PROVOCAREA ENERGETICĂ DE-A LUNGUL TIMPULUI

Istoria, sau, ca să folosim cuvântul „marxist” (ghilimele necesare) preferat de cuplul auctorial Mircea (Porumbreanu) & Nae (Mazilu), devenirea energiei se confundă cu istoria sau devenirea societăţii omeneşti ca atare. Sub diferitele ei aspecte şi o lungă perioadă fără a fi conştientizată. O creangă de copac folosită ca bâtă folosea şi mai foloseşte transferul de impuls, în spatele căruia energia biologică e amplificată de inerţia mecanică. Idem piatra.
Mai târziu, energia elastică a arcului cu săgeţi. În arc ca atare şi în coardă. Şi mai târziu, cea eoliană şi cea hidraulică. Prima – dezvoltând navigaţia, pe baza dependenţei rezistenţei la mişcarea relativă solid-fluid (apă şi aer) de suprafaţa opozabilă şi de profil, a doua valorificând energia gravitaţională.
Forme de energie folosite şi azi. De la câmpurile eoliene cu elegantele elici tripale, orientabile după direcţia curenţilor atmosferici la tradiţionalele mori de vânt olandeze. Al căror rol e relativ puţin cunoscut la nivelul marelui public. Ţara polderelor, pământ smuls tenace mării, e un sistem de canale cu un sistem de ecluze. Dirijat de un management computerizat care să asigure fiecărui riveran nivelul şi debitul echitabile. Fără de care curgerea pe orice pantă de teren ar văduvi de apă riveranii aflaţi la cote mai înalte. Iar energia necesară funcţionării acestui sistem raţional e asigurată tocmai de sistemul de mori de vânt. Dincolo de rostul lor peisagistic.
Energia biologică se pierde şi ea în negura vremii. De la domesticirea animalelor, la folosirea lor ca agent de tracţiune, pasul e firesc. Şi aceasta e folosită azi. În complement cu energia chimică a combustibililor. Mai ales pe zonele glaciare. Din Alaska în Antarctica. Unde ca animale de tracţiune se folosesc câini din nobila rasă husky. Caii mai trag nu numai trăsurile de agrement din Viena ci şi, pe ici, pe colo, şi în zone mai puţin atinse de formele tehnologice la zi.
De la achiziţia (cuvântul descoperire e şi nu e foarte potrivit) focului, zeci de mii de ani combustibilul a fost aproape exclusiv lemnul. Care, la rândul său, a constituit, alături de piatră, de argila arsă şi de metale, pricipala materie primă de bază. Flota de trireme cu care Temistocle a ras, în largul Salaminei, cea de invazie a regelui persan Xerxes şi cea care a trecut peste Mânecă armata care l-a făcut, la Hastings, pe Guillaume Bastardul – William Cuceritorul au decimat păduri întregi. De ce natură e energia termică obţinută prin combustia lemnului? Chimico-biologică. Dar, dacă trecem, treptat, apoi masiv, în epoca primei revoluţii industriale, lemnul fu înlocuit cu primul combustibil fosil, cărbunele, apoi în a doua, petrolul şi gazele. Natura fosilă a purtătorilor de energie semnifică un amplu şi lung ciclu de stocare a energiei solare primare.
Aceasta e baza de susţinere a întregii biosfere. Direct şi indirect. Direct, în cea mai mare măsură prin fotosinteză. Proces structurant, antientropic, care reprezintă adaptarea unei părţi a lumii vii, regnul vegetal, la realitatea fizică a inundării suprafeţei terestre cu energie solară. Sub formă majoritar electromagnetică. Cu două domenii de frecvenţă, corespunzător celor două ferestre de transparenţă a atmosferei la radiaţia electromagnetică. Desigur, trasparenţa atmosferei n-a fost dintotdeauna aşa. Căci compoziţia atmosferei n-a fost totdeauna cum e acum. Oxigenul s-a acumulat până către 20%, cât e acum, ca urmare a creşterii şi dezvoltării masei vegetale. Mult mai mare în epocile geologice decât acum. Care se structurează în mare măsură din atomi de carbon, din moleculele de CO2 absorbite, eliberând moleculele de oxigen. Complementar cu regnul animal. Care foloseşte acest oxigen, absorbit prin procesul de respiraţie, pentru a oxida exoenergetic molecule organice cu funcţii biochimice în toate cotloanele complexităţii arhitecturale ale organismelor. Oxidarea complexă eliberează CO2 prin expiraţie. Dar complementaritatea nu e simetrică. De unde-şi iau organismele zoologice carbonul? Din hrană. Desigur, chimismul biosferei e cu foarte mult mai complex. Regnul vegetal nu poate absorbi azotul atmosferic, îl ia din sol. Această incapacitate de fond e rezultatul îndepărtat al realităţii că viaţa a luat naştere în apa oceanului planetar. Unde nu există azot liber. Dar, până la o anume adâncime, energia solară pătrunde. Am schiţat doar în liniile cele mai mari, la nivelul cunoştinţelor predate în prima clasă de gimnaziu, complementaritatea schimburilor O2 ↔ CO2 ca proces de structurare antientropică a viului sub acţiunea radiaţiei solare ca sursă primară de energie.
După această paranteză, să revenim la stocarea biogeologică a energiei solare. În mare, procesele geologice au îngropat volumul pădurilor care acopereau cea mai mare parte a uscatului şi au redus masa biologică compresată, cu un foarte mare procent celulozic, la hidrocarburi. Astfel s-au creat zăcămintele energetice. Zeci de mii de ani lemnul a fost aproape singurul combustibil. Inclusiv la metalurgie, alt proces chimic de reducere de la zăcămintele oxidice. Una din excepţiile antice – uleiul. Civilizaţia minoică s-a ridicat, economic, pe uleiul provenit din culturile de măslin, echivalentul spaţiotemporal al petrolului. La distanţă de aproximativ 3.5 milenii. De ce aproape numai în Creta, când culturile de măslin au fost şi rămân specifice spaţiului circummediteranean? Fie şi asimetrizant, în timp, pe direcţia nord-sud. Întrebarea excede linia acestui demers, centrat pe rolul energeticii în evoluţia civilizaţiei umane.
Cărbunele, componentă geologică a zăcămintelor energetice cu conţinutul minim de hidrogen, exploatat extensiv şi intensiv înaintea petrolului şi a gazelor, a fost baza primei revoluţii industriale. Accelerată prin conjugare cu expansiunea căilor ferate, începând din prima treime a secolului XIX. Ne amintim de discuţia celor cinci personaje ale lui Jules Verne, din Insula misterioasă. Jurnalistul îl întreabă pe inginer, care e purtătorul de cuvânt auctorial pe linie de diseminare a cunoştinţelor ştiinţifice, ideea-forţă a programului editorial Hetzel: ce vom face când se vor epuiza zăcămintele de cărbune? Trecem peste răspunsul eronat al celebrului autor, prin gura personajului său ştiutor. Eroare bazată pe ignorarea primului principiu al termodinamicii, echivalent cu conservarea energiei. Principiu cunoscut de aproape jumătate de veac la data scrierii romanului. Pentru a reţine esenţialitatea întrebării. Trecem şi peste faptul că industria extractivă a petrolului făcea, la momentul punerii întrebării, primii paşi. Urmând apoi o dezvoltare explozivă. Cu o rată firesc superioară celei a extracţiei cărbunelui. Trecem şi peste faptul că Jules Verne ignora, la 1875, acei primi paşi. Pentru a contura o realitate. În scara surselor de energie bazate pe ardere s-au respectat, până acum spontan, două reguli: primo – achiziţia unei noi surse pe această scară n-a anulat praxa folosirii celor anterioare (în continuare se fabrică sobe care ard lemn şi cărbune); şi secundo – cu aplicare extinsă – achiziţia unei noi surse energetice în general s-a făcut înainte de încetarea prin epuizare a folosirii celor anterioare. Evident, alternativa ar declanşa o criză a dezvoltării.
Sigur că locomotivele au continuat să funcţioneze cu lemne în pragul apariţiei automobilului cu combustibili prelucraţi din petrol, sigur că locomotivele cu cărbune au continuat să funcţioneze puţin după intrarea în funcţie a primei centrale nucleare (26 iunie 1954, Obninsk, acum Federaţia Rusă). Dar astfel de inversări seamănă cu micile turbioane de la malurile râurilor.
Omenirea a conştientizat, e adevărat, la un nivel foarte limitat de amploare, criza sistemică legată de încălcarea, în epoca prezentului istoric, a celei de-a doua reguli de mai sus, prin 1973-74, ocazionat de prima criză majoră a petrolului. Când Statele Unite cunoscuseră febra frigului în locuinţe. Şi când lumea se lămurise definitiv că epoca petrolului ultraieftin trecuse ireversibil. Prima scumpire a barilului, decisă aproape unilateral de fratele colonel Khaddafi, fie şi el odihnit, după lovitura de stat care-l răsturnase pe regele Libiei, trecuse aproape neobservată. Cea de a doua, decisă coordonat de OPEC, a declanşat criza petrolului. Fu primul act de mare impact internaţional, de la înfiinţarea, în 1965, a cartelului.
De atunci, s-au identificat mai multe zăcăminte decât până atunci, s-au dezvoltat tehnologii de sporire a gradului de extracţie din zăcăminte epuizate la nivelul primelor extracţii, iar producţia globală, oricât e aceasta de coordonată la nivel de cartel, pentru optimizarea veniturilor ţărilor exportatoare (care au naţionalizat progresiv exploatările marilor corporaţii transnaţionale), cu toate oscilaţiile, continuă să crească în medie. Epuizarea resurselor energetice fosile a fost împinsă înainte progresiv de evaluări, dar resursele rămân prin definiţie limitate. Totodată, dezvoltarea societăţii umane presupune creşterea permanentă a consumului de energie. Pe cale de consecinţă, necesitatea resurselor e acum mai acută decât fusese evaluată la prima criză a petrolului. Iar incertitudinea achiziţiei unor (re)surse alternative de mare şi foarte mare capacitate rămâne.
Energetica nucleară, bazată pe fisiunea speciilor grele fisionabile nu este o atare soluţie. Şi nu numai datorită presiunii crescânde ale activiştilor environmentalişti. Ci din motive intrinseci. N-am de gând să braconez pe terenul colegilor specialişti în diferite laturi ale domeniului, încât referirile la domeniu vor fi foarte limitate. La nivelul ultrascurtului excurs istoric care e baza demersului de faţă. Las pe seama respectivilor colegi să producă, eventual, în presupusele lor contribuţii la acest capitol, ca date colaterale faţă de temele lor, evoluţia procentului din producţia şi consumul global de energie a centralelor nucleare de fisiune. Mă rezum la doar două amănunte: la momentul primei crize a petrolului, centralele nucleare de fisiune, din generaţia 2-3, produceau cam un sfert din producţia naţională a unei ţări importatoare neto de resurse primare. Sursa: un articol din Science et vie. Acum, după incidentul de la Fukushima şi după decizia frau kanzler de a închide în 10 ani (dintre care au şi trecut, iată, aproape 4) centralele nucleare din Germania, o sursă neconfirmată ar evalua acest procent, în Franţa, respectiva ţară, la cam 40%! En passant, consider decizia frau kanzler ca iresponsabilă. Dar bunul simţ elementar mă obligă ca într-un text publicat într-un volum printre ai cărui coautori se află colegi specialişti în domeniu, această consideraţie o fac sotto voce. Poate colegii mă vor contrazice. Enfin… am o ipoteză personală oarecum coerentă asupra mecanismului nonpublic al respectivei decizii, dar explicitarea ei iarăşi excede cadrul textului de faţă. Al doilea şi ultim amănunt în ce priveşte energetica nucleară bazată pe fisiune se referă tocmai la accidentul de la Fukushima. O privire pe hartă (vivat Google Earth!) ne arată nu numai apropierea de ocean, ci şi zidul de protecţie. Acesta avea 9 metri înălţime. Dar tsunami a ajuns la mal cu 10 metri înălţime. Probabilitatea unui asemenea eveniment era infimă, iar proiectarea, respectiv construcţia zidului, un optim firesc între costuri şi risc, era rezonabilă. Tsunami se mai întâmplă, dar centrala funcţiona de 40 de ani. E adevărat că tehnologia ei era din prima generaţie, dar sistemele de securitate erau triple. Blocarea acestora, ducând la supraîncălzirea mai întâi a două, apoi a 4 din cele 6 unităţi ale centralei, reprezintă, după cum explica în timp real specialistul în materie de securitate nucleară al centralei de la Cernavodă, un lanţ de improbabilităţi. Iarăşi nu intru în amănunte, din respect faţă de colegi, în ce priveşte timpii de înjumătăţire scurţi ai izotopilor radioactivi difuzaţi în atmosferă, ceea ce ar asigura siguranţa agricolă a zonei începând cu următoarea recoltă. Probabil colegul specialist în securitate nucleară va dezvolta pe larg cele de mai sus. Impactul emoţional a fost, însă, disproporţionat. Două sunt, imo, situaţiile unui vârf al impactului emoţional. Secretomania imperială în cazul de la Cernobîl şi hipermediatizarea celui de la Fukushima. La distanţă de o generaţie între accidente. Dar esenţială e altă informaţie. Care iarăşi are nevoie de confirmarea colegilor specialişti. Japonia are 53 de centrale nucleare. Nimic mai firesc pentru o ţară importatoare aproape 100% de resurse energetice primare fosile. Deşi e o ţară cu un grad ridicat de seismicitate. Majoritatea acestora aparţin noilor generaţii tehnologice. Care generaţii s-au dezvoltat prioritar în planul esenţial. Al securităţii. Ei, bine, la cutremurul care a generat acel tsunami, niciuna din celelalte centrale nucleare n-a fost afectată. Japonia nu şi-a pierdut capul şi nu le-a închis. Ar fi fost un dezastru economic, social, pe toate planurile. Cu atât mai ciudată decizia frau kanzler în acest context.
Dar, cum spuneam, soluţia fisiunii nucleare nu poate fi acel panaceu care să blocheze criza care aşteaptă lumea la cotitură odată cu epuizarea resurselor energetice primare fosile.
Iar cu asta ajungem la fuziune. E elementar că eventuala dezvoltare a energeticii nucleare bazată pe fuziune ar fi nu numai acel panaceu, ci mai mult decât atât. Asta e axiomatic. Numai că de mai mult de o generaţie tehnologia e, încă foarte departe de a funcţiona. Aici voi fi încă mult mai rezervat, deoarece una dintre colegele noastre e autoarea unei cărţi, publicate de Editura Albatros – colecţia Lyceum -, în 1982: Fuziunea termonucleară controlată. E adevărat că de atunci a trecut o generaţie. Dar autoritatea în materie a colegei noastre, fie ea şi comparabilă în linii mari cu a celorlalţi colegi nuclearişti, cere, imo, un spor de respect. În 1982, cartea era un compendium la zi, scris în manieră situată între nivelul de popularizare şi cel rezervat specialiştilor. Cu un stil fluent, făcând o materie aridă prin definiţie – accesibilă publicului natural al colecţiei editoriale. În apreciere personală, există colegi care ar avea căderea să aducă la zi materia respectivă. Aici, însă, vom trata, acest încă potenţial panaceu ca pe o cutie neagră, în sensul epocii de început a ciberneticii.
Cutie neagră în sens tehnologic. Dar, în plan fenomenologic, oarecum colateral, socot oportun de semnalat, alt aspect al problematicii fuziunii. Mecanismul acesteia are un loc esenţial în univers. Materia primă a stelelor e formată din protoni. Adică nuclee ale izotopului cel mai frecvent al hidrogenului. Nu voi intra în amănuntele convertirii la particule alpha, adică la nuclee de heliu. Colegii cunosc ciclul Bethe, iar outsiderii care vor citi cartea (fie cât mai mulţi), vor căuta a-şi completa informaţia, dacă vor fi interesaţi. Nu vom trece, însă, pe lângă încercarea umanităţii de a fura, prometeic, focul din Soare, fără a aminti echilibrul care afectează vârsta mijlocie a stelelor. Aglomerarea gravitaţională a unui număr îndeajuns de mare de particule cosmice difuze ridică progresiv temperatura pe măsură ce aglomerarea se densifică, prin eliberarea energiei gravitaţionale. Norul difuz fiind în marea majoritate compus din protoni, când temperatura aglomerării atinge nivelul energetic al declanşării proceselor de fuziune, o vreme, de ordinul miliardelor de ani tereştri corpul cosmic se va afla în stare staţionară. Expansiunea energiei de fuziune echilibrând tendiţa de concentrare spaţială a procesului gravitaţional. Înţelepciunea naturii a făcut posibil acest echilibru. Ale cărui consecinţe îndepărtate ne face posibili pe noi. Aşadar, conştientizarea acestui amplu lanţ de procese, devine, cumva, o obligaţie.
De ce energia de declanşare a fuziunii e aşa de înaltă? Pentru a surmonta respingerea coulombiană interprotonică. Iar rostul amintirii acestui criteriu e de a sublinia minunăţia aceleiaşi inteligenţe a naturii. Va să zică convertirea unui nucleu în altul, care e un caz particular, cel mai simplu, de transmutaţie, cere, naturaliter, temperaturi ale mediului de ordinul 107K. Dar aici ne întâlnim cu o ciudăţenie. Există o problematică destul de controversată, din perspectiva mainstream-ului biologic. O cantitate de experimente raportate de o serie de chimişti ar sugera o balanţă dezechilibrată a calciului la găini. Prima ar data chiar din 1799 (francezul Vauchelin), la 2 ani după afirmata indentificare a apariţiei unor elemente noi în germenii de grâu şi de orz. Experienţe repetate, de-a lungul timpului, de alţi chimişti, cu o ostinaţie egalată de ignorarea lor de către mainstream. Dacă la datele primelor experienţe documentate, cunoştinţele de fizica nucleului mai aveau aproape un secol şi jumătate până să fie constituite, iar reticenţa majorităţii chimiştilor era explicabilă multă vreme, absenţa relativă a mai multor experimente actuale e mai greu de explicat. Totuşi eu am aflat mai întâi de fenomenul presupusei transmutaţii la rece în mediul viu de la unul de-ai noştri. Biofizician. Când internetul nu avea dezvoltarea de acum. Sărăcia documentării nu mira atunci. Dar miră acum. Există biochimişti care cred în fenomen, dar explicaţia pe care o dau, pentru creşterea cu multe ordine de mărime a secţiunii eficace de absorbţie a unui proton (din care exista destui în mediul viu), de către un nucleu de potasiu, pentru a da un izotop al calciului, sau de unul de sodiu, pentru a da un izotop al magneziului, sună bâlbâit. Dar mai ales comunitatea fizicienilor nu acceptă un atare mecanism. Ne aflăm într-o stabilă zonă crepusculară, unde e la fel de greu de respins cu onestitate experienţe raportate şi de acceptat explicaţii ca şi inacceptabile, la nivel quantic, pentru acestea. Generalizând, reticenţa e, până la un punct, explicabilă, lista noutăţilor în fizică bruscând un statu quo unanim acceptat e lungă şi pe alocuri ilustră. Dar şi frecvenţa imposturii ştiinţifice e departe de a fi neglijabilă. Îmi amintesc că la ultima întâlnire la care a participat şi Laura, fie odihnită, ea mi-a rejectat neto multe afirmaţii publice asumate ale mai mult sau mai puţin regretatului coleg dintr-o generaţie mai veche, profesorul Ion Mânzatu. Altfel fost scriitor SciFi el, din prima generaţie de gen de după război.
Dar cu presupusa transmutaţie biologică ajungem în pragul altor experimente cu care revenim la oile noastre: aşa-zisa fuziune la rece. Dacă experimentele anunţate de Fleischman şi Pons, din 1989, n-au putut fi reproduse în niciun laborator din lume ca atare, nemaivorbind de lipsa unui model nuclear, implicarea, în anii 2000, a departamentului de energie al USA, dar mai ales a Centrului de Sisteme Militare Spaţiale şi Navale din San Diego (care a utilizat, în 2005, un dispozitiv ce-ar realiza aceeaşi electroliză a apei grele cu electrod de Palladium ca şi Fleischman) sugerează o ambiguitate. Dar una plauzibilă. Dacă forurile militare de cercetare se implică, ar fi şanse să fie ceva fertil, iar reacţia sceptică a comunităţii ştiinţifice abia trebuie stimulată. Pentru a oculta interesul militarilor.
Printre puţinii care s-au implicat în controversatul domeniu, cea mai recentă figură e fizicianul italian Andrea Rossi. Care a solicitat un patent pentru un dispozitiv numit catalizator de energie, în 2011. Care n-ar funcţiona pe baza fuziunii la rece, ci pe baza unor reacţii nucleare din aria forţei slabe. Solicitarea a primit un raport preliminar de respingere. Totuşi, omul merită cel puţin urmărit.
Paranteză. Eventualitatea, încă neacceptată, nevalidată, a unor reacţii nucleare în viu, deci la rece, nu ne poate duce cu gândul decât la alchimişti. E omeneşte să dispreţuieşti pe cei pe care i-ai depăşit. Dar nu odată acest dispreţ s-a adresat unor lucruri mai adânci decât păreau. Nu vom face niciun pas în paleoastronautică, nu vom divaga pe seama ciudăţeniei nivelului de cunoştinţe ale unor civilizaţii cu tehnologii aflate în flagrant contrast cu respectivele cunoştinţe păstrate secrete de o elită. Nici nu vom ceda tentaţiei de a da credit mόdelor esoterice, oculte şamd, care ridică alchimia pe un soclu quasideist. Dar, în egală măsură, vom refuza miopia secolelor care au dispreţuit-o. Dintre cele două obiective ale alchimiei, vom ignora elixirul şi vom privi, raţional, piatra. Pentru chimia primitivă, alchimia era un drum înfundat. Dar, de la descoperirea radioactivităţii încoace, mai cu osebire de la fundamentarea quantică a transmutaţiei, realizate în acceleratoare şi, sub forma fuziunii, în… stele, nu putem spune despre alchimişti decât că în condiţiile din laboratoarele lor n-aveau nicio şansă. Una e să poţi scrie un set de reacţii nucleare care să facă plumbul să piardă 3 protoni, alta e să ştii că n-ai putea reproduce fără echipament corespunzător, implicând energii intangibile în laboratoare de… prechimie. Dar, dacă s-ar confirma şi valida, de pildă, absorbţia unui proton de către nucleul de potasiu în viu? Sau a altui proton de către un nucleu de sodiu? Atunci n-am avea decât să ne întrebăm daca nu cumva alchimiştii căutau, să zicem cu prudenţă orbeşte, reproducerea, poate imposibilă, a condiţiilor din viu care ar permite astfel de reacţii nucleare. Sau a altora, a căror sumă să facă nucleul de plumb să piardă 3 protoni. Iarăşi refuzăm a divaga cu privire la sursa informaţiei acestei posibilităţi. Paranteză închisă.
Cu asta părăsim spinosul domeniu al presupusei fuziuni la rece. Fără a o respinge de plano, fără a accepta că avem prea puţine date de a analiza.
Să închidem pemultimul cerc, revenind la sursele alternative de energie. Energia produsă de cea mai mare parte dintre acestea e numită curată sau verde. Stârneşte un mare entuziasm. Populaţia americană a fost câştigată de partea preocupărilor pentru mediu şi, firesc, o mare parte din lumea zisă occidentală s-a luat după aceasta. E bine, desigur, e o schimbare benefică de mentalitate publică. Dar, dacă priveşti entuziasnul public cu ochi de contabil, vezi că valoarea absolută a contribuţiei publice e derizorie. Iar exagerările activismului produc ce produc orice exagerări, în orice domeniu şi orice activism. Scepticismul, cât nativ, cât autoeducat, mă îndeamnă a reduce utilitatea reală a acestui entuziasm public la funcţia de stimulent pentru ca un număr de tineri să se profesionalize în cât mai multe dintre disciplinele aferente. De la dreptul mediului la dezvoltarea tehnologiei antipoluare. Probabil mai mulţi de tineri vor fi atraşi de calificarea în materie decât ar fi atraşi în lipsa acestui entuziasm public. Dar să le luăm pe rând.
Energia hidraulică. De natură gravitaţională. În principiu, centralele hidroelectrice sunt destinate a funcţiona exclusiv în perioadele zilnice ale vârfurilor de sarcină. Termocentralele şi centralele nucleare funcţionează permanent. Puterea lor nu e neapărat constantă, are o anume marjă de reglaj, dar această marjă e mică în raport cu variaţia zilnică a consumului. Pe de o parte, nici n-ar fi util ca hidrocentralele să funcţioneze permanent, resursele acumulărilor hidro s-ar epuiza rapid. Pe de alta, tocmai e nevoie de o resursă productivă care să acopere vârfurile de sarcină. Două pe zi. Cel mai mare seara. E adevărat că aceste vârfuri sunt complementare pe cele două emisfere, dar, dincolo de interconectibilitatea sistemelor energetice naţionale, transportul energiei electrice de pe o emisferă pe alta nu e chiar lesnicios. Transferul comercial de energie – import/export – are loc local. O ţară ar putea, în principiu, să exporte energie în alta mai îndepărtată, dacă ţările intermediare conexe sunt interconectate. Dar acest transfer ar presupune un mare număr de reglaje locale. Un sistem energetic naţional e un organism complex şi delicat, a cărui menţinere sub control şi în echilibru presupune un foarte ridicat potenţial computaţional. Aşa că transferurile comerciale au loc, de regulă, la distanţe relativ mici.
Dar energia hidraulică are şi alt aspect. Să nu uităm principiul, de esenţă dialectică, al existenţei unui efect pervers, ascuns un anume interval de timp, al oricărui salt tehnologic. Exemplul tipic e cel al compuşilor clorofluorocarbonici. Numiţi curent freoni. Sinteza lor a fost, pentru chimişti, o ocazie de a-l apuca pe Dumnezeu de picior. Era familia de substanţe ideale, hiperstabile, care nu reacţionau cu nimic. De aici, utilizarea lor extensivă şi intensivă atât în frigotehnie, cât şi în sprayuri. Mai uşoare ca aerul, se ridicau în stratosferă. Spre deosebire de bioxidul de carbon care sedimentează spre scoarţa terestră şi luciul apelor, accentuînd, prin opacitatea la infraroşii, efectul de seră. Spre deosebire de alte gaze poluante, care provoacă ploi acide… Se aruncaseră deja multe milioane de tone de freoni în atmosferă, când chimiştii au descoperit, uluiţi, singura moleculă cu care toţi clorofluorocarbonii reacţionau: ozonul. O3. O moleculă oricum nu prea stabilă. Care, la rândul ei, mai uşoară decât amestecul de azot şi oxigen, ambele moleculare, s-a acumulat, în epocile geologice, în stratosferă. Unde sunt vizitate de freoni. Care rup un atom de oxigen liber. Cea mai reactivă formă de oxigen. Care atom rupe altă moleculă de ozon. Reacţia în lanţ face cam o sută de paşi. O singură moleculă de freon poate distruge, în medie, cam o sută de molecule de ozon. Iar ozonul absoarbe intens în UV. Zonă agresivă pentru organimsul uman. Benefică în doze mici, periculoasă în doze mari. Nu e nevoie de niciun război, de nicio pandemie, de niciun şir de catastrofe naturale. E de ajuns ca omenirera să prospere, să crească producţia de freoni şi de sisteme frigorifice ca să avem garanţia a cel puţin o creştere endemică a cancerelor de piele. Bun, s-a interzis folosirea freonilor la sprayuri. E pozitiv, dar e prea puţin. Prin natura lor, sistemele frigorifice pierd substanţă de lucru un anume procent anual. Foarte mic la frigidere, până la 10% la agregate de aer condiţionat! Iar dezvoltarea are un anume grad de ireversibilitate. Nu ne mai putem lipsi de frigidere. Nici acasă, nici la magazine, nici, mai ales, la protejarea unor sisteme a căror căldură generată prin funcţionare e un factor perturbant. Şi deocamdată încă nu s-a descoperit o categorie de substanţe de lucru înlocuitoare. Căci s-ar fi aflat. Iată direcţia uneia din cele mai acute nevoi de cercetare.
Dar, înainte de a reveni la efectul pervers al energeticii hidraulice, să observăm că acest principiu al efectelor perverse are un sens adânc. Biosfera e, ea însăşi, un macroecosistem. Cel mai cuprinzător, la nivel planetar. Şi n-avem nicio dovadă că materia planetară nevie nu e coparticipant la acest sistem. De la cel mai simplu ecosistem, modelul didactic cu vulpi şi iepuri, pe un tăpşan vegetal, până la biosferă, toate acestea au o caracteristică similară. Comună chiar. Stabilitatea. Iar stabilitatea, demonstrată matematic, la nivelul celui mai simplu ecosistem, creşte odată cu complexitatea. Stabilitatea naturală a biosferei e cea mai ridicată din toate cazurile celorlalte ecosisteme. În înţelepciunea ei, natura a permis evoluţia în sensul speciilor superioare. Către vârful evoluţiei, care e specia homo sapiens sapiens. Până la om, natura funcţionează automat, componentele ei jucând rolul de elemente de autoreglaj. Omul e singurul element destabilizator. Antiecologic. Iar tendinţa naturală a macroecosistemului care e planeta e de a se apăra. Îngustând, în limitele propriului potenţial de reacţie, baza logistică a omului. Probabil că efectele perverse ale libertăţilor tehnologice nu originează doar din acest mecanism de autoapărare. Probabil la baza acestora sunt şi alte principii foarte generale. Dar eventualele ipoteze asupra acestora exced demersul, oricum dezvoltat întrucâtva prolix, la care ne-am angajat.
Efectul pervers al dezvoltării hidroenergeticii a fost sesizat târziu. El se bazează pe influenţa perturbatoare a regularizării marilor cursuri de apă. Prin mari diguri pentru mari acumulări hidraulice. Structura mediului e stabilită spontan, urmează legităţi naturale. Bazate pe interacţiunea punctuală sau areală a forţelor generalizate în sens Prigogine. Orice modificare antropică a mediului perturbă raporturile punctuale şi areale ale acestor forţe. Perturbă cursul, de regulă lent, către echilibrul natural. Efectele perturbatoare sunt, în linii mari, pe măsura modificărilor mediului. Pe râurile mici apar spontan baraje temporare. Zăpoare, care pornesc la dezgheţ şi baraje construite de castori. Mediul local s-a „obişnuit” cu astea, le-a asimilat şi le-a integrat în structura de ecosistem. Dar marile baraje au perturbat mediul dincolo de influenţa asupra speciilor acvatice, în special cele piscicole. Efectul a fost sesizat mai întâi în ţara care a construit primele mari baraje: USA. Ne amintim similitudinea, paralelismul dintre soluţiile ieşirii din criza declanşată de crahul bursei din Wall Street, în 1929. FDR şi Hitler au ajuns la putere quasisimultan, în ianuarie ’33. Primul, ales în noiembrie ’32, pe sloganul new deal, al doilea, mai mult sau mai puţin tot pe bază electorală. Ambii au declanşat programe de mari lucrări de infrastructură, finanţate din datoria publică asumată, care au tras după sine pe orizontală economia ţărilor lor, dezmorţind-o. Şosele şi autostrăzi în Germania, mari baraje hidraulice în USA. Hoover Dam e emblematic. Efectele perturbatoare asupra mediului au fost constatate peste mai bine de jumătate de secol. Pragmatici, americanii au atras atenţia lumii. Nu i-a prea ascultat nimeni. Dar exemplul de-a dreptul dramatic e barajul de la Aswan. Milenii de-a rândul Egiptul a fost – şi a fost socotit – un dar al Nilului. Revărsările anuale fertilizau marea câmpie nordică. Ceea ce a facut din Egipt, pe lângă valea comună a Tigrului şi Eufratului, leagăne ale civilizaţiei. Barajul de la Aswan a fost ridicat în anii ’50. Nu insistăm asupra contextului geopolitic, a cărui esenţă a fost schimbarea colonizatorilor. Nici pe sensul politic al construirii barajului. Sens derivat direct din formula lui Lenin: comunism = puterea sovietelor + electrificarea întregii ţări. Efectele barajului au apărut şi aici peste aproximativ jumătate de secol. Egiptul, reintrat politic în sfera de influenţă americană, după Camp David, a devenit în prezent importator net de alimente.
Sigur că aceste modificări semnificative asupra mediului local, care sunt marile baraje, sunt absorbite de respectivul mediu, în timp. Ecologii (nu ecologiştii!) ştiu. Dar, cu cât mai amplă e modificarea, cu atât mai mult timp îi trebuie naturii s-o absoarbă, s-o asimileze, să şi-o integreze. Dar există modificări ireversibile. Câmpia Nilului, ajunsă în timp de mii de ani la starea de fertilizare anuală, nu va mai fi niciodată ce a fost, cu un fluviu regularizat. Sigur, a merge înainte cere costuri. Şi mersul înainte e, şi el, ireversibil.
Una peste alta, problema este de a evalua raportul între avantaje şi costuri. Şi aici, în materie de hidroenergie: avantajul net e nu procentual şi nici ca soluţie alternativă la sursele primare fosile. Căci ar fi imposibil. Ci exact funcţia de bază a capacităţilor hidroenergetice: preluarea vârfurilor diurne de sarcină. Sunt costurile de mediu acceptabile? Aş înclina spre a opina că sunt inerente, în raport cu funcţia de bază. Care ar fi extensibilitatea sistemului hidroenergetic? Mai mare decât în ţările dezvoltate, care şi-au cam epuizat naturalitatea. Dar limitată la rezolvarea unor probleme locale. Punctuale. Cu o pondere totală ca şi neglijabilă.
Despre sursele alternative de energie se vorbeşte de mai bine de o generaţie. Cum problematica mediului a pătruns din ce în ce mai amplu în spaţiul public, iar explozia internetului a produs un salt în globalizarea comunicării, unul dintre efecte e aglutinarea unei imagini distorsionate despre rostul acestor surse. Nu numai cei de formaţie umanistă, nu atât mai sensibili la aspectele calitative ale lucrurilor, cât mai reticenţi, din lipsă de pregătire, la cele cantitative, au o imagine nerealistă. Am întâlnit şi ingineri care vorbesc ca să se afle în treabă, supralicitând sursele alternative. Situaţie faţă de care noi suntem un grup privilegiat. Oricât de restrâns. Deoarece ştim la fel de bine ca inginerii care lucrează în domeniul energetic că ponderea majoră, decisivă, a (re)surselor primare fosile va rămâne cea care este, câtă vreme aceste resurse nu se epuizează. Ştim la fel de bine ca practicienii domeniului că, dacă în cel mult o generaţie-două nu se realizează un mecanism producător cu capacitate comparabilă, sau mai mare, decât cea bazată pe resurse primare fosile, criza în care ar intra lumea ar depăşi dramatic criza apei, a alimentelor şi a mediului. Crize anticipate nu numai de futurologi.
Cu toată surdina pe care sunt moralmente obligat s-o pun asupra perspectivelor operaţionalizării fuziunii controlate, pare problematic ca aceste perspective să se deschidă în acest interval critic. Ne-am cam lămurit şi cu fisiunea, la nivel global. Nu poate depăşi un nivel oricum insuficient. Revenirea la lemn e exlcusă. Oricum plămânii planetei, marile zone împădurite, sunt supuse unei presiuni care, dacă nu va fi făcută să diminueze, coordonat, dezechilibrele de mediu ar putea depăşi nivelul critic. Punctul de unde nu există întoarcere.
Dar înainte de a aborda acest punct focal al demersului de faţă, să amintim, în treacăt, cum îşi manifestă responsabilitatea unele ţări. În Marea Britanie, de pildă, o prevedere legală obligă toţi agenţii economici cu activitate în proiectare, producţie, transport şi distribuţie a energiei electrice să investească, mai întâi un procent, apoi două, din profitul net în cercetări asupra dezvoltării surselor alternative. E util. E chiar greu să li se ceară mai mult. Dintre acestea, cea mai mare extindere aparentă ar fi producţia de energie eoliană. Parcurile eoliene au devenit elemente curente de peisaj de-a lungul şi de-a latul a tot ce vedem. Dar… şi aici e o problemă. În principiu şi, poate, într-o anume măsură, în praxă, parcurile eoliene se amplasează în zone cu o anumită distribuţie a vânturilor. Furnizată de specialişti în fizica atmosferei. Comunitate ştiinţifico-tehnologică în care avem colegi. Nu ştiu în ce măsură aceste studii de amplasare au ţinut sau nu cont, cel puţin la început, de impactul asupra traseelor aviare. A căror hartă o cunosc ornitologii. Şi aici ar putea fi o zonă de conflict între interesul economic imediat, conjugat cu interesul energetic general pe de o parte şi nevoile de stabilitate a speciilor aviare itinerante. Problemă de etologie. Cel mai la îndemână caz e chiar în ţara noastră. Densitatea echipamentului eolian instalat e semnificativă în jumătatea nordică a Dobrogei. La doi paşi de Delta Dunării, una din zonele planetare cu importantă densitate a populaţiilor aviare şi chiar o zonă de tranzit pentru specii care circulă anual între nordul Europei şi nordul Africii. Care e impactul, ar fi imprudent să ne pronunţăm. Din câte ştiu studiile de gen sunt în curs. Dar problema merită semnalată, fie şi doar ca exemplificare a fenomenului.
De semnalat ar fi şi altă situaţie. Care nu ţine de balanţa energetică, nici la nivel global, nici măcar la nivel naţional – acolo unde am întâlnit-o. Anume la Oslo. Acum trei ani. În călătoria pe care am avut satisfacţia şi onoarea de a o împărtăşi cu profesorul Victor Gheorghe. Ţine, însă, de un management raţional al poluării. Am observat, în centrul oraşului, nişte anodine mici instalaţii, care semănau cu automatele de taxare a parcării. Curios, m-am oprit să le examinez. Am realizat că erau surse de alimentare a acumulatorilor pentru automobilele cu dublă funcţionare: clasică şi electrică. Sau exclusiv cu motor electric. O alternativă la staţiile de benzină. Nu e o sursă alternativă de energie, căci energia electrică de încărcare a acumulatorilor e produsă tot cu combustibil convenţional. E un transfer de poluare dinspre oraş spre zona centralei care alimentează oraşul. Cu o mică pierdere, randamentul de conversie nefiind 100%. Dar scoaterea unei doze de poluare din oraş e meritorie. Iar Norvegia, ţară petrolieră, e exportatoare netă de resurse primare. Desigur, Oslo n-are cum să fie singurul oraş mare cu astfel de instalaţii, dar aici le-am văzut.
Se va amenda, poate omiterea discutării celorlalte surse alternative. Cea geotermică, cea mareică. Cea bazată pe termoconductivitate. S-o spunem explicit. Au utilitate punctuală, eficienţă mică, aplicabilitate conjuncturală.
Energia rezultată din arderea combustibilor fosili are şi alt aspect. Naturii i-a trebuit aproximativ 160 milioane de ani pentru a converti masa vegetală în hidrocarburi îngropate adânc. Omenirea le arde mai intensiv să zicem de 160 de ani. O valoare mai mult sau mai puţin convenţională, rezultată din medierea intensităţii exploatării şi a perioadelor. Valoarea reală poate diferi, dar nu prea mult. Raportul rotund, e, însă, foarte elocvent. Avem de-a face cu o descărcare de un milion de ori mai rapidă decât încărcarea. Dezechilibrul, asimetria, sunt brutale. Desigur, în balanţa energiei, acest dezechilibru e cu totul neglijabil, în raport cu energia solară receptată (din care o parte se regăseşte tocmai în energia acumulată în zăcămintele de hidrocarburi) şi cea radiată în infraroşu pe emisfera rotativă opusă soarelui. Dar dezechilibrul afectează ritmurile intrinseci ale vieţii planetei. Cele geologice şi cele biologice.
Care e, totuşi, sursa energetică de megacapacitate care va înlocui combustibilii fosili? Până la eventuala achiziţie a energiei de fuziune, nu poate fi alta decât cea solară. Dispozitivele solare de suprafaţă funcţionează deja de multişor. Ba chiar numărul gospodăriilor americane autarhice e în creştere. Dar ponderea acestora în economia globală rămâne limitată. Minoră chiar. O sursă posibilă, a cărei tehnologie există, ar fi centralele solare. Care fie ar produce direct energie electrică, fie ar produce hidrogen prin electroliză. Şi oxigen, desigur. Fie şi una şi alta. Hidrogenul e combustibilul secundar ideal. Nepoluant. Şi acumulabil în rezervoare din aliaje metalice nobile sinterizate, cu mare capacitate de adsorbţie. Tehnologia există din anii ’80. Deocamdată e încă necompetitivă. Neeconomică. Fiind încă prea scumpă. Şi va rămâne scumpă multă vreme. Dar va putea satisface segmente avute ale populaţiei. Contribuţia netă la sănătatea planetei, limitată, va fi pozitivă.
Dar dacă centralele solare de suprafaţă nu pot rezolva problema înlocuirii progresive a combustibililor fosili, atunci soluţia e scoaterea lor în spaţiu. Moment cu care ajungem la punctual focal al eseului. Proiectul spaţial. Vom vedea că rămâne utopic. Ceea ce nu e un motiv a nu-l schiţa.
L-am întâlnit în anii ’80. Mai către începutul lor. Deci cu mai bine de o generaţie în urmă. El prevedea un macrosistem tehnologic cu trei componente majore. Primo – un set de sateliţi geostaţionari. Alţii decât cei actuali. Desigur, toţi colegii cunosc noţiunea. Dar s-o explicităm. Pe de o parte pentru uniformitatea textului. Pe de alta în beneficiul eventualilor cititori extracomunitari. Outsideri faţă de comunitatea extinsă a colegilor din toate generaţiile. La care se adaugă cea a persoanelor cu pregătire tehnică. Un satelit geostationar e unul cu orbită riguros circulară, având o viteză unghiulară de revoluţie egală cu viteza unghiulară de rotaţie a planetei. Astfel, odată plasat pe orbită, el rămâne, atâta timp cât e pe orbită, la verticala unui loc determinat pe ecuatorul terestru. Implicit, orbita lui e în planul ecuatorului. Raza orbitei sale e determinată. Calculul e de nivelul unei probleme de mecanică de clasa a IXa. Înălţimea faţă de nivelul mării la ecuator e de 22300 mile, adică 35881 km. Ne amintim că Ivan Efremov, biolog ca formaţie, plasa un satelit de comunicaţii cosmice la 36000 km, în celebrul roman al copilăriei generaţiei noastre, Nebuloasa din Andromeda.
Actualii sateliţi geostaţionari funcţinoează ca relee de telecomunicaţie. Între altele, transmit semnale TV. De aceea antenele parabolice sunt orientate spre sud, în emisfera nordică, la un unghi corespunzător cu latitudinea. Încât să bată către satelitul aflat deasupra locului respectiv. Desigur, semnalul TV e transmis în microunde. Pe o frecvenţă aparţinătoare celei de-a doua ferestre de transparenţă a atmosferei terestre.
Toţi sateliţii în funcţie sunt alimentaţi cu energie solară. Prin intermediul panourilor fotovoltaice. Cu o suprafaţă determinată de nevoia de consum.
Desigur, sunt lucruri cunoscute. Cum absolut nimic din textul de faţă nu e necunoscut colegilor. Sunt doar lucruri adunate laolaltă. Rostul explicitării elementelor de funcţionare a sateliţilor geostationari de telecomunicaţie nu e altul decât a sugera că aceleaşi elemente sunt comune cu potenţialii, ipoteticii sateliţi geostationari energetici. Întâi de toate (nu e gramatical, dar am păstrat ticul verbal al dragului nostru profesor de mecanică teoretică, pepeul cu figură japoneză), dimensiunea, deci masa acestora din urmă va fi sensibil mai mare. Deci plasarea lor pe orbită va fi o problemă mult mai complicată. Apoi, panourile receptoare însele, vor trebui multiplicate în suprafaţă cu un coeficient mare. Altă problemă majoră. Plus vulnerabilitatea crescută la impactul cu orice fir de praf circumterestru. Energia solară, convertită astfel în energie electrică, urmează a fi reconvertită în energie electromagnetică într-un segment îngust de frecvenţe, în zona de optim a trasparenţei atmosferice şi a limitării divergenţei. Poate, într-un anume viitor, cu lasere în microunde. Fasciculul va fi receptat de antene parabolice terestre faţă de care oglinzile marilor radiotelescoape ar face figură de piese din trusa cosmetică. Altă problemă majoră. Redimensionarea receptoarelor aflate în focarul oglinzilor parabolice. Una e un receptor cât un deget, pentru puterea de fracţiuni de watt a semnalului TV şi alta unul care să absoarbă megawaţi. Sau mai mult. Această energie urmează a fi reconvertită din nou, într-un semnal electromagnetic pe 50 sau 60 de Hertz şi câteva zeci de kV, tensiunea marilor linii de transport. Căci asta e energia electrică. O undă de 50 sau 60 de Hertz şi de putere mare sau medie.
Proiectul, aşa cum l-am întâlnit, nu explicita aceste amănunte, dar ele sunt inerente. Sunt logice. Dar concluzia era că pentru a fi implementat, ar fi fost nevoie ca toate statele comunităţii internaţionale, sau cel puţin toate cele cu mare potenţial, la care ar trebui să se adauge cele prin care trece ecuatorul, să coopereze bonam fidem timp de un secol. Ei, tocmai aici e partea utopică. Atunci lumea era bipolară. Incapabilă de cooperare planetară. Acum e multipolară şi mult mai puţin stabilă decât era în timpul războiului rece. Distrugerea mutual asigurată a celor două supraputeri asigura un echilibru al fricii. Terorismul, încurajat de una din cele două supraputeri, nu era mai mult de un băţ prin gard. Acum terorismul a devenit o problemă aproape globală.
Din respectivul secol evaluat ca necesar a trecut cam o treime şi de proiect nu s-a mai auzit nimic la nivelul marelui public. Dacă o fi fost uitat sau nu, e o altă problemă, pentru care nu am un răspuns raţional. Că e posibil în teorie, îmi pare elementar. Niciuna din problemele pur tehnologice nu e insurmontabilă. Cele politice, însă, sunt acum, după o generaţie, mai insurmontabile decât erau atunci când a fost publicat. Şi preluat, tradus şi publicat în asexuata presă românească. Am uitat unde. Dar mai ales par insurmontabile sine die.
Altă problemă e momentul optim al lansării. În anii ’80 ca şi acum, dincolo de utopia politică, mai există un factor foarte puternic împotrivă. Concentrare de resurse materiale înseamnă concentrare financiară. Iar aceasta înseamnă concentrare de putere. Una dintre preocupările inerente ale oricărei puteri e cel puţin conservarea ei. Dacă se poate, ameliorarea. Ceea ce naşte o puternică forţă inerţială. Una din manifestările concrete ale acestei inerţii a puterii e menţinerea cu orice preţ a monopolurilor de orice natură. Iată un exemplu. În aceiaşi ani ’80 am dat peste o ştire spectaculară. Cică în Japonia (unde altundeva?) s-ar fi brevetat un motor cu ardere internă cu piese nu metalice, ci ceramice. Consumul ar fi echivalat cu 2-3 litri/100 km. Logic. Fierul se topeşte pe la 2000 K, oxizii metalici aproape de 3000 K. Ceea ce ar fi permis un factor de compresie care să ajungă la o temperatură maximă mult superioară celei din ciclul Otto. Deci un randament sensibil superior. Convertit în scăderea consumului. Am verificat rezonul ştirii cu colegii din laboratorul de combinaţii oxidice din actualul ICF. Institutul de Chimie Fizică. Fost, până în ’77 şi revenit, după ’90, la Academie. Eram curios de soarta obiectului ştirii. Nimic. Zero. Nada. De ce? Elementar, dragi doctori watsoni. M-am întrebat ce-aş fi făcut eu, dacă aş fi fost mare mahăr în petrol. L-aş fi tentat pe autor cu un preţ de nerefuzat, aş fi încuiat brevetul într-un seif inexpugnabil şi aş fi sufocat informaţia. Ori, dacă mi-a trecut mie, nimeni în drum, prin cap, n-avea cum să nu le treacă prin capete celor interesaţi să nu le scadă cifra de afaceri. Cine ştie câte sute de brevete or avea aceeaşi soartă?
Afacerea cu materii prime energetice a acumulat mult prea multă putere ca să nu saboteze eventualitatea anunţării proiectului. Doar cea mai întinsă ţară din lume a redevenit o mare putere speculând exportul de astfel de matrii prime. Un întreg continent e la cheremul ei.
Soarta lumii pare a se juca, pe tăcute, la o ruletă rusească (sic), sui generis. Prea devreme înseamnă opoziţie insurmontabilă, sabotaj, terorism. Prea târziu înseamnă implozie planetară. Har cerului, generaţia noastră nu va mai vedea impactul proiectului, dacă lumea nu-l va fi uitat. Dar avem copii şi avem nepoţi…

Articol publicat în cartea NOI. Fizicieni şi timpul regăsit, Editura Ars Docendi, Bucureşti 2015.