Энергия и цивилизация

Две универсальные тенденции в производстве угля сводятся к растущей механизации подземной добычи и увеличению доли разработок открытым способом. Продуктивность добычи в США, самая высокая в мире, поднялась с менее 4 тонн на шахтера за смену в 1900 году до средней по стране часовой выработки в 5 тонн на работника, отдельные показатели варьируются от 2–3 т/час в глубоких шахтах Аппалачских гор до около 27 т/час в открытых разработках бассейна Паудер-Ривер в Монтане и Вайоминге (USEIA 2016а). Высокой продуктивностью также отмечена добыча жирного лигнита (коричневый уголь) в Австралии и Германии. Уголь из таких крупных шахт во все больших количествах сжигался на мощных, расположенных рядом с местом добычи тепловых электростанциях. Его перевозку на удаленные рынки осуществляли на специальных поездах, состоящих из ста и более крупных, легких саморазгружающихся вагонов, тянут которые мощные локомотивы (Khaira 2009). В потреблении угля наблюдались две основные тенденции: падение спроса на него на традиционных промышленных, бытовых и транспортных рынках, и компенсирующие это падение преимущества генерации электроэнергии на основе угля, и, в гораздо меньшей степени, рост производства металлургического кокса и использования угля в качестве сырья для химического синтеза.

Уголь, сжигавшийся для отопления и приготовления пищи в частных домах, постепенно был заменен более чистыми и эффективными источниками энергии, и сейчас в этой области доминируют природный газ и электричество. Уголь оставался главным топливом в транспорте всю первую половину XX века, но переход локомотивов и кораблей на дизельные двигатели (начался в первом и третьем десятилетии века соответственно) ускорился после Второй мировой войны, и все новые скоростные поезда (сначала японские shinkasen в 1964 году, затем французские TVG в 1978-м, потом другие европейские и азиатские) приводились в движение уже электромоторами.

Сжигание угля для тепловой генерации энергии началось в 1880-х годах почти во всех странах с традициями добычи угля, и зависимость от него только выросла, когда после Второй мировой войны начали строить большие ТЭЦ, и когда рост доли поверхностной добычи сделал уголь еще более доступным. На протяжении 1950-х сжигание угля обеспечивало самую большую долю производства энергии в США, Великобритании, Германии, России и Японии. Нефтяное топливо обрело значение только в 1960-х годах, но большая часть стран перестала использовать его для генерации электричества после того, как ОПЕК подняла цены на нефть в 1970-х, и зависимость от угля остается высокой в Китае, Индии и США. Использование металлургического кокса (в показателях килограммов кокса на килограмм горячего металла) снижалось десятилетиями, но рост плавки железа, изготовление которого поднялось с около 30 Мт в 1900 году до около 1,2 Гт в 2015-м, увеличил и объемы производства кокса примерно до 1,2 Гт (Smil 2016).

История угольной индустрии в разных странах демонстрирует нам много предсказуемых и некоторое количество удивительных изменений, включая прекращение добычи в странах, которые долго были лидерами (рис. 5.13). Добыча угля в Британии достигла пика 292 Мт в 1913 году, и уголь обеспечивал не только промышленность страны, но и расширение колониальной империи в XIX веке и, благодаря доминированию на морях, процветание торговой империи. В 1947 году, когда лейбористское правительство национализировало отрасль и создало Национальный совет по углю, все еще добывали более 200 Мт (Smil 2010а). Пик в послевоенные годы пришелся на 1952-й (и затем на 1957-й) и составил 228 Мт, но рост импорта нефти и начало (с 1970 года) собственной нефтяной и газовой разработки в Северном море снизили зависимость страны от угля вдвое к 1980 году.

Рисунок 5.13.

Производство угля в Британии, 1700–2015 годы. Основано на данных из Nef (1932) и Department of Energy & Climaye Change (2015)

Во время долгой стачки шахтеров в 1984 году добыча угля упала до 51 Мт, затем ненадолго поднялась и снова снижалась до реприватизации, случившейся в 1994 году (Smil 2010а). В 2000 году в стране добывали всего 31 Мт, а в июле 2015-го угольный холдинг Великобритании объявил о немедленном закрытии копей в Торсби и прекращении операций на последней британской шахте, Келлингли, в декабре того же года (Jamasmie 2015). После 400 лет подпитки экономики отрасль, которая сделала Британию великой в экономическом и политическом отношении (и чей пик с точки зрения занятости пришелся на начало 1920-х годов, когда в угольной индустрии работали 1,2 миллиона человек, или около 7 % от всей трудовой силы), ныне сведена к нескольким музеям и подземным маршрутам для туристов (National Coal Mining Museum 2015).