Обогреть одноэтажную Сибирь

«Вот здесь еще лет двадцать назад было абсолютно чистое поле, а сейчас мы видим плотную одноэтажную застройку», – глава Проектно-аналитического комитета мэрии Улан-Удэ Вадим Имидеев показывает мне изменения на исторических Google-картах. Сдвигаем стрелку с начала 2000-х на пять лет вперед – и пустые поляны в Левобережье города, отрезанного от его центральной части широкой гладью реки Селенга, словно по мановению волшебной палочки все плотнее и плотнее покрываются квадратами жилых домовладений. По подсчетам администрации Улан-Удэ, в границах агломерации сегодня насчитывается… 67 274 частных дома! «Одноэтажная» Бурятия выросла стихийно, и буквально облепила городские районы и современной, и «старой» застройки. Пара шагов в любую сторону от Площади Советов, где с восточным прищуром наблюдает за горожанами знаменитая на весь мир голова Ленина, – и вы неминуемо упретесь в частный сектор. 

Превращение Улан-Удэ, типичного провинциального центра на 400 тыс. жителей, в такую вот «большую деревню» – печальный итог экономической деградации Бурятии в 1990-х, следствием которой стали и катастрофически низкие доходы местного населения, и отказ от продуманной градостроительной политики. Рыба ищет, где глубже, а человек – где лучше; и если, следуя этой логике, вся Россия в последние десятилетия стремилась в Москву, то вся Бурятия – в собственную столицу. «Как и в других национальных республиках, у нас фиксируют рост рождаемости. Жить где-то нужно. И самым дешевым вариантом для людей стало не приобретение квартиры в ипотеку, как происходит в других регионах, тем более что много лет здесь и жилья-то не строилось, а следующее: съездить в деревню к бабушке, разобрать там старый амбар, привезти его в поле под Улан-Удэ (где более-менее цивилизация), выпилить в нем окна, утеплить и – начать жить. Таким вот образом с конца 1990-х и где-то до 2013 года здесь и случился неконтролируемый рост частного сектора. По большей части, это банальный «самострой». Но когда власти попытались с ним бороться, люди начали бросаться под бульдозеры. Дело быстро приняло политический окрас и всю застройку легализовали, не угодив в итоге никому. Потому что кто-то ведь свои земельные участки приобрел в собственность и законно», - рассказывает Имидеев. 

В левобережной части, которую он и показывал мне на картах, сейчас – 27 676 домов, причем лишь 40% из них административно относятся к Советскому району Улан-Удэ. Основной массив индивидуальной жилой застройки (ИЖС) занял территории пригородного Иволгинского района республики. Солидная часть домовладений примкнула к столице РБ с земель Тарбагатайского и Заиграевского районов. По большей части, это деревянные дома площадью менее 100 кв. метров. В холодное время года, а это примерно семь месяцев – с октября по апрель – во всех этих строениях, в зависимости от уровня достатка, топят «русские» печки или твердотопливные котлы. В основном, дровами – причем, как правило, хвойных пород, которые при горении выделяют еще и смолистые. Выбросы от низких печных труб в атмосфере не рассеиваются – все, что вылетело, оседает прямо под носом, в приземном слое. И огромная территория Улан-Удэнской агломерации, зажатая хребтами в плотной «чаше», Иволгинско-Удинской котловине, задыхается от смога. 

«Материк Евразия окружен морями, и по его окраинам буйствуют муссоны, пассаты, дожди и обильные снега. А Бурятия расположена в самом центре Евразии, от нас до любого моря очень далеко. И теплые воздушные массы в глубь континента не проходят. Где-то с конца ноября и почти до конца января над центром Сибири устанавливается «Сибирский антициклон», и всякое движение воздуха вообще прекращается – ясная морозная погода и полный штиль. Средняя скорость ветра зимой у нас – метр-полтора в секунду. И вся грязь, что образуется в атмосфере, никуда не выдувается. Хорошо хоть, что у нас Селенга не парит в это время, как незамерзающий Енисей в Красноярске. А то все было бы совсем печально», - замечает Вадим Имидеев.

При этом травят частники не только самих себя. Потокам загрязненного воздуха административные границы не помеха, и облака из взвешенных веществ, СО, формальдегида, окислов азота и металлов, а также такого канцерогена как бенз(а)пирен, чрезвычайно опасного для здоровья человека даже в микроскопических количествах, с Левобережья вдоль русла реки Уды в периоды штиля сносит на жилые кварталы современных МКД в центральной части города. Так же влияют на соседние микрорайоны типовой многоэтажной застройки и т.н. «горные» зоны частников в Правобережье столицы Бурятии: «Шишковка – Верхняя Березовка» (5710 домов) и «Комушка – Горький» (5523 дома). «Дым стремится в низину, то есть в поймы рек. А так получилось, что именно низины в Удан-Удэ сейчас застроены многоквартирными домами. Самое обидное, что жители в них платят за тепло, электричество, канализацию и воду, и вместе с благами цивилизации получают загрязненный воздух от деревянной частной застройки. Это явная социальная несправедливость», - отмечает Вадим Имидеев. 

В морозные дни в Улан-Удэ фиксируют 10-кратные и более превышения ПДК различных ЗВ; например, этой зимой, относительно «мягкой» в сравнении с предыдущими, концентрации бенз(а)пирена поднимались до 30 ПДК. Неудивительно, то Росгидромет относит столицу Бурятии к группе самых загрязненных городов в стране.

Ученые Байкальского института природопользования СО РАН подтвердили, что основной вклад в загрязнение воздуха в Улан-Удэ в зимние месяцы (с весны и до начала осени никто в домах печки не топит) вносят именно т.н. «площадные» источники (читай – те самые районы ИЖС); на них приходится свыше двух третей в суммарном объеме выбросов от стационарных источников – или порядка 48,6 тыс. тонн загрязняющих веществ (ЗВ) в год. Для сравнения – выбросы двух угольных ТЭЦ энергокомпании ТГК-14 и 35 котельных, сжигающих уголь, в сумме не превышают 12,3 тыс. тонн ЗВ в год. Примерно таков же – вклад автономных источников теплоснабжения (АИТ) – котлов при торговых павильонах, «шиномонтажках» и популярных среди горожан «буузных». Обилие этих «кочегарок», кстати, тоже большая проблема; зачастую они могли бы перестать чадить, подключившись к сетям централизованного теплоснабжения. Но совершенно очевидно, что без ликвидации выбросов от печного отопления в районах ИЖС качество атмосферного воздуха в Улан-Удэ радикально улучшить не получится. 

Пагубное влияние этих выбросов на здоровье местного населения фиксирует и статистика Минздрава Бурятии – в виде ухудшения показателей по заболеваниям дыхательной и сердечно-сосудистой систем, а также по онкологии. Напрягают две тревожных тенденции. Во-первых, топливный баланс в частном секторе постепенно сдвигается в пользу бурого угля не самого высокого качества, который при сгорании выделяет в три раза больше бенз(а)пирена. Еще лет семь назад уголь использовало не более 20% частных домохозяйств, сегодня – уже порядка 30%; потребление растет на 5-8% в год, и уже превышает 200 тыс. тонн за сезон (это плюсом к тому, что сжигают на ТЭЦ, в котельных и в АИТах). Тренд закономерен: дрова с каждым годом дорожают, к тому же в относительной близости от города их уже и не осталось – приходится заказывать доставку издалека. А это тоже плюс к стоимости. «В частном секторе жгут самый дешевый бурый уголь, максимум 2 тысячи за тонну, вперемешку с грязью и пылью. Запахи и выбросы соответствующие», - сетует Имидеев. 

Потребление угля растет и потому, что в районах ИЖС становится все больше домов площадью более 60 кв. метров. Такие уже нельзя отапливать стенками «русских» печей, которые как экраны должны выходить в каждую комнату. Раньше проблему решали установкой второй или даже третьей печи, что само по себе нелепо. «Я у тещи в деревне такое видел: большой дом, две печки рядом. Тесть приходил и топил сначала печь для зала и спален, а потом для кухни и для еще одной комнаты», – рассказывает Имидеев. Но сейчас в таких домах ставят котлы с внутренней разводкой системы теплоснабжения. «А котел – это автоматически уголь, что тянет за собой дальнейшее загрязнение воздуха», – говорит чиновник. 

Во-вторых, по данным ПАК Улан-Удэ, в обозримой перспективе ситуация будет ухудшаться еще и потому, что в частном секторе остались незастроенные участки (5-8% от общего количества домов) – это еще плюс 3-5 тыс. домов в самые ближайшие годы. Разрастание деревни в черте города, кроме сезонного загрязнения атмосферного воздуха, влечет и ряд других негативных явлений. Наиболее острыми в мэрии города считают перегрузку улично-дорожной сети избыточным количеством автотранспорта, угрозу наводнения левобережной части Улан-Удэ и Иволгинского района, неконтролируемый сброс и загрязнение почв и грунтовых вод жидкими коммунальными отходами, постоянное пополнение популяции бездомных животных, хаотичные свалки и др. Совершенно очевидно, что столица национальной республики, расположенная в относительной близости от Объекта всемирного наследия ЮНЕСКО – уникального озера Байкал – в XXI веке не может жить в Средневековье.

Электрокотлы как спасение 

«Какие варианты улучшения качества атмосферного воздуха у нас в городе есть? Первый и самый надежный – это установить где-нибудь в чистом поле под Улан-Удэ термоядерный источник энергии, который бы локально нагревал атмосферу и обеспечивал постоянную циркуляцию воздуха за счет разницы температур и давления. Второй вариант – снести горы, чтобы, опять же, обеспечить продуваемость. Третий – поставить вокруг города огромные вентиляторы. Они бы точно решили эту проблему, потому что она не антропогенная, а природная, метеорологическая. Но все это я перечисляю в качестве шутки – понятно, что это все фантастика. И в качестве рабочих мы рассматривали три варианта: газификация, централизованное теплоснабжение и электроотопление», - рассказывает Вадим Имидеев (подробнее об этом – здесь). 

Самым доступным решением выглядит именно электроотопление, в сочетании с резервной топливной схемой, основанной на использовании, например, т.н. «бездымного топлива» (про преимущества термококса подробнее читайте вот тут). Тем более что потенциальные потребители такой услуги фактически уже обеспечены разводкой внутри помещений, а часто – даже и электроотопительными приборами (о личном опыте одного из жителей Улан-Удэ читайте по этой ссылке). Тогда как в случае с газификацией или подключением к СЦТ сначала нужно будет еще построить не только магистральные сети, но и квартальные и внутренние разводки (газа или горячей воды – не суть важно).

По данным опроса, проведенного администрацией Улан-Удэ, 94% жителей частного сектора сегодня совершенно не устраивает дровяное отопление – в первую очередь потому, что дрова нужно постоянно колоть, сам процесс топки длится довольно долго, а еще потом надо убирать всю порожденную огнем грязь (золу). Подавляющее большинство (91,5%) опрошенных готовы к переходу на электроотопление. 

Кейс Улан-Удэ, по мнению «Кислород.ЛАЙФ», – наиболее показателен, поскольку здесь, в случае успешной реализации, электрификация действительно выглядит безболезненным и, что немаловажно, эффективным экологическим решением, способным быстро и радикально улучшить качество атмосферное воздуха в приземном слое. Но электроальтернатива твердому топливу в частном секторе актуальна и для других городов Сибири и Дальнего Востока, особенно тех, до которых не доведен магистральный природный газ.

Еще один кейс может быть реализован в Красноярске: прошлым лето с такой инициативой выступило ПАО «Россети Сибирь». Как сообщал «Кислород.ЛАЙФ» в спецдокладе «Как сделать теплоснабжение Красноярска более экологичным?», вклад автономных источников тепла (АИТ) и печного отопления в суммарный объем выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) от стационарных источников в городе на Енисее по минимальным оценкам составляет 4-5 тыс. тонн в год, по максимальным – до 11 тыс. тонн в год. Объемы ежегодной эмиссии от трех угольных ТЭЦ СГК (порядка 38 тыс. тонн в год), или одного Красноярского алюминиевого завода ОК «РУСАЛ» (примерно 55-57 тыс. тонн ежегодно), конечно, намного больше. Но важны нюансы.

Так, по расчетам Сергея Исламова из проектного института «СибНИИуглеобогащение», один килограмм угля, сожженный в обычной бытовой печи, выбрасывает в 370 раз (!!!) больше бенз(а)пирена, чем то же кило, но сгоревшее в котле ТЭЦ. Не секрет, что только этого канцерогена от печек в частном секторе Красноярска вылетает порядка 69,7 кг в год, тогда как от ТЭЦ – всего 12,95 кг (от всех остальных котельных – примерно столько же, а от автотранспорта – около 5 кг/год). При этом районы ИЖС и в Красноярске практически примыкают к историческому центру, «накрывая» своей ароматной гарью ни в чем не виноватых жителей обычных МКД. А в Красноярске ведь еще и незамерзающий Енисей в морозы «парит»… 

«Использование печного отопления в частном секторе Красноярска остается одним из наиболее острых факторов загрязнения атмосферного воздуха. Жители микрорайонов Николаевка, Покровка, Базаиха в основном отапливают свои дома с помощью дров и угля, что не может быть безопасно для экологии. Электроотопление – одна из самых практичных альтернатив для обогрева частного сектора. Главная наша задача – улучшить экологическую ситуацию в городе, так как всем знаком режим «черного неба»», – подчеркивает генеральный директор ПАО «Россети Сибирь» Павел Акилин. Установка электрокотлов, по оценкам компании, помогла бы снизить выбросы ЗВ в частном секторе с 11 до 2 тыс. тонн, или на 6% от валовых объемов (по оценке минэкологии Красноярского края, сегодня удельный объем выбросов от отопления одного частного дома составляет 1,23 тонны ЗВ в год). Экологический эффект представляется крайне заманчивым. 

Однако инвестиции в проект, который может охватить около 15,2 тыс. домовладений, могут обойтись в сумме более чем 1 млрд рублей. И это еще не самая дорогая история. По расчетам «Бурятэнерго» (филиал «Россети Сибирь»), в реконструкцию электросетевого хозяйства только на Левом берегу Селенги в Улан-Удэ для перевода этого самого густонаселенного района ИЖС на электроотопление необходимо будет вложить минимум 2,8 млрд рублей (с учетом бесхозных и сетей СНТ). В целом же на электрификацию отопления в частном секторе в четырех городах Сибири и Дальнего Востока компании «Россети Сибирь» может потребоваться 21,4 млрд рублей (а если с Кызылом – и все 30 млрд)! Почему так дорого?

Надо менять все

С февраля этого года около 100 частных домовладений в микрорайонах Покровка и Лалетино (Базаиха), которые получают электроэнергию по сетям компании «КрасКом», перешли на электроотопление – эксперимент запустили при поддержке Сибирской генерирующий компании (ей принадлежат три угольных ТЭЦ в городе). «Собственники домов установили электрооборудование, добровольно отказавшись от использования угля, в ответ им была обеспечена техническая возможность подключения к электросетям и сниженный тариф на отопительный период», – рассказали в правительстве Красноярского края.

Пока электрокотлы остаются уделом энтузиастов, уставших от колки дров или тачек с углем, или элементом вот таких вот экспериментальных историй, их «включение» в сеть не слишком заметно не только в экологическом, но и технологическом плане. Однако если электроотопление рассматривать как масштабный «энергопереход», инфраструктурные ограничения встанут резко и в полный рост: электросетевое хозяйство городов Сибири (да и не только) просто не готово к одномоментному росту мощности и полезного отпуска, износ оценивается в 70-80%.

Простая арифметика: для обогрева 10 кв. метров любого помещения нужен примерно 1 кВт, значит, для стандартного дома площадью до 100 кв. метров хватит обычного ТЭНа на 10-12 кВт. По данным начальника отдела перспективного развития филиала ПАО «Россети Сибирь» – «Бурятэнерго» Кима Петрунова, максимальная мощность по договорам техприсоединения с частными потребителями на один жилой дом в Улан-Удэ сегодня в среднем составляет те же 10 кВт при двухфазном (220 кВ), и 15 кВт – при трехфазном подключении (380 кВ). И такая картина характерна практически для всех городов с ИЖС. Нетрудно подсчитать, что переход на электроотопление потребует кратного, в полтора-два раза, роста пропускной способности действующей электросетевой инфраструктуры (пусть и сезонного). 

По расчетам ПАО «Россети Сибирь», пропускные мощности компании только в Красноярске при максимальном развороте электроотопления нужно будет нарастить минимум на 200 МВт. А с учетом еще трех городов, где компания готова реализовать аналогичные проекты – Улан-Удэ, Читы и Абакана, и на все 700 МВт (а если к ним добавится еще и Кызыл, то еще на 198 МВт больше).

Полезный отпуск в таком случае может превысить 2,5 млрд кВт*часов в год (при 3,5 тыс. часов использования мощности). Чтобы его обеспечить, причем надежно и безопасно, сначала необходимо будет модернизировать или полностью перестроить распределительные сети низких классов напряжения (0,4/10 кВ) и трансформаторные пункты, а также питающие их подстанции среднего и высокого напряжения 35/110 кВ, зачастую уже полностью «закрытые». 

«Давайте выйдем на обычную улицу в частном секторе. Если даже по 5 кВт на каждый из расположенных там 20 домов потребуется подавать дополнительно, то сеть 0,4 кВ с этим уже не справится. Сечение проводов нужно будет однозначно увеличивать, значит, придется менять и конструктивный тип опор. Действующая деревянная опора с такими проводами просто рухнет, если износ у нее в среднем 70%. Следующий шаг – это уже ТП, они тоже не выдержат роста нагрузок. Идем дальше – и на подстанции надо будет менять все, от силовых трансформаторов, систем автоматики, выключателей и до комплектных распределительных устройствам, КРУНов», – объясняет заместитель генерального директора ПАО «Россети Сибирь», директор «Бурятэнерго» Сергей Козлов. 

«На возможность технической реализации перевода на электроотопление городского частного сектора в агломерациях крупных городов в первую очередь будет влиять пропускная способность распределительных сетей и загрузка центров питания 35-110 кВ соответствующих городов и прилежащих территорий. Рост нагрузок, возможно, потребует локальных мероприятий по увеличению пропускной способности электросетей, обеспечивающей возможность технологического присоединения новых нагрузок», - подтвердили «Кислород.ЛАЙФ» в ОДУ Сибири (филиал «Системного оператора»). 

Но такие «локальные мероприятия», как было сказано выше, не обойдутся дешево. Например, для перевода на электрокотлы частного сектора в Красноярске потребуется вложиться в реконструкцию ПС 110 кВ «Солонцы» (355 млн рублей), 114 ТП 10(6)/0,4 кВ (еще более 300 млн рублей) и проложить 243 км ЛЭП того же класса напряжения (свыше 410 млн рублей). А «Бурятэнерго» кроме схожих мероприятий порядка 1,9 млрд рублей придется потратить на строительство новой подстанции 2х63 МВт прямо в сердце Левобережья (другие источники питания там уже «закрыты», площадка под новый уже зарезервирована администрацией города). 

В качестве пилотных проектов в «Россети Сибирь» просчитали, конечно, и дешевые альтернативы. Например, чтобы обеспечить дополнительную нагрузку в 8 МВт и перевести на электроотопление 583 дома в красноярской Покровке, нужно 16,7 млн рублей на реконструкцию четырех ТП 10(6)/0,4 кВ и 28,9 млн рублей в замену распредсети. По словам Сергея Козлова, в Улан-Удэ практически без затрат можно перевести на электрокотлы 1264 домохозяйств в правобережной части – там для этого, можно сказать, уже все готово (нужно будет вложить порядка 30 млн рублей только в организацию новых вводов с установкой приборов учета). Впрочем, экологические эффекты от таких «пилотов» вряд ли станут сильно заметными. 

По оценке сетевого оператора, вложения в электросетевую инфраструктуру, произведенные в рамках реализации проектов электроотопления, помогут также снизить ее износ, повысить надежность и безопасность передачи. Дополнительным эффектом может стать снижение бездоговорного и не учитываемого потребления. «Данные эффекты достигаются за счет модернизации сетей, замены голого провода на СИП и установки выносных приборов учета, интегрированных в автоматизированную систему контроля и учета», – объяснили в ПАО «Россети Сибирь».

Примечательно, что в ОДУ Сибири не прогнозируют рисков по управлению режимами в отопительные сезоны при переводе частного сектора в городах на электроотопление: «При покрытии нагрузки в ОЗП принимают участие все типы генерирующего оборудования. Какое конкретно оборудование будет отобрано для работы, решается в процессе формализованных рыночных процедур выбора состава генерирующего оборудования и будет зависеть от схемно-режимной ситуации, складывающейся в энергосистеме, объемов рабочей мощности на электростанциях ОЭС Сибири и их ценовых заявок. Кроме того, загрузка электростанций ОЭС Сибири осуществляется с учетом перетоков мощности из смежных энергообъединений. При этом выбранный состав генерирующего оборудования будет обеспечивать минимальную стоимость электрической энергии для потребителя».