Энергия и цивилизация

Когда паровые машины достигли своей величайшей эффективности, наибольшей мощности и самого низкого соотношения масса/мощность, не нашлось путей, по которым они смогли бы проследовать к дальнейшему доминированию. Несмотря на впечатляющий прогресс и на совсем недавнее широкое распространение в промышленности, на железных дорогах и в морском транспорте, первичный движитель XIX века потерял лидирующие позиции в веке двадцатом. Паровые турбины остались наиболее мощными первичными движителями в генерации электричества, а двигатели внутреннего сгорания (сначала бензиновые, появившиеся в 1880-х годах, затем и дизельные) в конечном итоге оказались достаточно легкими, мощными и удобными, чтобы стать основой дорожного транспорта. Распространение двигателей внутреннего сгорания стало возможным благодаря доступности недорогого жидкого топлива, получаемого из сырой нефти: у этих жидкостей была большая плотность энергии, чем у угля, они сгорали чище, их было легче перевозить и хранить, и эта комбинация до сих пор делает их лучшим топливом в сфере транспорта.

Нефть и двигатели внутреннего сгорания

Начальный этап крупномасштабной добычи и использования нефти занял всего несколько десятилетий в конце XIX века. Конечно, углеводороды (сырая нефть и природный газ) были известны тысячелетиями благодаря просачиванию нефти на поверхность и «пылающим столбам», широко распространенным на Ближнем Востоке (особенно в северном Ираке), но обнаруживаемым по всему миру.

Перечень имущества, приложенный к завещанию Джорджа Вашингтона, описывает пылающий источник в долине реки Канова в Западной Виргинии: «Участок, из которого 125 акров составляют половину, был взят генералом Эндрю Льюисом и мной благодаря тому битуминозному источнику, который тот содержит, столь воспламеняемому по природе, что горит он столь же свободно как спирт, и почти столь же сложен для тушения» (Upham 1851, 385).

Но использование углеводородов в древности было ограничено почти исключительно строительными материалами или защитной одеждой. Их сжигание для того, чтобы получить тепло, например, в термах Константинополя во времена поздней Римской империи, было редким (Forbes 1964). Знаменательное исключение – сжигание природного газа в Китае для выпаривания соляного раствора в лишенной выхода к морю провинции Сычуань (Adshead 1992). Этот процесс стал возможным благодаря изобретению в Китае вибрационно-вращательного бурения и осуществлялся по меньшей мере с начала династии Хань (около 200 до н. э.; Needham 1964). Тяжелый железный наконечник, прикрепленный к длинному бамбуковому трубопроводу, закрепленному на бамбуковой вышке, ритмично поднимала команда от 2 до 6 человек с помощью рычага. Самые глубокие из описанных скважин были всего 10 метров во времена династии Хань, но к III веку они достигли 150 м, и в Цинхай в 1835 году – 1 км (Vogel 1993). Природный газ, доставляемый по бамбуковым трубопроводам, использовался для выпаривания рассола в огромных железных сосудах.

Эта китайская практика оставалась изолированной, и эра углеводородов во всем мире началась только через два тысячелетия. В Северной Америке нефть собирали из естественных выходов на поверхность в западной Пенсильвании в конце XVIII века и продавали в качестве лечебного «масла Сенеки», а во Франции нефтеносные пески эксплуатировались с 1745 года в Эльзасе, около Мерквиллер-Пешельбронн, где в 1857 году был построен первый маленький очистительный завод (Walther 2007). Но в доиндустриальном мире было только одно место с долгой историей добычи сырой нефти, Апшеронский полуостров на Каспийском море в современном Азербайджане.

Район Баку с большим количеством нефтяных бассейнов и колодцев был описан в средневековых источниках, в тексте 1593 года упоминается колодец в 35 метров, который был выкопан вручную в Балахани (Mir-Babaev 2004). К 1806 году, когда царская Россия заняла этот регион, на Апшероне находилось множество неглубоких колодцев, из которых собирали более легкую нефть, чтобы затем с помощью дистилляции получить керосин для освещения на месте и для экспорта с помощью верблюдов, в кожаных мешках и в деревянных бочках. Первая в мире коммерческая фабрика по переработке нефти была построена русскими в 1837 году в Балахани, и в 1846-м они же пробили первую (21 м в глубину) нефтяную скважину в Биби-Эйбат и тем самым начали эксплуатацию одного из крупнейших нефтяных полей, которая продолжается до сих пор.

Историки нефтяной промышленности на Западе либо упускают разработку в Баку из вида, либо начинают рассказ с США, с уже упомянутой выше Пенсильвании. Добыча нефти в Америке была мотивирована необходимостью найти заменитель для дорогого китового жира, который получали из ворвани и использовали для освещения (Brantly 1971). Америка имела самый большой в мире китобойный флот – общее число достигло пика в 700 судов около 1846 года – ив начале 1840-х они привозили около 160 тысяч бочек ворвани в порты Новой Англии каждый год (Starbuck 1878; Francis 1990).