Энергетика общества и природы

скачать скачать Авторы: 
- Буровский А. М. - подписаться на статьи автора
- Федоров И. А. - подписаться на статьи автора
Журнал: История и современность. Выпуск №2(56)/2025 - подписаться на статьи журнала

DOI: https://doi.org/10.30884/iis/2025.02.03

Буровский Андрей Михайлович – кандидат исторических наук, доктор философских наук, профессор, научный консультант Российского военно-исторического общества (РВИО). E-mail: burovsky@mail.ru.

Федоров Александр Алексеевич – заместитель главного конструк-тора ООО «Инновационные подводные технологии». E-mail: pullusavis@mail.ru.

В статье предпринята попытка сравнить энергетику природных процессов и энергетических параметров общества. Той энергии, которая тратится на отопление и освещение городов, работу транспорта, прокорм людей и домашних животных; энергии, которая расточается в пожарах – в том числе в Московском пожаре 1812 г.

Авторы приходят к выводу, что современное человечество использует энергию, сравнимую с энергетикой основных природных явлений: приливов, ветров, речного стока, извержений вулканов и землетрясений. Это делает техногенную цивилизацию цивилизацией земного шара, но человечество продолжает проигрывать энергетике даже той части энергии Солнца, которая поступает на Землю.

Таким количеством энергии предстоит овладеть, чтобы стать цивилизацией Солнечной системы.

Ключевые слова: энергетика общества, энергия рек, энергия морских течений, энергия ветров, энергия пожаров, энергия извержений вулканов, энергия землетрясений.

Nature and Society

Andrey M. Burovsky, Alexander A. Fedorov.

This article attempts to compare the energy of natural processes and the energy parameters of society. It includes the energy spent on heating and lighting cities, operating transportation, and feeding people and livestock; and the energy wasted in fires, including the Moscow Fire of 1812.

The authors conclude that modern humanity uses energy comparable to the energy of basic natural phenomena: tides, winds, river runoff, volcanic eruptions, and earthquakes. This makes technological civilization a global civilization, but humanity continues to lag behind the energy of even that portion of the Sun's energy that reaches Earth.

This amount of energy needs to be harnessed to become a civilization of the solar system.

Keywords: energy of society, energy from rivers, tidal energy, wind power, fire energy, energy from volcanic eruptions, earthquake energy.

Чтобы согреть других, свеча должна сгореть.

Майкл Фарадей

Поставленная задача и ее трудности

Один из авторов настоящей статьи, Андрей Михайлович Буровский, не раз пытался представить общества и государства в виде энергетической системы (Буровский 1994, 1995, 1997, 1998), а при написании книг о Большой истории (Он же 2022) и теории месторазвитий (Он же 2023) занялся конкретными вычислениями.

В этой статье мы подсчитали, сколько энергии используют города, народы и страны, и сравнили эти цифры с показателями природных процессов: течениями рек, ветров, волнений, а катастрофические явления – пожары городов – с природными катастрофами: землетрясениями, извержениями вулканов и цунами.

Неимоверная трудность задачи в том, что разные виды производимой и потребляемой энергии приводятся в разных единицах. Ведь любыми исчислениями энергии занимаются разные научные направления и школы, а каждая из них использует свои системы измерения.

Попробуйте соотнести эрги, калории, ватты, киловатт-часы, джоули, килотонны и прочие чудеса.

А. М. Буровскому самому никогда не удалось бы проделать этой работы, если бы не активная помощь его племянника, Александра Алексеевича Петрова-Федорова.

А. А. Федоров предложил универсальную единицу измерения – джоуль. Любые энергетические показатели, в каких бы источниках они ни встречались и о какой бы энергии ни шла речь, переводились в джоули.

Мы сравнивали энергетику повседневной работы природных и антропогенных сущностей, а отдельно – энергетику антропогенных и природных катастроф.

Города – новые трудности расчетов

Изучая энергетику городов, сталкиваешься с новыми трудностями: не очень ясно, какие именно источники потребления или производства энергии следует учитывать в расчетах. Очевидно, что для городов надо учесть количество энергии, идущей на отопление и на освещение, количество энергии потребляемых человеком продуктов.

Предельно трудно учесть энергетику частных котельных. Еще труднее рассчитать, сколько энергии уходит на отопление домов, где используются и дрова, и уголь, и электроэнергия, и газ.

К тому же источники информации о произведенной и потребляемой энергии невероятно противоречат друг другу.

А. А. Федоров полагает, что «там все друг другу противоречат. Каждую цифру надо проверять через несколько источников. Отличаются в разы».

Мало неточности и противоречивости всех исходных данных. Нет ясности и в том, что именно считать. К тому же тепловая мощность не равна электрической. Существует множество методик пересчета, и, как минимум, необходимо Гкал/ч превратить в просто Гкал, умножив на период.

Неучтенный фактор

Но вот еще один фактор: сами люди. В Санкт-Петербурге живет порядка 6 млн человек. Каждый из них ежедневно должен съедать пищи, энергетическая ценность которой – порядка 2,5 тыс. калорий. Меньше никак нельзя – иначе ослабеет и умрет. На самом деле многие съедают и больше – почему в современном мире и стали так популярны диеты и системы сбрасывания веса.

Конечно, это «средняя температура по больнице», потому что люди разного пола и возраста потребляют разное количество калорий. На разной работе тоже требуется разное количество энергии. Выполняя тяжелую физическую работу на морозе, вы потребляете 3500–4000 калорий в сутки. Девушке, которая работает в офисе, сидя за компьютером, нужно не более 1800–2200.

2500 калорий – это среднее потребление энергии средним представителем популяции, живущим в среднехолодном климате. В среднем по такой популяции каждый ее представитель в год потребляет примерно 800–900 тыс. калорий. Не килокалорий, а именно калорий!

Если принять население Санкт-Петербурга за 6 млн человек
и помнить, что 1 калория = 4,1868 джоуля, то получается такой расчет:

48 000 000 000 калорий = 200 966 397 162,35 Дж = 2,009 × 10¹³ =
= 2,009 × 10¹³ Дж.

Общая сумма энергетики Санкт-Петербурга остается фактически без изменений: 10¹³ – это в 100 тыс. раз меньше, чем 10¹⁸.

Так что люди – это где-то на уровне погрешности.

Расчеты все равно получаются очень примерные… Как говаривали физики, «плюс-минус лапоть». Ведь в энергопотреблении города мы не учли энергию, которую производят и потребляют домашние животные.

Но кое-какие цифры мы все-таки получили. То, что энергетика самих людей в современном городе исчезающе мала в сравнении с идущей на отопление-освещение-транспорт, само по себе весьма интересно. Но имеет ли это прямое отношение к историческим городам? До эпохи электричества и двигателя внутреннего сгорания?

В историческом прошлом: источники энергии

Очевидно, что до появления электричества и центрального отопления города тратили меньше энергии и источники ее были однообразнее: для отопления – энергия сгорающих дров; для освещения – свечи и (с 1856 г.) керосиновые лампы. На этом фоне энергия питания людей и домашних животных может оказаться уже заметной.

Освещение… При расчете общего потребления энергии на ос-
вещение отдельные вспышки электрического света даже для начала ХХ столетия смело можно приравнять к нулю.

Появившись в 1856 г., керосиновая лампа к началу ХХ в. все больше вытесняет свечу. Но даже в 1910-е гг. энергия освещения города – это в первую очередь энергия сгорания свечей. Употребление свечей, по крайней мере до середины XIX в., оставалось на уровне не менее 200 млн штук в год (Фарадей 1980).

Если принять энергию горения каждой свечи за 200 Дж[1], то, получается, энергия освещения помещений в Англии XVIII в. составляла порядка 4 × 10¹⁰ Дж. Не много, но значительно больше, чем мы ожидали.

Проблема дров

Очевидно, что основная энергия городов и вообще всех селитебных ландшафтов исторического прошлого – это энергия сгорания дров или иного топлива в печах.

Всеми сортами дров любой степени просушенности топят для того, чтобы поддерживать в жилом помещении определенную температуру. Эта температура различна в зависимости и от народной традиции, и от климатической зоны.

В Британии до наших дней некоторые помещения (в том числе и спальни) отапливаются крайне плохо, а некоторые вообще не отапливаются никогда. При этом расход топлива очень большой – открытый огонь в камине «съедает» намного больше дров или угля, чем потребила бы печь.

Средняя величина норматива потребления тепловой энергии на отопление по современной России – 0,0342 Гкал/м² в месяц. Но это – в среднем. «Норматив устанавливается индивидуально для каждого муниципального образования в связи с различием климатических параметров» (Молчанова 2010: 164).

Например, для Удмуртии такой норматив – 0,0279 Гкал/м² общей площади в месяц. В Петербурге норматив – от 0,0241 Гкал/м²
в домах дореволюционной постройки, прошедших капитальный ремонт, до 0,0162 Гкал/м² – в домах, построенных после 1999 г., категории «Новое строительство панельные» (Нормативы… 2016). В Якутске нормативы колеблются от 0,061 до 0,195 Гкал/м² полезной площади (Якутия...).

При этом отопительный сезон в Астрахани в два раза короче отопительного сезона в Архангельске.

Но все же, исходя из нормативов, можно построить хоть какие-то модели, не зависящие от сорта и качества дров.

Города – центры аккумуляции энергии. Красноярск как модель

В конце XIX столетия, в 1897 г., в Красноярске жили 26 700 человек. В городе было 870 домов. Из них только 35 домов – каменные и только 85 – двухэтажные.

Эти цифры уже позволяют сделать некоторые осторожные расчеты.

В конце XVIII в. Красноярск располагал жилищным фондом от 50 тыс. до 75 тыс. м².

Если исходить из современных норм теплоснабжения и учесть продолжительность отопительного сезона минимум в 8 месяцев,
то годовой расход энергии составлял от 4,77Е + 13 джоулей до 4,77 × × 10¹³ Дж[3].

К этому следует добавить еще две цифры…

Во-первых, энергию самих людей – 2 тыс. человеческих существ, исходя из тех же норм потребления энергии, потребляют  800–900 тыс. калорий в год.

2000 × 850 000 × 4,1868 = 7,118 × 10⁹.

Во-вторых, следует принять во внимание энергию животных.

Уровень энергетического питания лошади определяется количеством обменной энергии в расчете на 100 кг живой массы или на голову в сутки и выражается в мегаджоулях – МДж. Потребность в обменной энергии у взрослых рабочих лошадей – в среднем 18–25 МДж, у молодняка – 21–28 МДж на 100 кг живой массы (Сельскохозяйственный… 2001).

При массе рабочей лошади в 400–600 кг рассчитываем: 18–
25 МДж умножим на 5 (потому что в среднем 500 кг) и на 365 дней в году и на 500 или на 1000 рабочих лошадей.

20 × 10⁶ × 5 × 365 × 500 = 1,825 × 10¹³.

20 × 10⁶ × 5 × 365 × 1000 = 3,65 × 10¹³.

20 × 10⁶ × 5 × 365 × 2000 = 7,3 × 10¹³.

20 × 10⁶ × 5 × 365 × 3000 = 1,095 × 10¹⁴.

Рассчитать энергетику всех остальных животных очень трудно, притом что практически в каждом дворе была собака, а во многих домах – кошки, кролики и канарейки.

В 1897 г. Красноярск располагал жилищным фондом от 80 тыс. до 135 тыс. м². В нем обитали 26 700 человеческих существ и примерно 2–3 тыс. рабочих лошадей.

Итого:

4,77 × 10¹³ + 2,136 × 10¹³ + 1,825 × 10¹³ + 7,118 × 10⁹ = 8,732 × 10¹³.

1,854 × 10¹⁴ + 2,403 × 10¹³ + 1,095 × 10¹⁴ + 7,118 × 10⁹ = 3,189 × 10¹⁴.

Санкт-Петербург как энергетическая модель

В отличие от Красноярска жилой фонд Санкт-Петербурга, по крайней мере начиная с конца XIX в., неплохо известен. К 1897 г.
в городе было около 5,5 млн м² жилья, к 1914 г. – 9,2 млн м² жилья (Жилой… 2009).

Отопительный сезон – те же восемь месяцев, нормативы… возьмем современные – от 0,0241 до 0,0162 Гкал/м².

К концу XIX в. многие дома в Петербурге топились не дровами, а углем и мазутом. Но для наших расчетов не важно, топят кизяком или бензином высокого качества. Важно, что в домах поддерживается нужная температура, и важно, сколько энергии на это тратится.

Впрочем, дровами в Петербурге топили даже в 1950-е гг. Только в 1963 г. печное отопление в черте города было запрещено.

В любом случае получаем, что годовой энергетический баланс Красноярска в 1897 г. – порядка 10¹⁴ Дж, Санкт-Петербурга в 2014 г., как и следовало ожидать, в сто раз больше – порядка 10¹⁶ Дж.

Исторические города – центры аккумуляции энергии

Можно ли принять данные по Красноярску и Петербургу как некую модель для расчета количества энергии других исторических городов? И да, и нет.

Да, потому что расход топлива будет такой же для любого места в той же климатической зоне.

Нет, потому что в России существует не одна климатическая зона, а несколько. Цифры, полученные для Красноярска и Петербурга, не применимы уже для Воронежа и Киева, а тем более – для Семипалатинска, Симферополя или Екатеринодара.

Велик соблазн рассчитать количество энергии, потребляемой всей Российской империей с ее населением в 1897 г. в 125 млн человек, исходя из средней нормы по России в виде 0,0342 Гкал/м² в месяц при продолжительности отопительного сезона в семь месяцев. Исходя из принятой в современной России минимальной жилищной нормы, на человека не может приходиться меньше 6 м² жилья.

Если исходить из этих почти что взятых с потолка цифр, получаем:

750 млн м² × 0,0342 Гкал/м² в месяц × 7 месяцев = 7,517 10¹⁷ Дж.

Эту колоссальную цифру мы еще сравним с данными об энергетике различных природных и антропогенных объектов.

В более отдаленном прошлом

Важнейшая деталь: для исторических городов XVII столетия и ранее следует принять важную поправку: протопка по-черному требует примерно в три раза меньшего расхода дров.

Исторический Новгород XIV–XV вв. с его населением порядка 50 тыс. жителей потреблял на отопление не столько же энергии, что и Тверь конца XIX в. с ее населением в 1897 г. в 53 тыс. жителей, а в три раза меньше.

То есть, вероятно, от 4,5 × 10¹³ до 1,681 × 10¹⁴ Дж.

В 1638 г. в Москве жило около 200 тыс. человек. Норма потребления энергии – 0,016 Гкал/м² в месяц при продолжительности отопительного сезона в восемь месяцев.

По разным сведениям, переход на «белую» протопку на большей части России происходил на протяжении середины – второй половины XVIII столетия, о чем вспоминали многие современники (Болотов 1952; Друковцев 1773).

В Москве XVII столетия по-белому топились разве что дома весьма богатых людей и высшей аристократии. Вероятно, мы не ошибемся, предположив, что энергетический баланс Москвы XVII в.
в четыре раза больше, чем в Новгороде Великом XIV–XV вв. То есть порядка 6,8 × 10¹⁴ Дж.

Разумеется, все наши расчеты совершенно приблизительны. Для нас важно только увидеть самый примерный порядок цифр.
Не менее важно показать дорогу коллегам, которые (от души на это надеемся) смогут пойти дальше нас.

Энергия угольной промышленности

Масштабы угольной промышленности в разные эпохи приведены в таблице, составленной А. А. Федоровым из данных различных источников:

Полагаем, в таблице представлены если не исчерпывающие сведения, то, во всяком случае, достаточные для понимания масштабов.

Энергия керосина

В конце XIX в. уголь в энергетике уступил место производным нефти. В 1854 г. была зарегистрирована торговая марка «керосин». Начался процесс массовой переделки масляных ламп в керосиновые и изготовления керосиновых ламп.  

К концу XIX в. появились керосинки, примусы и керогазы для приготовления пищи. Потребление керосина все росло и росло. Именно потребность в керосине и вызвала первоначально развитие нефтяной промышленности (Струпинский и др. 2015: 6).

Исходя из известных цифр, получим такую таблицу – только для России и только для 1884 г.:

Остальные нефтепродукты

Нефть сыграла ключевую роль во время Второй промышленной революции в начале XX в., когда бензин пришел на смену газу и паровым двигателям (Козионов 2020).

Для нефтяной энергетики получается такая таблица:

Сравним с природными явлениями

Города постоянно создают и расходуют энергию. Цивилизация в целом тоже постоянно ее создает и расходует. В этом смысле деятельность человека аналогична постоянно действующим силам природы.

Таких сил, действующих постоянно и повседневно, всего несколько. В первую очередь это солнечная энергия, благодаря которой подвижны газообразная и жидкая оболочки Земли.

Это производные от солнечной энергии: воздушные течения – ветры, течения в океане. Производные от действия космических сил – приливы и отливы. Производные от неравномерности поверхности земного шара – энергия рек. Попробуем учесть эти явления, рассчитать их энергетику и соотнести ее с энергией человеческой деятельности.

Солнечная энергия

Земля получает от Солнца менее 0,5 × 10⁻⁹ (одной двухмиллиардной) от энергии его излучения.

Около 6 % инсоляции отражается от атмосферы, 16 % поглощается ею. Средние слои атмосферы в зависимости от наличия облаков, пыли, загрязнений отражают до 20 % инсоляции и поглощают 3 %.

Большая часть солнечной энергии, достигающей поверхности Земли, поглощается океанами (поскольку они занимают 71 % всей поверхности планеты). Общее количество солнечной энергии, которую поглощают атмосфера, поверхности суши и океана, составляет примерно 3 850 000 эксаджоулей (ЭДж) в год (Somerville, Cubasch 2007).

Из этой энергии 3000 ЭДж в год забирает фотосинтез. Это в
10 000 раз превышает годовую производительность химической промышленности, и за счет этой части солнечной энергии существует биомасса (Moore, Brudvig 2011).

Количество солнечной энергии, которое достигает поверхности Земли, в 15 000 раз больше годового потребления атомной энергии и энергии из ископаемых источников (Minteer, Rasmussen 2014).

Мировое потребление энергии – 539 Эдж, в том числе электричества – 67 Эдж.

За один час Солнце дает Земле больше энергии, чем весь мир произвел и потребил за целый год (Morton 2006; Lewis, Nogera 2006).

Вывод простой – масштаб деятельности человека не идет ни в какое сравнение с масштабами солнечной энергии. Более того – сама ландшафтная оболочка существует за счет ничтожной части этой энергии.

Деятельность человека энергетически ничтожна в сравнении с энергией Солнца даже в отдельных точках, где эта деятельность выражена максимально сильно.

Известна годовая инсоляция на каждой точке земного шара. Эта величина зависит от высоты местности над уровнем моря,
а еще в большей степени – от широты. Она исчисляется в мегаваттах на один квадратный метр горизонтальной площади и составляет:

Архангельск – 0,83

Петербург – 0,93

Москва – 1,01

Екатеринбург – 1,1

Новосибирск – 1,14

Омск – 1,26

Ростов-на-Дону – 1,29

Астрахань – 1,38

Махачкала – 1,35

Тогда можно рассчитать и количество энергии Солнца, которое приходится на 1 млн м², то есть 1 км².

И сравнить с энергетикой Петербурга, занимающего 1700 км².

1700 000 000 м² × 0,93 мегаватт = 10 × 10²² Дж.

Если наши расчеты верны, человек в Петербурге производит и получает энергии в 100 тыс. раз меньше, чем дает ему Солнце.

Энергия океана

Энергия океана – это энергия волнения, в том числе прибрежных волн, приливов, сильных морских течений, разницы температур воды у поверхности и на глубине.

Для этих видов энергии таблица такая:

Энергия морских волн

Волновая энергия – в конечном счете производная от энергии ветров, а та – производная от солнечной энергии. То есть этой энергии явно меньше, чем энергии ветра, но она намного более «концентрированная».

Энергия морских течений

Величайшие в мире течения Гольфстрим и Куросио несут соответственно 83 и 55 млн м³/с воды, перенося неправдоподобное количество тепла.

Сравнительно мягкий климат Европы в огромной степени определяется тем, что массы теплой воды обогревают находящийся над ними воздух, который западными ветрами переносится на Европу. Отклонения температуры воздуха от средних широтных величин в январе достигают в Норвегии 15–20 °C, в Мурманске – более 11 °C (Евгенов 1957).

Чтобы настолько же «согреть» Норвегию, как это делает Гольфстрим, потребовалось бы сжигать миллионы тонн нефти (Маркин 1968: 22).

Но суммарный энергетический потенциал величайших морских течений, Гольфстрима и Куросио, исчисляется от 5 до 300 млрд кВт (Кошляков, Монин 1985). Такой разброс значений означает ровно одно: никто всерьез проблему не изучал. Толком никто не знает, какова же энергетика течений и сколько энергии от них можно получать.

Полагаться можно только на расчеты, сделанные серьезными специалистами для отдельных случаев. Так, энергетическая мощность Флоридского течения, то есть части Гольфстрима у восточного побережья США с расходом 30 млн м³, военными инженерами США оценивается около 20 млн кВт.

За год это получится 6,307 × 10¹⁷ Дж.

Энергия приливов

Потенциал энергии морских приливов в мире равен не менее чем 200 Твт·ч в год, а скорее всего, достигает величины 450 Твт·ч в год.

Для сравнения: вся малая гидроэнергия в 1995 г. вырабатывала 115 ТВт·ч в год, в 2010-м – 220 ТВт·ч (Bellona 2008).

Энергия ветров

В 2020 г. общая установленная мощность всех ветрогенераторов составила 743 ГВт, что эквивалентно годовым выбросам углерода во всей Южной Америке, или более 1,1 млрд тонн CО₂ в год (Global… 2021).

Основываясь на очень противоречивых сведениях, А. А. Федоров предложил считать потенциальную силу ветров в 2,907 × 10¹⁹ Дж.

Энергия рек

Энергетический потенциал рек изучает наука, малоизвестная даже профессиональным ученым, –  потамология (Важнов 1976).

Этот потенциал вычисляют по специальной формуле (Энергетические… 1967).

В 2008 г. мировой технический гидроэнергетический потенциал оценивается в 14 650 млрд кВт·ч, а экономически эффективный –
в 8770 млрд кВт·ч.

14 650 млрд кВт·ч соответствует 10 × 10¹⁹ Дж.

8770 млрд кВт·ч – 10 × 10¹⁹ Дж.

1670 млрд кВт·ч –10 × 10¹⁸ Дж.

Энергетика катастроф

До сих пор мы оценивали расход энергии в повседневной жизни человечества, в том числе бытовой, повседневный энергобаланс городов. Но в жизни человечества происходили и происходят катастрофы, во время которых одномоментно выплескивается огромное количество энергии.

Это войны, энергетику которых я просто не берусь подсчитывать, пожары и техногенные катастрофы.

Пожары – повседневное явление в городах прошлого, особенно в деревянных. Имеет смысл оценить энергетику таких катастроф и сравнить ее с энергетикой исключительных природных бедствий: цунами, землетрясений, извержений вулканов, тайфунов.

Пожар Красноярска как модель

Древесина, из которой построен Красноярск, может гореть ничуть не хуже дров, высвобождая невероятное количество энергии.

Если считать, что на каждую из 400 усадеб, сгоревших в 1773 г., пошло порядка 80 м³ древесины, то получается – за считанные часы сгорело около 32 000 м³ дерева. Так что же доставляет человек в селитебный ландшафт в виде дров и древесины для строительства – вещество или энергию?!

Строили в России, тем более в Сибири, из качественного леса.
В основном на строительство до середины ХХ в. шел сосновый лес-кругляк. Разве что люди побогаче нижние два-три венца клали из лиственницы – для сухости.

Дрова считаются хорошо просохшими за два-три года при хранении в естественных условиях, на улице. Пошедшее на строительство дерево было еще в лучших условиях – его просушивало и согревало тепло печей изнутри помещения.

Теплотворную способность сухой сосновой древесины определяют в пределах от 4 680 до 5050 кал/кг.

Итак, усадьба со всеми постройками состояла из 80 м³ сухого соснового дерева.

Два варианта:

80 × 470 × 4680 ккал – то есть 7.368 × 10¹¹ Дж.

80 × 470 × 5050 ккал – то есть 8.658 × 10¹¹ Дж.

Тверской пожар 1763 г.

Пожар в Твери 12 мая 1763 г. фактически уничтожил город – сгорели 852 двора, почти все казенные здания, Гостиный двор, торговые ряды, серьезно пострадали многие церкви.

Учитывая важность Твери как пункта на тракте Петербург – Москва, правительство Екатерины II приняло экстренные меры для восстановления города.

В 1773 г. новый пожар истребил почти всю заволжскую часть Твери, после чего новое строительство полностью изменило облик города: он получил регулярную планировку, улицы застраивались каменными зданиями, располагавшимися «единой фасадой».

В 1773 г. сгорели 852 усадьбы плюс торговые ряды и Гостиный двор. Казенные сооружения Твери того времени – около 10 двухэтажных домов, по объему больше усадебного в несколько раз.
Но они в основном были каменными, как и храмы.

Применим те же две модели, исходя из минимальных и максимальных масштабов горевшего.

852 × 80 × 4680 = 1,336 × 10¹² Дж.

900 × 80 × 5050 = 1,522 × 10¹² Дж.

Иркутский пожар 1879 г.

Иркутский пожар 1879 г. 22–24 июня 1879 г. уничтожил
75 кварталов с 918 дворами, 105 каменными, 3418 деревянными постройками. О силе огня свидетельствует оплавленный в пламени медный колокол.

Сгорели 3523 строения, в числе которых были как двухэтажные каменные здания, так и сараи с конюшнями. Поленницы дров, кстати, тоже горели – запасы топлива на год и на два вперед. Полагаем, не будет большой ошибкой исходить из того, что пожар уничтожил энергоносители, эквивалентные 3500–3600 усадьбам того времени.

3500 × 80 × 4680 = 5,486 × 10¹² Дж.

3600 × 80 × 5050 = 6,089 × 10¹² Дж.

Московский пожар 1812 г.

Наверное, Московский пожар сентября 1812 г. – самый знаменитый пожар в мировой истории. Даже лондонский пожар 1667 г. менее знаменит. На современников Московский пожар произвел колоссальное впечатление.

В России даже преувеличивали масштабы бедствия: ведь чем грандиознее пожар, тем больше и подвиг москвичей. Писали, что пожар уничтожил: 9151 жилой дом, а всего 6584 деревянных и 2567 каменных домов; 8251 лавку/склад и подобное строение;
122 из 329 храмов (без учета разграбленных) (Катаев 1911).

9251 дом, приравняем к домам склады и лавки – 8251, будем считать, что каждый храм из 122 сгоревших равен 10 усадьбам.

17 700 «условных усадеб»… Вероятно, количество пошедшего на каждую усадьбу материала следует исчислять как 60, а не 80 м³ древесины – ведь городские дома чаще всего были без конюшен, амбаров и сараев, хотя среди них были и двухэтажные… Ну, пусть будет все же 80 м³.

Итого:

17700 × 80 × 4680 = 2.775 × 10¹³ Дж.

17700 × 80 × 5050 = 2.994 × 10¹³ Дж.

Энергетика природных объектов: трудности исчисления и сравнения

Давно пытались подсчитать энергетику землетрясений, извержений вулканов, течения речных вод. Казалось бы, что проще – сравнить эту энергию с энергетикой человеческой цивилизации.
В реальности осуществить эту задачу очень трудно: во-первых, энергетика абсолютно всех природных объектов измеряется редко, несистемно и для целей конкретного узкого исследования. Во-вторых, в каждом случае энергия измеряется и рассчитывается в других, исторически сложившихся, единицах.

Энергетика урагана

Специалисты из Центра исследования ураганов (HDR, Флорида, США) полагают, что есть два способа измерения энергии, производимой ураганом. В первом случае измеряется энергия, необходимая для испарения масс воды с поверхности, а во втором – энергия вращения урагана и его сильнейших ветров.

HDR подсчитали, что в первом варианте средний по своей силе ураган тратит 5,2 × 10¹⁹ Дж энергии в день, а во втором – 1,3 × 10¹⁷ Дж энергии в день. Если сложить эти значения и перевести в гигатонны, то получится гигантское значение чуть менее 13 Гт.

Жизненный цикл среднего тропического урагана составляет от нескольких дней до одного месяца. Если взять среднюю продолжительность в 20 дней, то мы имеем число в 260 Гт ТНТ. Для сравнения общемировое потребление электроэнергии в настоящее время составляет около 150 Гт ТНТ. То есть среднестатистический ураган за свой жизненный цикл вырабатывает почти в два раза больше энергии, чем все человечество потребляет за весь год! А об ураганах мощнее и говорить не приходится – их энергия колоссальна (Сколько… 2017).

Энергетика извержений и землетрясений

Во время последнего извержения самого высокого и мощного вулкана в Европе – Этны на острове Сицилия – в 1978 г. высвободилось энергии на 2,5104 × 10¹¹ Дж (Максимальная… 2012).

Энергия самого сильного из известных землетрясений достигает 10¹⁸ Дж (Резанов 1980).

Энергия взрыва Кракатау в десятки, Тамбора и Санторина в сотни раз больше энергии самого сильного землетрясения. Извержение Санторина в XV в. до н. э. принадлежит к числу величайших геологических катастроф. По П. Хейдервари, энергия его взрыва была минимум 10²⁷ эрг.

Это, по-видимому, предел силы геологических пароксизмов на нашей планете. Размер их лимитирует прочность горных пород. Больших напряжений земная кора не выдерживает – происходит землетрясение или вулканический взрыв, и напряжение снимается (Максимальная… 2012).

Некоторые сравнения и выводы

Начать следует с того, что, действительно, никакая деятельность человека несопоставима с количеством поступающей к Земле солнечной энергии.

Даже в пределах одного города, то есть в контуре, где деятельность человека проявляется максимально, все виды энергии, создаваемые и используемые человеком, в сотни тысяч раз слабее энергии, даваемой нам Солнцем в том же контуре. И притом совершенно даром.

Но и энергетика природных процессов Земли несопоставима с космической.

Подсчитано, что космическая энергия, приходящая к Земле, примерно в 1000 раз превышает эндогенную энергетику земного шара – тектонической энергии недр. При этом энергия, излучаемая живым веществом, тектоническая энергия и техногенная энергия примерно равны друг другу (Шипунов 1980).

При этом энергетика цивилизации значительно меньше, чем основные земные виды энергии, в которые непосредственно превращается космическая энергия, приходящая от Солнца: энергия фотосинтеза, энергия ветров в масштабе Земли, энергия течений и градиента температур Мирового океана.

Даже количество энергии, используемой на отопление всей Российской империи, в десятки, а быть может, в десятки тысяч раз меньше энергии волн, приливов и течений Мирового океана.

Добавим к этому – энергия тайфунов несопоставимо больше всей электроэнергетики Земли.

Но! Энергетика крупных городов, а особенно энергетика сгорания ископаемых видов энергии – угля и продуктов крекинга нефти, вполне сопоставима с энергетикой локальных природных объектов: местных ветров, отдельных морских течений, приливов и ветрового волнения на небольшой части береговой линии.

Тем более деятельность человека сопоставима по масштабу с энергетикой рек.

Уже в начале ХХ в. энергия сгорания угля и керосина достигла масштабов энергии речной системы Земли. К XXI в. энергия сгорания бензина превысила мировой гидротехнический потенциал по меньшей мере в 10 раз.

Расход энергии современного большого города за год вполне сопоставим с энергетикой крупной речной системы или с энергией извержения вулкана.

Сжигая углеводороды, и Россия, и США за сутки расходуют ко-личество энергии, сопоставимое с силой и крупного урагана, и хотя бы отдельных участков Гольфстрима. Расход всех видов энергии
в крупнейших государствах превышает энергетику всех рек земного шара.

Энергетически человечество уже «сильнее» пресной гидросферы – рек и озер, расположенных на суше. Мы сопоставимы с морскими течениями, ветрами, приливными и ветровыми волнами.

Количество энергии, высвобождаемой при антропогенных катастрофах, вполне сопоставимо с энергией многих извержений вулканов, землетрясений и тайфунов. Вулкан Этна в 1978 г. выбросил
в 100 раз меньше энергии, чем Московский пожар 1812 г. А землетрясение в Спитаке было во много раз сильнее извержения Этны (Безопасность… 2007: 14).

Как видно, энергетика катастрофических пожаров сопоставима с энергетикой землетрясений и извержений.

Конечно, наши подсчеты сугубо предварительны. Пока можно утверждать одно: техногенная цивилизация энергетически стала заметным фактором процессов, протекающих на поверхности суши. Она сравнима с энергетикой гидросистемы суши и с энергетикой любых тектонических процессов.

Но следует учесть и фактор взрывообразного роста энергетического могущества человека.

Только техногенная цивилизация энергетически стала сопоставима с тектонической энергией и энергией биосферы.

Чудовищное количество используемой человеком энергии на-
глядно можно видеть на фотографиях из космоса, сделанных в ночное время. Ясно видно, как светящимися пятнами обозначены самые крупные города и агломерации.

При этом природные факторы почти не изменяются, а энергия мировой индустрии удваивается каждые 15 лет, причем в Российской Федерации – так и вообще за 7–8 лет (Воропай 2004).

Темпы развития общества с момента появления человека в сотни и тысячи (если не в миллионы) раз превосходили темпы развития биосферы, а тем более неживой материи.

Энергетическая вооруженность человечества, которую мы фиксируем в данный момент, лишь этап стремительно нарастающей энергетической мощи цивилизации.

Исходя из этого, позволим себе три простых вывода:

1. Техногенная цивилизация по энергетической мощи стала сопоставима со многими природными факторами.

2. Мы используем лишь малую толику превращенных форм солнечной энергии: энергии приливов, ветров, морских течений, ветрового волнения.

Мы практически не используем тектоническую энергию: не прев-ращаем ее в удобные и полезные для нас виды энергии.

Использование именно этих форм энергии позволяет человечеству стать энергетически ведущей силой в масштабах одной отдельно взятой планеты, то есть сделаться цивилизацией Земли.

3. Человечество использует лишь ничтожную часть достигающей Земли энергии Солнца. Чтобы стать цивилизацией Солнечной системы, нам следует использовать значительную часть этой энергии. До этого космические перелеты навсегда останутся редкими подвигами, совершаемыми в околоземном пространстве. Человечество не сможет совершать регулярные полеты на Луну и на Марс, использовать минеральные богатства пояса астероидов.

4. Учтем еще, что Земли достигает лишь менее 0,5 × 10⁻⁹ (одна двухмиллиардная часть) от энергии солнечного излучения.

Чтобы стать космической цивилизацией в масштабах Галактики, нам следует научиться использовать не только энергию Солнца, достигающую Земли, но и то, что уже миллиарды лет бесцельно распространяется в космическом пространстве. Только тогда сможет состояться все, о чем писали И. А. Ефремов, Р. Хайнлайн и братья Стругацкие.

В свое время Э. К. Циолковский мечту о выходе в космос начал решать как инженерную задачу. Может быть, пора поставить инженерные задачи овладения новыми источниками энергии?

Литература

Болотов, А. Т. 1952. Избр. соч. по агрономии, плодоводству, лесоводству, ботанике. М.: Изд-во МОИП.

Буровский, А. М.

1994. Экология и энергетика культуры. Генетические коды цивилизаций. Материалы Третьей Международной конференции «Человек и природа – проблемы социоестественной истории» (7–12 сентября 1994). М.: Московский лицей. С. 89–94.

1995. Степная скотоводческая цивилизация: критерии описания и сравнения. В: Чубарьян, А. О. (отв. ред.), Цивилизации. Вып. 3. М.: ФАРН. С. 151–163.

1997. Долина Енисея – место «встречи» культур. В: Чубарьян, А. О. (отв. ред.), Цивилизации. Вып. 4. М.: Изд-во МАЛП. С. 103–115.

1998. К пониманию системы жизнеобеспечения традиционных обществ. XI Западносибирское совещание «Система жизнеобеспечения традиционных обществ в древности и современности. Теория. Методология. Практика». Томск: Изд-во ТомГУ. С. 41–44.

2022. Большая история Вселенной. Попытка познать непознаваемое, осмыслить немыслимое. М.: ККМ.

2023. Теория месторазвитий. М.: ККМ.

Важнов, А. Н. 1976. Гидрология рек. М.: Изд-во Моск. ун-та.

Воропай, Н. И. (отв. ред.). 2004. Энергетика XXI века: Условия развития, технологии, прогнозы. Новосибирск: Наука.

Друковцев, С. В. 1773. Экономические наставления дворянам, крестьянам, поварам и поварихам. М.: Вольное экономическое общество.

Евгенов, Н. И. 1957. Морские течения. Л.: Гидрометеоиздат.

Жилой фонд Санкт-Петербурга, 2009. URL: http://grinkod.spb.ru/spb_house_fond.html.

Катаев, И. M. 1911. Пожар Москвы. В: Дживелегов, А. К., Мельгунов, С. П., Пичет, В. И. (ред.), Отечественная война и русское общество. Т. 4. М.: Изд. тов-ва И. Д. Сытина. С. 141–151.

Козионов, А. 2020. Сколько нефти осталось в мире и какое у нее будущее. URL: https://trends.rbc.ru/trends/industry/60795b379a79473bce3df407.

Кошляков, М. Н., Монин, А. С. 1985. Вихри в океане. В: Этингоф,
Е. Б. (отв. ред.), Наука и человечество: международный ежегодник. М.: Знание. С. 87–103.

Максимальная сила геологической катастрофы. 2012. URL: http://
historic.ru/books/item/f00/s00/z0000188/st012.shtml.

Маркин, В. А. 1968. Там, где умирает Гольфстрим. Л.: Гидрометеоиздат.

Молчанова, Е. И. 2010. Специфика экономических отношений в жилищно-коммунальном хозяйстве (ЖКХ) на современном этапе. Социально-экономические явления и процессы 3(19): 163–166.

Нормативы потребления коммунальных услуг. 2016. URL: https://kvartplata.info/home/rates/consumption-norm/.

Резанов, И. А. 1980. Великие катастрофы в истории Земли. М.: Наука.

Сколько энергии содержится в урагане? 2017. URL: https://mydisco veries.ru/skolko-energii-soderzhitsya-v-uragane.

Сельскохозяйственный практикум. 2001. № 2–6. Апрель – июнь.

Струпинский, М. Л., Хренков, Н. Н., Кувалдин, А. Б. 2015. Проектирование и эксплуатация систем электрического обогрева в нефтегазовой отрасли. М.: Инфра-Инженерия.

Фарадей, М. 1980. История свечи. М.: Наука.

Шипунов, Ф. Я. 1980. Организованность биосферы. М.: Наука.

Энергетические ресурсы СССР: в 2 т. 1967. М.: Наука.

Якутия Daily. 2022. URL: https://yakutia-daily.ru/.

Bellona. 2008. URL: http://www.energilink.no/leksikon/tidevannskraftverk.
aspx.

Global Wind Report. 2021. URL: https://tureb.com.tr/eng/lib/uploads/ 11381fe019da1b31.pdf.

Lewis, N. S., Nogera, D. G. 2006. Powering the Planet: Chemical Challenges in Solar Energy Utilization. URL: https://www.pnas.org/doi/10.1073/ pnas.0603395103.

Minteer, S., Rasmussen, M. 2014. Photobioelectrochemistry: Solar Energy Conversion and Biofuel Production with Photosynthetic Catalysts. URL: https://www.researchgate.net/figure/Photosynthesis-is-an-energy-conversion-process-which-occurs-in-plants-and-certain-types_fig1_264047223.

Moore, C. F., Brudvig, G. W. 2011. Energy Conversion in Photosynthesis: A Paradigm for Solar Fuel Production. Annual Review of Condensed Matter Physics 2(1): 303–327.

Morton, O. 2006. A New Day Dawning? Silicon Valley Sunrise. Nature 443: 19–21.

Somerville, R. Cubasch, U. 2007. Historical Overview of Climate Change Science. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge: Cambridge University Press. Pp. 93–127.

---

[*] Для цитирования: Буровский, А. М., Федоров, А. А. 2025. Энергетика общества и природы. История и современность 2: 30–49. DOI: 10.30884/iis/2025.02.03.

For citation: Burovsky, А. М., Fedorov, А. А. 2025. Energy of society and nature. Istoriya i sovremennost’ = History and Modernity 2: 30–49 (in Russian). DOI: 10.30884/iis/2025.02.03.

[1] Ряд устных сообщений выводит именно на эту цифру.

[3] Берем максимальные нормативы для максимальной жилплощади –
0,0441 Гкал/м² для 135 тыс. м².