Евгений Гашо: «Будущее энергетики – в симбиотических решениях»
Примерно 30 лет назад стало модным считать все достижения и технологические прорывы советского периода отечественной истории малозначительными и архаичными. Особенно ярко это видно по отношению к вопросам энергетики. Сложно себе представить другую сферу, где существовало бы большее количество легенд, мифов и заблуждений. Но как говорил классик, «мощный свет знаний способен развеять даже самый плотный туман невежества». О прошлом, настоящем и будущем отечественного энергетического сектора мы поговорили с доктором технических наук, заведующим лабораторией методологических проблем энергоэффективности Московского энергетического института, профессором Евгением Геннадьевичем Гашо.
«Неэффективность советской модели – это миф»
– Очень часто говорят, что у нас в стране всегда были огромные потери в энергетике. Вы согласны с такими оценками?
– Что касается тепла, электричества и так далее, катастрофических потерь никогда не было и нет. Все это сказки, выдуманные различными зарубежными «экспертами», для того чтобы играть в различные политические и экономические игры. Никакого безумного отставания в этой сфере у нашей страны нет. Это хорошо показывают удельные расходы на выработку тепла, электроэнергии, а также на производство стали, чугуна, цемента и другой промышленной продукции. Все эти цифры абсолютно соизмеримы с зарубежными.
Конечно, там, где все еще стоят какие-нибудь древние доменные печи и оборудование десятилетиями не модернизировалось, будут большие энергопотери. Но ни о каких превышениях в 2–4 раза речи идти не может. Наши удельные показатели расходов топлива и «углеродоемкости» на 1 кВтч сегодня находятся на уровне Дании. И это куда лучше, чем у Германии, Америки, Китая и других стран, с которыми нас часто пытаются сравнивать. Это объективные данные, которые получены нами в ходе тщательных исследований этого вопроса, и мы ими постоянно пользуемся в ходе наших исследований.
– А как вы относитесь к мнению, что советская централизованная система теплоэнергетики неэффективна? Есть ли какой-нибудь рассчитанный предел экономической эффективности децентрализации для нашей страны?
– На самом деле это очень старый вопрос, который всегда занимал умы специалистов в самых разных странах. Его поднимали многие экономисты-энергетики, эконом-географы еще в 30-е и 40-е года прошлого века, и наша географическая школа выработала понятие «энергопроизводственных циклов», на основе которого создавались ТПК – территориально-производственные комплексы. Действительно, есть определенные пределы разумной централизации теплоэнергетики. Все зависит от одного единственного фактора, который называется «плотность нагрузок», тепловых или электрических.
Например, если у вас в квартале 100 на 100 м стоит 50-этажный небоскреб, а рядом с ним еще несколько серьезных строений в 30 и 25 этажей, то вы вряд ли будете для каждого дома делать отдельную котельную. Это просто глупо и непрактично. А вот если у вас двух-, трехэтажные коттеджи стоят на расстоянии километра друг от друга, тут совсем другая ситуация. Все это напрямую связано с нагрузками, которые в нашей стране зависят от климата.
Расчеты показывают, что только южнее условной линии Белгород – Ростов-на-Дону – Ставрополь централизованная система начинает быть равна по затратам и эффективности децентрализованной системе. Это наглядно видно, например, в Краснодарском крае. Люди там живут распределенно, и это в тех климатических условиях действительно рационально и выгодно. Все, что севернее, – это зона, оптимальная для централизованных систем теплоснабжения. Что касается электроэнергии, то здесь ситуация немного иная. С учетом развития новых видов возобновляемых источников энергии (ВИЭ) она может быть определенным образом пересмотрена. Например, городские пригороды могут быть подключены к децентрализованным источникам, а сам город снабжаться централизованно. Но тут нужен точный расчет и симбиоз разных источников. Это инженерная задача более высокого уровня.
«Каждая страна будет самостоятельно решать задачу»
– Какие меры требуется предпринять нашей стране для осуществления эволюционного, а не революционного «энергетического перехода»?
– По своей сути «энергетический переход» – это все тот же симбиоз. Следует понимать, что он не означает перевод всей энергетики на ВИЭ. Об этом можно говорить на каких-нибудь теплых остовах Карибского моря или Полинезии, но и то с огромным количеством оговорок. Возьмем такую страну, как Объединенные Арабские Эмираты. Казалось бы, что им еще надо? Солнца много круглый год. Ставь гелиопанели от горизонта до горизонта. Тем не менее вся страна сейчас имеет мощности вдвое больше московских, а потребляет около свыше 130 млрд кВтч электроэнергии.
Это почти в три раза больше, чем Москва, хотя по численности населения они меньше нашей столицы – 11 млн у них против 14 млн у нас. Да, они построили у себя одну очень большую солнечную электростанцию. Сейчас заканчивают строительство еще двух. Но их доля в общей генерации минимальна, что-то около 6–7%. Именно поэтому правительство ОАЭ решило вводить в строй дополнительные энергоблоки АЭС и есть планы по строительству угольной ТЭЦ. Именно угольной, так как энергии им катастрофически не хватает.
Вот в такой конфигурации они и будут входить в новый энергетический уклад: симбиоз ВИЭ, АЭС и ТЭЦ в одной общей энергетической системе с преобладанием тех источников, которые более органичны для них. И каждая страна на нашей планете будет самостоятельно решать для себя эту задачу, которая зависит от масштабов, плотности населения, промышленных нагрузок, размеров городских агломераций и соотношения электрических и тепловых нагрузок.
– Могут ли новые технологии ВИЭ «выстрелить» на территории России?
– Всегда нужно искать симбиозы. Например, в условиях высокогорья и труднодоступных мест ВИЭ просто незаменимы. Хороший пример – Кош-Агачская солнечная электростанция (СЭС) в Алтайском крае. Там в 2014 году запустили СЭС мощностью около 5 МВт. Стоила она, конечно, дорого – около 123 млн руб., но до этого там был жутко грязный дизель, а теперь все чистенько. Эта станция дала совершенно новую жизнь всему этому региону. И таких примеров в нашей стране уже сотни. В той же Якутии, в Краснодарском крае и многих других регионах, где много солнца и ветра, а возить дизель дорого или нет никаких газовых магистралей.
На юге России очень много таких примеров, в том же Сочи. В случае с СЭС очень важно подобрать правильный симбиоз источников (гелиопанелей), инверторов и аккумуляторов. Дешевое оборудование тут не подходит. Есть инженеры, которые научились такие правильные комплекты рассчитывать и собирать. У них уже тысячи успешных проектов по всей нашей стране. Кстати, есть проект, который был реализован с помощью средств, предоставленных Фондом ЖКХ. Дом этот находится в поселке Решетниково недалеко от Клина (Московская область). В ходе переселения граждан из аварийного жилья был построен трехэтажный дом, в который еще на этапе нулевого цикла были заложены системы тепловых насосов для снабжения жильцов теплом. Там все прекрасно работает, жители очень довольны.
– В то же время говорят, что один из самых популярных запросов в интернете по теплоэнергетике – это «Почему не работает тепловой насос?»
– Если коротко на него отвечать, то из-за ненужной экономии и неумения правильно рассчитывать ключевые параметры таких систем. Обычно из Китая к нам привозят самые дешевые образцы данного оборудования. Или наоборот, из Европы везут самые дорогие. В Мюнхене такой агрегат «поднимает» из земли 40 Вт тепла на погонный метр. А в Клину точно такой же тепловой насос дает только 12 Вт или даже 8 Вт. Все из-за ошибок в расчетах. Поэтому под многими дорогими российскими виллами, хозяева которых установили у себя в подвалах мощные тепловые насосы, вдруг образовалась вечная мерзлота. Только сейчас в нашей стране начинают появляться методики расчетов и технические руководства по установке и обслуживанию такого рода оборудования. Вся беда оказалась в инжиниринге. Всякий раз нужен правильно рассчитанный проект, который бы учитывал состав земли, климат, глубину промерзания и еще много разных параметров. Иначе будут получаться айсберги под домом.
«Москва энергоэффективнее, чем любой город мира»
– Возвращаясь к теме «энергетического перехода». Какова может быть роль ЖКХ в новом энергетическом укладе?
– Имеет смысл обратиться к примеру Москвы. Столица тратит на ЖКХ примерно половину всей потребляемой энергии. Из нее около 70% уходит на обогрев домов.
– Это и зимой, и летом?
– Это средние параметры. Сезонные колебания не очень сильные, около 4–5%. Я знаю эти балансы, я ими занимаюсь уже 15 лет. Как показывает практика, «глобальное потепление» не оказывает никакого влияния на экономию топлива, так как у ресурсоснабжающих организаций на этот счет есть свое особое мнение. Итак, примерно половина всего энергобаланса Москвы идет на тепло- и электроэнергию. Там и там есть небольшие запасы. Однако каких-то грандиозных резервов в 40–50% в коммуналке нет. Это миф, который привнесен не разбирающимися в нашей специфике западными «экспертами». Они в свое время опубликовали кучу абсурдных докладов, которые затем все начали копировать и повторять. Свою роль сыграли и люди, которые специально желали нам зла. Мы два десятилетия плотно занимаемся тематикой ЖКХ, анализируем балансы и показания приборов учета: там все достаточно рационально устроено. Проблема «перетопов», конечно, есть, но она не гигантская.
– В чем еще положительный пример Москвы?
– В столице провели серьезную работу по замене теплосетей, внедряются современные энергосберегающие технологии и стали активно применять схемные решения: крупные ТЭЦ более чем на треть эффективнее, чем просто отдельно стоящие котельная и электрическая станция. Она одна сразу генерирует и тепло, и электроэнергию, что сразу дает экономию в 30%. Вот за счет такой централизации ТЭЦ Москва сегодня энергоэффективнее, чем любой город мира, включая Хельсинки и Стокгольм. Плюс еще очень важный элемент – грамотная пропаганда. Людям стали разъяснять пользу энергоэффектвиных технологий, стали объяснять, как правильно пользоваться приборами учета, и горожане реально стали меньше потреблять воды, тепла, электричества, чем раньше. В этом смысле мы идем в ногу со всем миром. И за счет этих сэкономленных ресурсов удалось подключить к столице дополнительно около 70 млн кв. м жилья. Считайте, это два средних города масштаба Воронежа. И энергии всем везде хватает.
«Проекты с водородом способны поменять энергетическую картину»
– Отдельного упоминания заслуживает развитие водородной энергетики. Сколько лет реально займет реализация этих проектов?
– Тут есть несколько аспектов. Это придумано Евросоюзом для того, чтобы подстрелить сразу трех зайцев. Первый из них – это наличие мощных ВИЭ, но генерация энергии с их помощью прерывистая, поэтому нужны накопители, которые бы помогли решить эту проблему. Никакие аккумуляторы с этим не справятся. Водород теоретически поможет решить эту проблему. Второй – это якобы безуглеродность. И третий «заяц» – отказ от поставок русского газа.
Но мы с коллегами недавно посчитали, что для того, чтобы Европе выйти хотя бы на 50% безуглеродности, им придется полностью выпарить весь Дунай для получения водорода в необходимом объеме. И это еще не все. Им нужно будет увеличить количество ветряков, которые у них сейчас есть, в 26 раз. Материалоемкость всего этого проекта будет в два-три раза выше, чем при строительстве обычных АЭС или ГЭС такой же мощности. Ну и вишенка на торте – проблемы с утилизацией отработавших свое лопастей ветряков и солнечных панелей. Их пока просто складывают в стопки до лучших времен. Вывод: это исключительно политическая стратегия, не подкрепленная точными расчетами, и сейчас уже это наглядно видно.
– Это касается и водородной энергетики?
– У самого водорода есть технологические ниши, в которых его свойства бесценны. Тут следует вспомнить советские разработки в этой области. Наработки у нас были очень перспективные, в том числе по топливным элементам. Но тут следует понимать, что простое применение водорода в энергетике – это не переход в новый энергетический уклад. Новый уклад – это когда увеличивается плотность энергии. Были дрова – это один порядок. Стали использовать нефтепродукты и результаты их переработки – другой порядок. Освоили атомную энергетику – третий порядок. С водородом такого перехода не просматривается. Поэтому он в чистом виде не может служить основой нового энергетического уклада. А вот использование его в различных симбиотических схемах – это очень перспективное направление.
Тут можно вспомнить проекты ВТГР – высокотемпературных газовых реакторов. Это разработка советских ученых еще 1960–70-х годов прошлого века. В данной реакторной установке в качестве рабочей среды вместо воды используется гелий, который можно нагреть до 900–950 градусов. Это очень удобная температура, которая экологична и безопасна. В таких системах использование водорода может привести сразу к нескольким технологическим прорывам. Например, его можно использовать в металлургии вместо кокса, что сразу снимет проблему экологически грязных производств. Еще нефтехимия, химия, производство аммиака, где также задействован водород.
И самое интересное – атомные станции дальнего теплоснабжения. Представьте себе: в одном месте у нас происходит паровая конверсия метана, в результате чего получается водород (Н2) и окись углерода (СО). Эти газы по теплоизолированным трубам поставляются потребителю на 80–120 км – и там, в конце пути, можно получить почти тот же объем тепла, что был потрачен в самом начале. Если быть точным, то меньше лишь на 5–7%: запускаем 100 МВт, приходит 93 МВт. Таких показателей не дает сегодня ни одна энергетическая система. И самое интересное, что в итоге мы получаем все тот же метан, который можно вновь использовать или как топливо, или как сырье. Однако в свое время из-за аварии на Чернобыльской АЭС все исследования в этой области были прекращены, и только сейчас идут попытки их реанимировать. Насколько я знаю, «Росатом» принял решение такую программу реализовывать. Такие проекты с задействованием водорода способны полностью поменять энергетическую картину мира. Это очень перспективно, но не очень быстро в реализации – потребуются годы.
Беседовал Андрей Пучков
