Революция разума: на подступах к Сингулярности. Как технологии изменят общество и сознание - Рэймонд Курцвейл

электростанций. Например, часто звучат предложения разместить солнечные панели на небольшой части пустыни Сахара. Это будет иметь большое значение, потому что позволит обеспечить электроэнергией всю Европу (с помощью кабелей, проложенных по дну Средиземного моря) и Африку235.

Одной из ключевых проблем, с которыми сталкиваются при внедрении и развитии технологий солнечной энергетики, является отсутствие эффективных способов хранения электроэнергии. Ископаемое топливо обладает тем преимуществом, что его можно хранить в течение длительного времени и использовать только тогда, когда это необходимо для производства электроэнергии. Однако солнце светит только в дневное время, к тому же интенсивность его излучения меняется в зависимости от времени года. Поэтому нам необходимы эффективные решения для запасания солнечной энергии, чтобы иметь возможность использовать ее в любое время, когда возникнет такая необходимость. Это может произойти как через несколько часов, так и через несколько месяцев.

К счастью, эффективность и доступная емкость технологий хранения энергии также растут экспоненциально. Стоит отметить, что этот экспоненциальный рост не связан с фундаментальными причинами, такими как закон ускорения отдачи. Развитие технологий хранения энергии не зависит от формирования петель обратной связи, но активно поддерживается ростом сектора возобновляемых источников энергии, который, в свою очередь, испытывает косвенное влияние ЗУО, особенно в части солнечной энергетики. Причина в том, что информационные технологии играют большую роль в изобретении новых материалов для солнечных панелей. Благодаря инвестициям в развитие возобновляемой энергетики растет эффективность технологий в этой сфере, и усилия переносятся на разработку аккумуляторов, поскольку те необходимы для успешной конкуренции с традиционными системами, основанными на ископаемом топливе. Экспоненциальный рост обусловлен и успехами в материаловедении, роботизации производства, а также совершенствованием способов транспортировки грузов и передачи энергии. По-видимому, в 2030-х годах солнечная энергетика займет лидирующие позиции.

В настоящее время разрабатывается несколько перспективных подходов к хранению энергии, но пока не ясно, какой из них окажется наиболее экономически выгодным для применения в промышленных масштабах. Накапливать энергию в виде электричества затруднительно, поэтому ее приходится преобразовывать в другие формы до тех пор, пока она не понадобится. Среди возможных вариантов можно выделить предложения запасать энергию в форме тепла с помощью расплавленной соли; потенциальной энергии гравитации путем накачки воды в резервуар, расположенный высоко над землей; кинетической энергии вращающегося маховика; химической энергии, производя с помощью электричества водород, который при необходимости можно сжечь без вреда для окружающей среды236.

Большинство аккумуляторных батарей не годятся для хранения электроэнергии в промышленных масштабах. Однако литий-ионные аккумуляторы, а также батареи, использующие другие химические процессы, продолжают совершенствоваться. Например, с 2012 по 2020 год стоимость хранения 1 МВт-ч энергии с помощью литий-ионных аккумуляторов снизилась на 80 % и продолжает снижаться237. Когда новые технологии позволят еще сильнее снизить затраты на хранение электроэнергии, альтернативные источники энергии смогут стать основой энергетической системы, заменив ископаемое топливо238.

Вскоре мы сможем обеспечить доступ к чистой воде для всех

Одной из ключевых задач XXI века станет обеспечение растущего населения Земли надежными источниками чистой воды. В 1990 году около 24 % жителей планеты не имели постоянного доступа к безопасным источникам питьевой воды241. Благодаря достижениям в области строительства и новым технологиям это число сократилось примерно до 10 %242. Тем не менее водоснабжение остается одной из самых острых проблем. По данным Института показателей и оценки состояния здоровья, в 2019 году от желудочно-кишечных инфекций, связанных с употреблением зараженной кишечными бактериями воды, умерло 1,5 миллиона человек, в том числе 500 000 детей243. Наиболее опасными из этих заболеваний являются холера, дизентерия и брюшной тиф, которые представляют наибольшую угрозу для детей.

Основная проблема заключается в том, что на многих заселенных территориях до сих пор отсутствует необходимая инфраструктура для сбора, очистки и доставки пресной воды в дома, где люди могли бы пользоваться ей для питья, приготовления пищи, стирки и купания. Сооружение водопроводных сетей с колодцами, насосами, акведуками и трубами – это очень затратное дело. Правительства развивающихся стран не могут позволить себе такие проекты. К тому же политические сложности вплоть до гражданских войн также не способствуют реализации долгосрочных инфраструктурных инициатив. Из-за этого централизованные водопроводные и очистительные системы, подобные тем, что работают в развитых странах, не смогут обеспечить потребности оставшихся 10 % населения. Альтернативой становятся технологии, позволяющие получать очищенную воду в масштабах жилых комплексов или даже отдельных домохозяйств.

В целом в 2020-х годах и в будущем стремление к децентрализации станет двигателем прогресса во многих областях, в частности включая добычу энергии с помощью солнечных панелей, выращивание продуктов питания с использованием технологий вертикального сельского хозяйства и производство повседневных товаров путем 3D-печати. В сфере водоочистки существует несколько подходов: от машин размером с дом, таких как Janicki Omni Processor, которые могут обеспечить водой целый поселок, до портативных фильтрующих систем наподобие LifeStraw, предназначенных для индивидуального использования244.

Некоторые очистные системы используют тепловую энергию, которую можно получить от солнца или в результате сжигания топлива, для кипячения воды перед ее употреблением. Кипячение убивает болезнетворные бактерии, но не решает проблему других загрязнений. Кроме того, вода может быть повторно заражена, если ее не употребить сразу после кипячения. Добавление антибактериальных химикатов в воду помогает предотвратить повторное заражение, однако и этот метод не избавляет от токсичных веществ. В последние годы на рынке появились портативные очистители, в которых используется электричество для получения озона из кислорода в воздухе. Проходя через воду, озон эффективно уничтожает патогенные организмы245. В других устройствах для достижения той же цели применяется ультрафиолетовое излучение. Однако все эти способы не позволяют избавиться от химических загрязнений.

Еще один метод – фильтрация. Уже много лет существуют фильтры, которые эффективно удаляют из воды почти все микроорганизмы и токсины. Однако есть опасные вирусы, которые настолько малы, что могут проникать через поры фильтров246. Молекулы некоторых вредных веществ также не задерживаются фильтрационными элементами247. В последние годы ученые разрабатывают новые материалы, способные блокировать все более мелкие загрязнения. Фильтры, созданные в будущем с помощью нанотехнологий, будут отличаться высокой пропускной способностью, оставаясь относительно недорогими.

Одним из наиболее многообещающих изобретений стала система под названием Slingshot, разработанная Дином Кейменом (род. в 1951)248. Устройство представляет собой компактный аппарат, по размеру сравнимый с небольшим холодильником, и позволяет получать полностью очищенную воду, соответствующую стандартам для инъекционных растворов, из любых источников, включая даже канализационные стоки и грязные болота. Для работы устройству требуется менее одного киловатта электроэнергии. В основе его работы лежит парокомпрессионная дистилляция, при которой вода сначала