x прогресса в аккумуляторах…
Но сезонность в renewables - вот самая жесть. В Эквадоре солнце ровно, в Сиэттле где я живу - 2x разница в году, в Канаде и РФ - до 12x. АЭС и газовые станции нам в помощь.
Германия реализует амбициозный план достичь к 2050г 60% электричества из возобновляемых источников
Если будем переводить металлургию итп на эл-во, к 2050 г объём электрогенерации должен стать 2-3x от сегодня. Это +75 гВт/год 30 лет подряд (сейчас ввод 22 гВт/год)
С 2010 по 2020 solar panels подешевели в 10x
Для renewables нужно строить высоковольтные магистрали через всю страну (из середины где ветер и из юга где солнце - на побережья, где города). Финансирую исследование где моделируют сеть электропередач на все США с учетом renewables + нужны такие модели по всему миру
Подводы мощности к каждому дому нужно будет, как минимум, удвоить = тоже мега инфраструктурный масштаб
ЛЭП закопать стоит 5-10x дороже + остается проблема нагрева проводов, нужны новые технологии
США повезло с солнцем и ветром, а миру нужны новые открытия в чистой энергетике
АЭС
Только АЭС - если днем и ночью + без влияния сезонности. В США 20% энергии, во Франции 70% (а по миру солнце + ветер=7%)
Из расчета на 1 кВт на сооружение ГЭС/ветряков/солнечных панелей надо в 10-15 раз больше цемента/стали/стекла чем на АЭС/газ/уголь. Если учесть простой ветряков и солнечных панелей 60% времени, то разница возрастает еще в 3x. А АЭС uptime - 90% ( = простой 10%)
Three Mile Island/Чернобыль/Фукусима остановили решение проблемы их ошибок, отрасль замерла. “Авто убивают людей, давайте их не производить”
С 2008г основал компанию TerraPower, для нового поколения реактора, пока в суперкомпьютерах, но работают с US gov для создания прототипа
Термояд
Термоядерные реакторы: как солнце - водород в виде газа электризуют до состояния плазмы и температура 50 млн градусов, водород превращается в гелий и выделяет колоссальный объем тепла. Удерживают все это в основном магнитным полем или лазером. Главная ценность - не нужны редкоземельные (уран) вещества, а просто водород из воды. Уже давно пытаются, все не сделают. “термояд всегда будет в 40 годах впереди” (с) отраслевая шутка
EU+6 стран с 2010 строят во Fr проект ITER: к 2025 первая плазма, к концу 2030-ых - электричество = 30 лет
Ветряки
США потребляют 1000 гВт электричества ( = 250 Чернобыльских АЭС)
Англия и Китай вваливают субсидии в прибрежные ветряки. А в США оч regulated, учет интересов владельцев недвиги на пляжах, туризма, рыбаков, экологов
Геотермальная энергия
Мало где доступна, и абсолютные масштабы небольшие: может дать максимум несколько % от общего мирового потребления энергии сегодня
Запасание энергии
Аккумуляторы - я потратил больше всего времени на это, и на инвестиции в такие стартапы. Похоже, макс в 3 раза улучшим, неизвестно когда
Резервуары с водой - подходит для масштаба городов, по сути электронасосами многократно накачиваешь хранилище воды для ГЭС
Еще пробуют закачивать в подземные резервуары под давлением
Водород - это может перевернуть мир как ПК. Зеленой энергией делаешь водород, его можно возить, хранить, и про окислении он тоже не дает CO2. Но молекулы такие маленькие, что под давлением просачиваются сквозь металл баков. Электролиз дорогой, нужны прорывы
Захват СО2
Можно улавливать после горения на ТЭЦ до 90% СО2, но чисто cost для операторов, поэтому никто не делал
В атмосфере ловить сложно. Всего 1 молекула из 2500 в воздухе - это СО2
Производство
В Сиэттле есть мост 250м, сделанный на 77 плавающих бетонных поплавках, чудо инженерии. Китай произвел за 21ый век 26 млрд тонн цемента, а США 4 млрд ЗА ВЕСЬ 20ый век. + сталь. + пластик. + стекло. + алюминий. + удобрения. Рост благосостояния локально ведет к необитаемости планеты вдолгую. Поэтому нужно зеленую переплату, чтобы жить как жили, но не опасно
Для стали жгут уголь 1700 градусов. Индия Китай Япония плавят каждая больше стали чем США. Мир будет выплавлять 3 млрд тонн/год к 2050
Для цемента нужен еще и кальций, его добывают из известняка (а это кальций + СО2)
Пластик в десяток раз меньше на фоне стали и цемента, но все равно состоит из углерода, а его берут из нефти (с 1950ых, прорыв в химии). Пластик скорее оч долго и кислотно разлагается в природе, нежели влияет на парниковый эффект
На пр-ве 3 фактора CO2: 1 эл-во для фабрик 2 тепло (плавить и т.п.) 3 часть пр-ва материала (известняк для цемента). Нужно перетекать на эл-во, а где нельзя (тысячи градусов температуры) - ставить уловители СО2
Переплата за экологичность будет +10..15% за пластик, +15..30% за сталь, и +75..140% за цемент. Без госрегулирования такая переплата не будет оплачиваться
Цемент пока нельзя делать без СО2, так что надо улавливать на пр-ве + и из атмосферы тоже
Инновации лежат в области электрификации пр-ва, сбора вторсырья, меньшем потреблении, деревянных дорогах и т.п.
Агротех
Скот
Тут выделяется метан (в 28 раз сильнее парниковый эффект чем СО2) и NO2 (в 265 раз сильнее СО2). Метан и NO2 отвечают за 80% парникового эффекта в агротехе, а он дает 7 млрд тонн/год из 51 млрд тонн/год СО2 в целом
Развитые страны оч плавно растят потребление мяса, Китай пока сильно. Нобелевский лауреат Norman Borlaug в 60ые улучшил пшеницу и 1 млрд чел в мире спас от голодания. Но к концу 21го века население будет +40% = 10-11 млрд чел = спрос на еду все равно останется большим = нам нужны несколько прорывов уровня Borlaug’а
В желудках за счет бактерий идет ферментация, выделяется метан, 1 млрд голов скота, только за счет газов скота = 4% от 51 млрд тонн СО2. Еще столько же дает навоз и кал скота. А еще вода, трава и зерно для них (!). В Южной Америке и Африке выделяет до в 5 раз больше т.к. хуже породы = upside for optimization
Отказаться от мяса сложно будет, в т.ч. культура, но можно например растительное - я инвестор в Beyond Meat и Impossible Foods. А еще выращивать из стволовых клеток животных - Memphis Meats
Удобрения
В 1908г Haber и Bosch открыли синтетические удобрения, “самое большое изобретение о котором не знают большинство людей”
Но растения усваивают только половину, остальное утекает в почву, загрязняет, а также окисляется и летит в атмосферу = растит парниковый эффект на 2-3%. Простых и экономичных решений этому пока нет
Вырубка лесов
Отвечает за треть выбросов в агро
Это не вопрос технологий, а стимулов в обществе и политике
Сажать деревья? Не оч оправданно. За 40 лет 1 дерево поглотит 4 тонны СО2. Если оно сгорит - все опять улетит в атмосферу. Эффект если сажать именно в тропиках. Чтобы заместить деревьями эффект СО2 хотя бы США, нужно посадить их на 25 млн кв миль - это половина земель земного шара
Прочее
Книгу писал его спичрайтер, с которым он уже 14 лет работает (Josh Daniel)
Китай хочет стать carbon neutral к 2060г. Байден вернет США обратно на этот путь после Трампа
Потепление требует мировой кооперации + развитые страны (как и с COVID) будут распространять clean tech по миру не потому что это альтруизм, а потому что в Техасе не снизится температура если в Индии продолжат жечь уголь
Декарбонизация уничтожит много рабочих мест в добыче топлива, металлургии, цементе, и развитые страны должны позаботиться о рабочих местах working class по всему миру
Нужно междисциплинарный научный подход. Хотя вдолгую отдача от R&D самая большая, вкороткую она тоже есть: госинвестиции США во все сферы R&D в 2018г создали прямо и косвенно 1.6 млн раб мест, $126 млрд зарплат и $39 млрд налогов
