Валентин ДАНИЛОВ, профессор
НОЧЬ И ДЕНЬ
ПРОБЛЕМЫ
ОТОПЛЕНИЯ
В СИБИРИ
С переходом России к построению экономики, основанной на
рыночных отношениях, – это когда стоимость органического топлива (нефти,
газа, угля) и цветных металлов устанавливаются на мировом уровне цен –
жизнь в Сибири и само существование в ней промышленности становятся просто
нерентабельными.
Действительно, отопительный период в Красноярске с 15 сентября по 15 мая
(8 месяцев), тогда как в Париже всего 4. Затраты на отопление неизбежно
войдут в себестоимость продукции, а значит, она будет неконкурентоспособной.
Единственные отрасли, которых это не касается, это добыча сырья (лес,
полезные ископаемые) и производство сырьевых полуфабрикатов (первичные
металлы: алюминий, медь, сталь и т.п.).
Данный тип промышленности обрекает Сибирь, да и Россию в целом на роль
второстепенной страны, поскольку именно в отраслях с высокими технологиями
реализуется максимальная добавленная стоимость на единицу продукции. В
сырьевых отраслях трудозатрат много, а конечный экономический результат
ничтожен.
Наиболее яркий пример – лесная отрасль. Бревна стоят дешево, а высококачественная
мебель стоит в десятки и сотни раз дороже. Ясно одно: либо нужно собирать
чемоданы и ехать в Париж, либо что-то придумать, чтобы сделать затраты
на отопление не выше, чем в Париже.
Так ли все печально на самом деле, или есть реальный путь выхода из этой
коллизии? Действительно есть, но для этого нужно чуть-чуть знать основы
физики, точнее, 2-е Начало термодинамики. Простым языком его можно сформулировать
так: качество (стоимость, полезность) тепловой энергии зависит от ее температуры.
Чем выше температура, тем выше стоимость энергии. В этом смысле самая
высокая цена у электрической энергии, а тепловая энергия при температуре
окружающей среды вообще ничего не стоит и является бросовой. Восточная
притча гласит: “Когда караван часто меняет направление движения, хромая
овца всегда впереди”.
И тут России опять повезло. Из-за этого знаменитого 2-го Начала термодинамики
тепловые электростанции обязаны выбрасывать в окружающую среду тепловую
энергию, иначе они просто не могут работать.
Самый варварский способ сброса тепла – это в реки, как это делается на
ГРЭС-2 в г. Зеленогорске (р. Кан), Назаровской ГРЭС (р. Чулым), более
цивилизованно в пруд-охладитель (ГРЭС-1, г. Шарыпово). На единицу энергии
от сжигаемого топлива на тепловых электростанциях электрической энергии
производится всего чуть более 30%, а почти 70% тепла выбрасывается в окружающую
среду. Именно это сбросное тепло (по сути, отходы от производства электроэнергии)
и нужно использовать для отопления.
Такая технология отопления была придумана еще в прошлом веке, и называется
она комбинированным способом производства тепловой и электрической энергии,
а сами станции называются теплоэнергоцентралями (ТЭЦ). С 1931 года в России
велось массовое строительство таких станций и развитие системы центрального
отопления в городах.
К сожалению, данная система отопления имеет один крупный недостаток –
это большие потери тепла при транспортировке (большая длина труб), поэтому
на Западе от нее стали повсеместно отказываться, переходя на автономные
котельные.
Так случилось, например, в ГДР, где после объединения с
ФРГ были сплошь ликвидированы ТЭЦ с тепломагистралями и взамен построены
маленькие локальные котельные на газе. По сравнению с сегодняшней теплоэнергетикой
России, где потери тепла в сетях составляют до 50%, западный караван ушел
далеко вперед.
Однако, если использовать новые отопительные приборы (фэн-койлы) у потребителя
тепла, своего рода батареи с вентиляторами, как в автомобильных печках,
то температуру воды в магистралях можно понизить и сделать ее уже не 110-120
ОС, как в нынешних, а всего 60-70 ОС.
Соответствующие расчеты показывают, что как за счет уменьшения потерь,
так и за счет увеличения производства электроэнергии на ТЭЦ расход угля
на отопление будет в 2 раза меньше, чем для самой распрекрасной автономной
котельной. Это значит, что по расходу угля такая система отопления за
8 месяцев истратит угля, как котельная за 4 месяца, а это по срокам уже
Париж.
Чувствуете, караван повернул, а у нас уже везде лежат трубы отопления,
и нужно только у потребителей в домах установить вместо чугунных батарей
новые радиаторы фэн-койлы. Все остальное почти готово, и мы опять впереди
планеты всей.
Но самая гениальная система отопления по своей простоте, но еще не используемая
в г.Красноярске, – это русский самовар. Вы спросите, где же я увидел в
Красноярске самовар? А Вы не знаете? Да это же всем хорошо известный КрАЗ.
Впервые КрАЗ мне показал профессор Поляков. Он всю свою жизнь посвятил
научным проблемам электролиза алюминия и подготовки кадров для алюминиевой
отрасли России. С большой гордостью он показал мне электролизные цеха,
разлив алюминия по формам, вплоть до погрузки серебряных слитков в вагоны.
Завод работает, как швейцарские часы, и в год производит до 860 тысяч
тонн металла по цене 1 400 американских денег за тонну. Без всякого калькулятора
видно, что это больше 1 миллиарда долларов в год. Жидкий алюминий, когда
он падает на землю и застывает, очень похож на серебро. Зрелище фантастическое.
Но я, как всякий дилетант, ткнул пальцем в сторону длинных горячих ржавых
труб, которые тянутся под электролизерами. Электролизный цех устроен так,
что электролизные ванны установлены на высоте 4 метра над уровнем земли,
там же движется народ и техника. Вверху цеха окон нет, и идет сквозняк
через решетчатый пол наверх, в фонари на крыше.
Петр Васильевич ответил мне, что по этим трубам осуществляется газоотсос
анодных газов от электролизера, которые подаются на систему газоочистки.
Самое главное, что в составе этих газов до 40% содержится ядовитого газа
СО (угарный газ, которым обычно отравляются, когда раньше времени, с непрогоревшими
углями, закрывают заслонку в русской печке). Чтобы не было проблем с системой
газоочистки и не рванули электрофильтры, этот газ сжигается прямо на краях
ванн в газовых горелках, и дальше горячий газ идет по ржавым железным
трубам, отдавая тепло в атмосферу.