В 1977 году, обучаясь в аспирантуре по специальности «геология», я подружился с аспирантом-материаловедом, у которого было гораздо больше финансирования, чем у меня. Его привлекли к работе над новой программой, поддерживаемой НАСА, направленной на повышение эффективности солнечных элементов.
Это были пьянящие годы, после первого нефтяного кризиса. Энергетическая безопасность внезапно стала водоразделом, и Конгресс принял важное законодательство для решения приоритетной задачи «энергетической независимости» — цели, которую, по словам президентов Никсона и Форда, можно и нужно было достичь к 1980 году.
Ощущение безотлагательности лежало в основе Закона о реорганизации энергетики 1975 года, первого из ряда подобных актов, запустивших программы и грантовые возможности для продвижения НИОКР в области ископаемого топлива, ядерной, солнечной и геотермальной энергетики. Самым далеко идущим из всех был Закон об организации Министерства энергетики (1977 год), создавший Министерство энергетики и расширивший федеральное финансирование энергетических исследований до уровня, который никогда больше не будет достигнут.
Человеческий капитал был целью и достижением
Закон 1977 года требовал «уделять основное внимание разработке и коммерческому использованию солнечной, геотермальной, вторичной переработки и других технологий, использующих возобновляемые источники энергии». Амбиции были огромны и полны надежд. Менее чем за десятилетие до этого США отправили людей на Луну и вернули их обратно. Возможности для создания этих новых систем, безусловно, были.
Тем не менее, Картер выразил господствующую точку зрения, представив нацию как осажденную и находящуюся под угрозой. В своей знаменитой речи 18 апреля 1977 года он объявил, что энергетический кризис страны — это «моральный эквивалент войны», возможно, некоторое преувеличение, но верное той безотлагательности, которая ощущалась в то время. Министерству энергетики было поручено реализовать национальную энергетическую политику, которая привлекла бы частный сектор к работе с академическими учеными и инженерами для определения будущего энергетических технологий.
В акте, богатом символизмом надежды и амбиций, Картер в 1979 году распорядился установить солнечные панели на крыше Белого дома. Мой коллега, тем временем, вместе с дюжиной других аспирантов, работающих над смежными проектами, сделал себя игроком в этой новой эре
Президент США Джимми Картер выступает за кафедрой на крыше Белого дома на фоне недавно установленных солнечных панелей, Вашингтон, округ Колумбия, 20 июня 1979 года. (Фото: Warren K Leffler/Коллекция журнала US News and World Report/PhotoQuest/Getty Images)
. Его истинный интерес лежал в области солнечных систем для дома и города, которые, по его мнению, должны были стать сердцем революции возобновляемой энергетики, которая должна была начаться в течение пяти лет.
Еще до получения степени в 1979 году он получил исследовательскую должность в НАСА, вынашивая идею когда-нибудь в будущем основать собственную компанию. Я не мог не завидовать ему.
Революция, которая не произошла, и та, которая произошла
Я больше не видел Майка. Мы не были особенно близки, и не было причин ожидать письма (никакой электронной почты в те древние времена). Однако я знаю, что с ним случилось.
Когда администрация Рейгана пришла к власти в 1981 году, федеральный импульс НИОКР, который наращивался в направлении общенациональной волны обучения и инноваций, натолкнулся на кирпичную стену. Мировоззрение Рейгана, унаследованное от философии и экономики laissez-faire, переопределило роль правительства как чрезвычайно расширенную до роли назойливой угрозы, не в последнюю очередь в вопросах, связанных с экономикой. Рынок, а не правительство, был законной силой для решения проблем, связанных со спросом и предложением, а также с энергетическими ресурсами и технологиями.
«Рейганомика», как ее называли в начале 1980-х, провозгласила, что компании гораздо более квалифицированы для принятия решений об источниках энергии и инновациях. Они были экспертами, а не «бюрократы в Вашингтоне, округ Колумбия», как он часто говорил.
В период с 1981 по 1983 год финансирование возобновляемых источников энергии было сокращено на 60%, а затем еще на 50% в начале второго срока Рейгана. Институт исследований солнечной энергии (позже преобразованный в Национальную лабораторию возобновляемой энергии), основанный в 1977 году, потерял более 75% своего финансирования и две трети персонала. Все четыре региональных центра НИОКР в области солнечной энергии, созданные при президенте Картере, были полностью ликвидированы. Те солнечные панели на Белом доме просуществовали недолго.
Чистым результатом стало то, что США, завоевавшие мировое лидерство в области солнечных и ветровых технологий, уступили эту позицию Японии и Германии, которые скупили американские технологии и наняли исследователей, уволенных из-за сокращений.
Президент Рональд У. Рейган выступает на конференции по сверхпроводимости в 1987 году. Хотя в ней упоминались фундаментальные исследования, суть речи Рейгана заключалась в необходимости того, чтобы бизнес взял на себя инициативу по демонстрации и коммерциализации новых открытий. (Фото: Diana Walker/Getty Images)
Но гораздо большей потерей было целое поколение научных и инженерных кадров.
Более двух десятилетий спустя, когда такие специалисты пользовались высоким спросом, Закон о восстановлении и реинвестировании американской экономики (2009) администрации Обамы вернул значительную федеральную поддержку энергетическим НИОКР, хотя и в доле от того, что было доступно в 1978 году. Тем не менее, это оказалось полезным для продвижения новой когорты технических талантов в области возобновляемых источников энергии.
Я убежден, что, как и многие другие, размышлявшие об этой истории в свете нашей нынешней климатической и энергетической ситуации, Майк на пенсии иногда задается вопросом, что могло бы быть.
Ядерная история: в начале было и тепло, и свет
Был 1953 год, месяц сентябрь, и у Клиффорда Бека было много поводов для празднования. Пятого числа этого месяца Колледж штата Северная Каролина, где он был заведующим кафедрой физики, стал первым академическим учреждением в западном мире, запустившим исследовательский ядерный реактор. Это было кульминацией его собственных усилий по созданию полного курса бакалавриата и магистратуры по ядерной инженерии — области, которая, как он был убежден, будет значительно расширяться в ближайшие годы.
Бек получил контракт от Комиссии по атомной энергии США на строительство небольшого, маломощного кипящего реактора в кампусе. Студенты могли получить практическое обучение и исследовательский опыт, а колледж мог заявить о себе в создании новой области.
В течение следующих 20 лет многие десятки университетов США открыли собственные факультеты ядерной инженерии, за которыми быстро последовали университеты в Европе, Канаде, Японии и других странах. Этим новым программам в США очень помогли стипендии, предлагаемые Комиссией по атомной энергии для бакалавриата, магистратуры и постдокторантуры.
Администрируемые через Ассоциированные университеты Ок-Риджа (ORAU), это была законодательная функция КАЭ, обозначенная в пересмотренном в 1954 году Законе об атомной энергии. С конца 1940-х по 1970-е годы это помогло обучить и подготовить тысячи студентов как квалифицированных инженеров для проектирования, эксплуатации, анализа и улучшения атомных электростанций в период их наиболее быстрого роста.
Также в этот период ядерная энергия нашла применение в физических и естественных науках, а также в медицине, сельском хозяйстве и промышленности. К 1970-м годам до 75 университетов США имели факультеты ядерной инженерии или программы, ведущие к получению степени. Не менее 87 исследовательских реакторов было построено на территории кампусов или рядом с ними для академической работы — от Нью-Йорка до Калифорнии.
Плоды страха потопили безуглеродную промышленность
Затем произошла авария 1979 года на Три-Майл-Айленд (TMI) и, семь лет спустя, Чернобыль. Темный ореол страха перед радиацией, порожденный этими двумя событиями, привел к быстрой и необратимой смерти эпохи благосклонности к ядерной энергии. Отсутствие усилий по предоставлению корректирующих знаний о неугрожающей реальности TMI и уникальных советских обстоятельствах Чернобыльской аварии способствовало широко распространенному убеждению, что ядерная энергия представляет собой сущностную угрозу общественной безопасности.
Памятный знак, установленный недалеко от места аварии на Три-Майл-Айленд в 1979 году, где никто не пострадал и не подвергся значительному облучению. Почти 50 лет спустя знак свидетельствует о страхе гораздо больше, чем о риске. (Фото: Andrew CABALLERO-REYNOLDS / AFP) (Фото: ANDREW CABALLERO-REYNOLDS/AFP через Getty Images)
Американцы в значительной степени отвернулись от этой технологии. Финансовая поддержка ослабла, а затем исчезла. Сотни реакторов в США и Европе были отменены, а набор студентов в ядерные специальности упал. Рейган в данном случае сохранил федеральную поддержку ядерной энергетики нетронутой, применив топор к возобновляемым источникам. Это продолжалось недолго; к 1987 году, по мере роста общественного неприятия ядерной энергии, финансирование НИОКР было сокращено более чем на 50%.
Федеральная поддержка НИОКР в области ядерной энергетики достигла самого низкого уровня при администрации Клинтона. В своем обращении «О положении страны» в 1993 году Клинтон заявил, что ядерная энергетика будет обнулена в федеральном бюджете, что было подкреплено отсутствием каких-либо дальнейших планов частных компаний по строительству новых реакторов.
Белый дом пошел дальше, отменив весьма успешный реактор EBR-II — конструкцию на неводном теплоносителе, которая доказала способность самостоятельно заглушаться в аварийной ситуации с потерей теплоносителя. Так умерла концепция интегрального быстрого реактора, широко рассматривавшегося как ключевая технология для повышения эффективности, устойчивости к распространению, экономичности и безопасности.
В период с 1986 по 2003 год подавляющее большинство программ на получение степени в области ядерной инженерии закрыли свои двери. Набор студентов, естественно, последовал этому примеру. Хотя они снова начали расти, поскольку интерес к ядерной энергии возрос из-за климатических проблем, после аварии на Фукусиме в 2011 году они снова выровнялись и упали.
Исследовательский реактор Массачусетского технологического института в Кембридже, штат Массачусетс, был первоначально построен в 1956 году и модернизирован в 1970-х годах. Ядерная инженерия в Массачусетском технологическом институте была одной из немногих программ, которые продолжались в США после аварий на Три-Майл-Айленд и Чернобыле. Фото здесь с 2016 года. (Фото: John Tlumacki/The Boston Globe через Getty Images)
Университетские исследовательские реакторы, между тем, дорогие в обслуживании и недоиспользуемые в течение длительного периода снижения набора студентов, сократились с 87 до 27 в 2001 году и, без значительной федеральной или частной поддержки, до 24 к концу 2010-х годов.
Нас можно было бы простить за вывод, что производство ядерной электроэнергии также упало в эти десятилетия. Ни одного нового разрешения на строительство не было выдано после 1979 года, а общее количество действующих реакторов достигло пика в 1991 году — 112, снизившись до 94 в 2022 году (увеличившись до 96 к 2026 году). Тем больше оснований полагать, что вклад в генерацию США снизился.
Но произошло прямо противоположное. Выработка выросла более чем на 40%, с примерно 580 ТВт·ч до 820 ТВт·ч, благодаря модернизации и, что более важно, разрешению реакторам увеличить свою выработку с менее чем 70% до более чем 90% от их общей мощности, причем ряд станций высшего уровня, таких как Пич-Боттом (Пенсильвания), Браунс-Ферри (Алабама) и Купер (Небраска), достигли 99-100%.
Более 40 лет ядерная энергетика генерировала 18%-20% электроэнергии США и более 55% ее безуглеродной электроэнергии. Из-за отказа правительства и частной промышленности от возобновляемых источников энергии и перехода на уголь и природный газ, по оценкам, атомные электростанции предотвратили выброс более 16 гигатонн углерода.
Потери и приобретения, но в основном потери
Эти две истории о потерянных поколениях экспертов ставят один вопрос: где мы были бы сейчас, если бы этого не произошло? Какие технологические достижения могли бы быть реализованы, какие расширенные уровни использования безуглеродной энергии, какие улучшения гибкости и надежности сети были бы возможны?
Мощные, но плохо информированные силы действовали, чтобы сдерживать энергетическую самодостаточность и безопасность США. В конечном счете, значительная часть безотлагательности и дальновидности, созданных первым энергетическим кризисом, — прежде всего, интеллектуальная цепочка поставок человеческого капитала, привлекшая столько инвестиций, — были отброшены в сторону.
В частности, атомный флот Америки, работающий безопасно и надежно более полувека и производящий сегодня половину безуглеродной электроэнергии США, мог бы быть значительно больше и современнее — именно там Китай планирует быть к 2040-м годам. Почти наверняка, США — и мир — отстают на десятилетия от того, где они могли бы быть.
Нет замены обученным, амбициозным и востребованным ученым и инженерам в любой области. Нация, истощающая такой человеческий капитал, по определению делает себя менее конкурентоспособной. (Фото: Fox Photos/Getty Images)
Если в этой истории и есть уроки, то они могут быть двоякими. Во-первых, государственная поддержка энергетических НИОКР необходима, если мы согласны с тем, что технологии, питающие экономику, армию, электросети и повседневную жизнь, определяют проблему национальной безопасности. Во-вторых, отказ от такой поддержки проверенных энергетических технологий по идеологическим или иным причинам окажется контрпродуктивным и даже ослабляющим, подрывая конкурентоспособность США.
Эта статья была первоначально опубликована на Forbes.com