04.08.2006 | Экономика

Законы несохранения энергии

Отсутствие стратегии энергосбережения в России - проблема не отрасли, но системы

Если после первого осеннего снега или в зимнюю оттепель в любом российском городе влезть на крышу достаточно высокого дома, то можно увидеть всю местную сеть теплоснабжения – она проступит на фоне снега черными протаявшими полосами. Российские теплотрассы теряют тепло на всем своем протяжении, отапливая в первую очередь Вселенную, а до потребителей донося лишь остатки.

По оценкам экспертов, Россия обладает огромным потенциалом энергосбережения – до 40%. По сути, это – вежливая констатация того, что две пятых всей производимой в стране энергии вопреки фундаментальным законам физики уходит в никуда, безвозвратно пропадая.

По данным исполнительного директора Центра по эффективному использованию энергии (ЦЭНЭФ) Игоря Башмакова, во всемирном рейтинге энергоэффективности Россия занимает десятое с конца место. Энергоемкость российской экономики превышает 0,6 тонн потраченного топлива (в нефтяном эквиваленте) на 1000 долларов ВВП – в то время как у экономики США, считающихся энергорасточительной страной, этот показатель составляет 0,25, а у крупнейших европейских стран – 0,17 – 0,19. И дело тут не только и не столько в холодном климате, как пытался уверить нас автор модной несколько лет назад книжки: в странах Скандинавии этот показатель составляет 0,34 – 0,42.

Прогресс и ветхие сети

Современный человек использует энергию в основном в трех видах: тепла (в том числе горячего водоснабжения), электричества и топлива. Соответственно и проблема ее эффективного использования начинается с производства этих трех основных форм.

Районы нефтепромыслов в России видны издали (особенно ночью) по высоким ярким факелам над трубами. Это горит попутный газ – ценнейшее углеводородное сырье, ничем не уступающее газу природному. У него есть только один недостаток – он слишком дешев, и нефтяникам нет смысла с ним возиться.

Все прекрасно понимают, что сжигать его – варварство, давным-давно разработаны технологии его превращения прямо на промыслах в жидкие углеводороды, предусмотрен даже специальный налог на сжигание попутного газа. Но факелы не гаснут – ни над нефтяными вышками, ни над трубами нефтеперерабатывающих заводов, где точно так же сжигают летучие побочные продукты перегонки и пиролиза. Вряд ли можно утешаться тем, что Россия не одинока в этом расточительстве – похожим образом поступают добытчики во многих богатых нефтью странах.

А вот производство тепла и электроэнергии в России с точки зрения рационального использования ресурсов выглядит довольно прилично – даром, что далеко не на всех российских тепловых станциях стоит современное высокоэффективное оборудование, а современных установок для сжигания угля в нашей стране практически нет вовсе. Зато еще с начала 70-х годов прошлого века российские энергетики сделали ставку на одновременное, комбинированное производство электроэнергии и тепла – что даже на не очень современном оборудовании позволяет гораздо полнее использовать энергию сжигаемого топлива. В централизованной, склонной к созданию крупных предприятий экономике это решение было естественным. А вот в Западной Европе и США такой подход (там его называют «когенерацией») вошел в моду только в последнее десятилетие, с введением гибких экономических схем, позволяющих мелким производителям продавать избытки энергии в общенациональные сети. Но даже и в этих условиях правительствам приходится дополнительно стимулировать его внедрение.

Впрочем, комбинированное производство принесло не одни только плюсы. Выработка тепла на крупных ТЭЦ и подача его по теплосетям требует плотной городской застройки преимущественно многоквартирными домами – иначе такое теплоснабжение становилось не только слишком дорогим, но порой просто технически невозможным: все произведенное тепло терялось в сетях.

Трубы для теплосетей советской постройки делались из низкокачественной стали, плохо сваривались и изолировались (когда трубу в траншею укладывает обычный экскаватор, избежать повреждения изоляции зубьями его ковша почти невозможно). Циркулирующая в них вода не проходила никакой предварительной подготовки – удаления железа и других активных ионов, снижающих ее агрессивность. В результате реальный срок службы таких труб оказался в разы меньше расчетного – попав в землю, они практически немедланно начинали корродировать и протекать.

На частую же их смену не было ни средств, ни желания – что и обрекло систему распределительных сетей на огромные потери и постоянные аварии. В нынешние времена любая претендующая на коммерческий успех гостиница, пансионат или дом отдыха вынуждены заводить у себя автономную систему теплоснабжения, чтобы не потерять клиентов. При этом российские нормы расхода тепла и воды в жилищно-коммунальной сфере в 3 раза, а фактический расход – в 4-5 раз выше, чем у Финляндии и Норвегии.

Однако крупные ТЭЦ (обычно входящие в систему РАО ЕЭС) выглядят образцами технического прогресса и стабильности по сравнению с коммунальной «малой энергетикой» – собственными котельными муниципалитетов и предприятий. Топливом для них почти всегда служит уголь или мазут, причем обычно дешевый и потому низкокачественный (сырой, высокозольный и т. д.). Технологии сжигания – самые допотопные, подготовки топлива к сжиганию обычно нет вовсе, и даже учет расхода топлива зачастую весьма приблизителен. Неэффективные потери энергии на таких производствах обычно гораздо больше, чем на крупных ТЭЦ. Правда, конечно, и абсолютные объемы производимой на них энергии гораздо меньше.

Потери при доставке потребителю характерны и для других форм энергии. Лучше всего в этом отношении выглядят электросети – при штатной, безаварийной работе потери в них ничтожны ик тому же точно известны. А вот потерям на российских трубопроводах даются самые разные оценки.

Например, «Газпром», владеющий всей национальной сетью магистральных газопроводов, утверждает, что потери в его трубах не превышают долей процента. Независимые наблюдатели приводят цифры на порядок больше – единицы процентов. Так, согласно оценке экспертов «Гринпис», ежегодные потери на всех трубопроводных системах России составляют 10 – 20 млн т углеводородов. Но эти данные основаны на разного рода косвенных методах и произвольных допущениях: выяснить, сколько там на самом деле теряется, практически невозможно.

Энергетика выхлопной трубы

Львиная доля энергии потребляется промышленностью и транспортом. О неэффективности российской промышленности, неоправданно высокой энергоемкости ее продукции говорится уже много лет. Действительно, отечественная конструкторская мысль так и осталась во временах, когда об энергоэффективности думали в последннюю очередь. Энергетический кризис 1973 года, ставший для Запада мощнейшим стимулом для развития энергосберегающих технологий, в СССР обернулся потоком нефтедолларов и уверенностью в том, что любое оборудование проще и надежней купить за рубежом. Разработка и внедрение новых технологий в невоенных секторах почти остановились.

Тем не менее энергоэффективность российских производств понемногу растет. Отчасти этот рост довольно формален: например, многие предприятия пищевой промышленности расширили свой ассортимент за счет новых видов продукции – как правило, более высокотехнологичной и дорогой.

Скажем, молокозавод научился выпускать йогурты в пластиковых стаканчиках. Для выпуска тонны такой продукции энергии тратится даже больше, чем для производства тонны молока или кефира в пакетах. Но стоимость тонны гораздо выше, и поделив калории и киловатт-часы на рубли, мы получим «снижение энергоемкости».

Еще более заметный эффект может дать легализация «неучтенки»: предприятие могло не показывать часть своей продукции, но энергия, затраченная на ее производство, все равно учитывалась – и формально увеличивала энергоемкость «белой» продукции.

Однако реальная составляющая в этом процессе тоже есть: почти везде экономическому росту либо предшествует, либо сопутствует модернизация производства, его техническое перевооружение. А новое оборудование (обычно закупленное в развитых странах) почти всегда оказывается более энергоэффективным, чем старое – даже если владелец не интересуется этой стороной дела. В первую же зиму после того, как АО «Северсталь», став владельцем Череповецкого металлургического комбината, провело на нем реконструкцию основного производства, в Череповце замерзла речка, не замерзавшая много десятилетий – со времени пуска комбината. Хотя новые хозяева не думали об энергоэффективности специально – они просто хотели сократить свои потери.

Собственно, в этом и причина того, что показатели энергоэффективности российской промышленности постепенно улучшаются: в этом секторе тепло и электроэнергия стоят реальных (и заметных) денег. А желающих платить из своего кармана за отопление мироздания, естественно, не находится.

Тем не менее модернизация промышленности может приводить и к неожиданным результатам. Пока Европа и Америка интегрируют независимых производителей энергии в большие сети, многие российские предприятия, которым надоело платить за электричество и тепло по завышенным тарифам, переходят на энергетическую независимость.

Это не всегда плохо: например, собственную ТЭЦ и распределительную сеть Челябинского металлургического комбината можно считать образцом энергосистемы, специально разработанной для нужд конкретного производства и в частности утилизирующей все его энергетические отходы. Но чаще такое «подсобное хозяйство» создают из того, что под рукой или удается раздобыть по дешевке. На некоторых таких собственных ТЭЦ до сих пор можно встретить котлы, вывезенные 60 лет назад из Германии в качестве репараций...

И все же в промышленности прогресс идет медленно, но верно, а главное – сам собой, не требуя активного вмешательства. Совсем иная ситуация сложилась на транспорте. Отечественные машины всегда расходовали больше топлива, чем западные, – и не только из-за хронической конструктивной отсталости, но и благодаря низкому качеству российского топлива и отвратительному состоянию дорог. Но с началом реформ в стране начался транспортный бум – автомобильный парк в крупных городах вырос в несколько раз, в основном за счет личных машин. А планировка российских городов и дорожная инфраструктура остались памятниками той модели общества, где основным средством передвижения служит общественный транспорт.

Результатом стали хронические пробки, которые с энергетической точки зрения представляют собой просто форсированную растрату топлива: ехать не едешь, а бензин жжешь. В отличие от ситуации в промышленности эта проблема не решается массовым импортом: можно привезти в страну хорошие машины и даже хороший бензин, но нельзя купить «под ключ» дорожную инфраструктуру.

Даже там, где у муниципальных властей есть необходимые средства (как, например, в Москве), темпы дорожного строительства безнадежно отстают от скорости роста машинного поголовья. То, что мы не одиноки в этой беде – городской транспорт остается головной болью общества и во всех развитых странах, не говоря уж о «новых индустриальных», – утешает слабо.

То же самое касается так называемого «бюджетного сектора», т. е. социальной инфраструктуры (школ, больниц и т. д.). Везде в мире этот сектор отстает по показателям энергоэффективности, поскольку стимулы к рациональному расходованию энергии в нем минимальны. В России же это усугубляется тем, что средства на оплату коммунальных услуг становятся в вечно недофинансируемых бюджетных учреждениях ресурсом для финансового маневра. Пока это так, они будут активно сопротивляться сколько-нибудь достоверному учету потребления этих услуг, и никакие специальные стимулы этого не изменят. Между тем, на бюджетный сектор приходится пятая часть всего потребляемого в стране тепла, а ежегодные расходы на энергоснабжение и текущее обслуживание зданий бюджетной сферы превышают 10 млрд долларов. Оценки специалистов и результаты экспериментальных проектов позволяют думать, что элементарный учет и оптимизация использования ресурсов позволили бы сократить эту цифру миллиарда на три.

Тепло родного дома

Но самой безнадежной черной дырой в российском энергетическом хозяйстве является бытовое потребление. Хотя меньше сотни лет назад большинство населения страны жило в избах, которые с точки зрения утилизации и сбережения тепла представляли собой почти идеальные жилища – превзойти их по этим показателям смогли лишь современные модели «умного дома», основанные на компьютерном управлении всеми процессами.

Энергоэффективность российского жилого сектора погубила урбанизация – поспешная, основанная на многоквартирных домах и централизованном снабжении. Дело даже не в том, что в советском гражданском строительстве, породившем основную часть ныне используемого жилого фонда, качество материалов и работ всегда было низким и деградировало от десятилетия к десятилетию. Еще важнее было то, что в принятой модели плата за потребление ресурсов никак не была увязана с объемом их потребления. Первоначально даже электричество в квартирах оплачивалось по числу «точек»: 20 копеек в месяц – за каждую лампочку, 60 – за розетку. (Весьма популярным товаром в те годы был «жучок» – патрон-розетка с гнездами и для лампочки, и для штепселя.) Позднее эту систему заменили счетчики, но за тепло, горячую воду и газ мы и до сих пор платим по «нормативам» – неизвестно кем и когда утвержденным.

Тем самым жилец был лишен возможности управлять потреблением того или иного ресурса и даже знать, сколько его он на самом деле потребляет. Не знало этого и государство: «потребляемым» считалось все, что покидает магистральную трубу, независимо от того, истрачено ли оно на самом деле жильцами или утекло в грунт.

При этом расход топлива определялся лимитами, и коммунальщики не могли ни конвертировать сэкономленные остатки его в деньги, ни даже перенести на следующий год. Более того – всякая экономия грозила снижением лимитов в будущем. Поэтому в конце отопительного сезона неизрасходованные остатки спешно сжигались – всем, наверное, знакомы раскаленные батареи во время майской жары. Такая система не только не стимулировала рационального использования энергии, но прямо и жестко толкала коммунальщиков на энергорасточительство.

Эта система сохранила свои основные черты и по сей день, довольно успешно сопротивляясь попыткам внедрить в нее механизмы учета и зависимость платы от потребления. Выяснилось, например, что в советских многоквартирных домах невозможно учесть тепло, потребляемое в конкретной квартире, – счетчик можно поставить только для дома в целом, в лучшем случае – для подъезда. Это сильно затрудняет энергосбережение – для него нужны согласованные действия нескольких десятков малознакомых между собой людей. Можно, правда, просто в индивидуальном порядке поставить на собственную батарею регулятор – и уже довольно многие так и делают.

Так можно создать комфортную температуру в квартире, но эта мера не убавит ни расходов на отопление, ни личного вклада в парниковый эффект: тепло, которое владелец регулируемой батареи не пустил в квартиру, все равно будет произведено – и выброшено в атмосферу.

Более того – обнаружилось, что попытки жильцов самостоятельно регулировать температуру в квартире создают угрозу всей системе теплоснабжения: если тепло из магистрали подается на полную мощность, а жильцы позакрывали свои батареи, распределительная сеть может пойти вразнос. Этого можно было бы избежать с помощью современных автоматизированных систем управления, которые постоянно отслеживают состояние всех точек и в зависимости от него меняют режим работы. Но для капитальной реконструкции всего теплового хозяйства нет ни средств, ни социального заказа: коммунальщики по-прежнему никак не заинтересованы в экономии тепла.

Кое-что, конечно, делается и в этом секторе: жильцы ставят в окна стеклопакеты, утепляют двери. Новые здания строятся уже из современных материалов и по нормам, более или менее приближенным к европейским.

Но общая ситуация в бытовом потреблении энергии в России выглядит абсолютно тупиковой. «Это не энергетическая проблема, – говорит эксперт ЦЭНЭФ Инна Грицевич. – Все необходимые технические устройства и решения у нас есть. Это проблема системная».

Между тем в развитых странах высокие цены на нефть, как и 30 лет назад, стимулировали новую волну борьбы за энергосбережение – в том числе и в бытовом секторе. Несколько недель назад в Англии было введено в действие правило, согласно которому каждый выставленный на продажу дом должен быть оценен с точки зрения энергетической эффективности. Оценка предусматривает присвоение дому одного из семи классов – от А (высший) до G. «Это позволит сократить не только выбросы углекислоты, но и выбросы денег жильцов на ветер», – сказала о новом порядке министр коммунального хозяйства Великобритании Иветт Купер. В той же Англии архитектор Клэр Прайс предлагает оборудовать вокзалы устройствами, перерабатывающими в электричество энергию вибрации рельсов, по которым проходят поезда. А в США уже созданы и действуют генераторы «хил-страйк» («каблучные» или «пяточные»), посредством которых можно во время ходьбы подзаряжать батарейки в мобильнике или плеере.

Источник: «Что нового в науке и технике», № 7, 2006,