«КРУЧЁНАЯ ПОДАЧА», ИЛИ НЕСТАНДАРТНЫЕ ПУТИ ВНЕДРЕНИЯ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Доктор технических наук В. РЕЧИЦКИЙ, профессор, заслуженный изобретатель РФ, заместитель председателя экспертного совета по наукоёмким и инновационным технологиям Государственной думы РФ.
Для начала рассмотрим в общих чертах положение, сложившееся в двух ключевых отраслях — жилищном строительстве и энергетике. Иначе как сложным его не назовёшь. Для строительства современного жилья, с одной стороны, требуются колоссальные средства, с другой — нужны новые технологические решения, касающиеся как собственно возведения зданий, так и их внутреннего обустройства. Технология возведения многоэтажных домов сейчас более или менее соответствует мировым стандартам, а вот их инженерная «начинка» (системы отопления, вентиляции, горячего водоснабжения, водоотведения и т.п.) остаётся принципиально неизменной уже более полувека.
В энергетике положение ещё сложнее, наблюдается не просто острый дефицит электроэнергии, но и существенный перекос в распределении нагрузки по времени суток: в дневные и вечерние часы потребление достигает пиковых значений, в ночное же время станции и сети остаются существенно недогруженными. Попытки ввести льготные ночные тарифы для стимулирования более равномерного потребления электроэнергии изначально носили несистемный характер и в силу этого к ощутимому результату не привели.
Итак, налицо две проблемы: дефицит финансовых средств на строительство и дефицит электроэнергии для эксплуатации жилья, не только уже построенного, но ещё находящегося на стадии проектирования. Решить эти проблемы изолированно одну от другой невозможно. Традиционные многомиллионные «вливания» в строительство повлекут необходимость дальнейшего увеличения производства электроэнергии, что потребует вложения ещё больших средств, и так по кругу. Но не попробовать ли решить задачу комплексно? Именно такой подход и предложил недавно Экспертный совет по наукоёмким и инновационным технологиям Госдумы РФ. Интересно, что данный вариант, по мнению экспертов, позволит не только существенно выровнять дневное и ночное потребление
электроэнергии (пока в локальном секторе его внедрения), но и одновременно снизить удельные затраты на строительство и стоимость эксплуатации готового жилья.
Даже поверхностный анализ качества реализации наиболее продвигаемых сегодня национальных проектов — интенсификации строительства доступного жилья и модернизации жилищно-коммунальной сферы — приводит не к самым утешительным выводам. Пока в строительстве, из-за вполне объяснимой спешки, упускается удобнейший момент внедрения новых (для нас, но не для наиболее развитых стран Европы и Северной Америки, Японии и Австралии и т.п.) технологий. В малоэтажном домостроении, к примеру, весьма медленно внедряются индустриальные технологии изготовления панельно-каркасных домов. Повсеместно в строительстве до обидного мало внимания уделяется прогрессивным утеплителям, в частности на основе природных материалов и промышленных отходов (см. «Наука и жизнь» № 11, 2007 г.), а принципиальная перестройка ЖКХ практически подменяется очередным капитальным ремонтом давно устаревших систем. И это происходит в тот момент, когда небывалое по объемам для данной отрасли финансирование могло бы неузнаваемо преобразить её облик.
В практике работы Экспертного совета по наукоёмким и инновационным технологиям Госдумы РФ приходится сталкиваться с весьма большим, к сожалению, числом примеров устаревшего подхода к решению важнейших технологических проблем опекаемых отраслей.
Задача Экспертного совета — поиск технологий и формирование путей их эффективного внедрения. Но, как показывает практика, для этого далеко недостаточно нахождения самой уникальной и, казалось бы, востребованной технологии.
Анализ негативного опыта внедрения интереснейших технических решений убеждает, что нашим специалистам подчас не хватает понимания мотивации потенциального пользователя.
Итак, сфера строительства и ЖКХ, вопросы мотивации... Начнём с того, что любой мало-мальски экономически грамотный (в сегодняшнем понимании) строитель вкупе с инвестором никогда не поддержит технологию, повышающую инвестиционную стоимость проекта. И плохо, что произойдёт это независимо от того, насколько велики её реальные преимущества, например качество возводимого жилья, снижение последующих эксплуатационных расходов, экологичность и пр. Заметим, что и процесс модернизации ЖКХ в своей основе ничем не отличается от собственно строительства. И не учитывать этих тенденций на этапе выведения на рынок любых, самых эффективных технологий — значит заведомо выбрать абсолютно тупиковый путь.
Красочные рассказы о небывалых преимуществах, которые в будущем получат жильцы в результате заложенных в ходе строительства изысков в плане энергосбережения, вентиляции, экологичности применяемых материалов, не найдут ни малейшего отклика в ожесточённых душах строителей и ремонтников. Реального производственника волнует лишь экономия первичных затрат, и реализовать любые прогрессивные замыслы удастся, только подстроившись под его привычную схему восприятия, то есть дав возможность эти затраты существенно снизить. Заметим, что и заказчика не менее серьёзно волнуют вопросы экономии собственных средств.
Как ни странно, первыми союзниками в деле комплексного внедрения новых технологий в строительстве и ЖКХ могут выступить энергетики. И не просто союзниками, а наиболее перспективными партнёрами. Их повышенная чувствительность к инновационным предложениям объясняется их же почти безвыходным положением.
В ситуации, при которой государство вынуждено принять на себя затраты на формирование сетевой инфраструктуры социального жилья, резервы электроэнергетики — как в части свободных мощностей, так и в пропускной способности транспортных сетей — практически исчерпаны.
Попросту говоря, энергетики не могут обеспечить электрической и тепловой энергией всё вновь вводимое жильё при сохранении принятого подхода к энергоснабжению. Но применительно к новому строительству неожиданное подспорье кроется в том, чтобы заставить (именно заставить!) потребителя воспользоваться ресурсами льготного ночного тарифа. Подчеркнём, что, рекомендуя расконсервировать ночные резервы, мы отдаём предпочтение методам весьма жёстким. Воспитывать потребителя некогда — нужно принуждать.
Разберём конкретный пример — строительство нового 14—16-этажного дома, оборудованного электрическими плитами. Ориентировочный расчёт проведём на базе стандартной трёхкомнатной квартиры, на которую по действующим нормативам полагается обеспечить, например, 6 кВт по установленной мощности и 3,5 кВт по единовременной нагрузке. Все приведённые далее цифры условные (хотя и совсем не далёкие от реальности) и используются для удобства расчёта.
Застройщик, пришедший к энергетикам согласовать технические условия и условия присоединения, теоретически должен оплатить только их финансовую составляющую по действующим в данном регионе тарифам, к примеру по 45 000 руб. за киловатт единовременной нагрузки плюс, очевидно, какие-либо специфические нематериальные требования. Итак: 45 000 руб. х 3,5 кВт = 157 500 руб. за каждую квартиру — и желанное согласование получено.
Но это в теории, а на практике у московских, к примеру, энергетиков полный швах как с мощностями, так и с транспортными (то бишь кабельными) сетями. И ни за 45 000 руб. ни за гораздо большую сумму эти глобальные проблемы не решаются. Кроме, конечно, частных (исключительных) случаев. Но случаи эти мы рассматривать не будем. Подобные сюжеты более подробно описаны совсем в иных статьях - в рамках Уголовного кодекса Российской Федерации. Мы же говорим о путях системного решения принципиальных проблем, после чего и мелкие жулики сами вымрут как класс.
А теперь представим гипотетическую ситуацию: энергетик предлагает застройщику дома или квартала новых домов абсолютно неожиданное на первый взгляд решение проблемы — решение на базе комбинированных условий присоединения.
Сначала о первом уровне этого комбинирования. Для тех же трёхкомнатных квартир альтернативно предлагается, например, по 2 кВт «дневной» и 1,5 кВт «ночной» мощности (по единовременной нагрузке). Причём финансовая составляющая оплаты дневной мощности та же — 45 000 руб. за 1 кВт, а ночной, к примеру, вчетверо меньше — 11 250 руб. (Такое соотношение повторяет пропорции дневного и ночного тарифов, например, в Москве и Тверской области.)
К чему же мы приходим в этом случае? Энергетик с ходу сбрасывает около 43% со своей чрезвычайно перегруженной в «прайм-тайм» генерирующей и сетевой инфраструктуры на практически не освоенное бытовым потребителем ночное время. И на первый взгляд — у него только плюсы...
Попробуем теперь разобраться с потребителем, то есть с одним из нас — простым обывателем. Ситуация создаётся весьма напряжённая: сразу на трёх конфорках электроплиты теперь не пого-товишь, обогреватели одновременно во всех комнатах не включишь. Казалось бы, до перекрытия возмущённым электоратом основных транспортных магистралей строящегося микрорайона Тють-кино — всего один шаг. Опять же — «обманутые застройщики» — только квартира уже получена, — но лампочки и прочие удовольствия цивилизации некоторым образом ограничены в доступе. И в роли злодея уже не безликий кровосос-застройщик, а давно привычный и как-то по-домашнему ненавистный рыжий олигарх...
Но до заселения квартир времени ещё вполне достаточно, чтобы подумать о другом взаимоприемлемом варианте и создать его. И тут самое время вспомнить о «комбинированных условиях присоединения». Ведь мы пока рассмотрели их первый уровень — чисто «электрический». И только с позиций интересов поставщика ресурсов — энергетика.
Следующий шаг — второй уровень нашего комбинированного подхода — уже логично обусловлен созданной на первом уровне ситуацией. Ведь 1,5 ночного киловатта нужно рационально использовать, каким-то образом «запасти» на дневное время. И самое очевидное решение состоит в установке электрического бойлера: к примеру, бойлер на 70—100 литров может за ночь не спеша подогреть воду (используя те самые 1,5 ночного киловатта) и в течение 16 дневных часов выдавать её на общественные нужды. Причём подогрев по ночному тарифу (0,25% дневного) обойдется жильцу не так уж и дорого, а при адекватном структурировании расценок на горячую воду (давайте не забывать, что счётчики на воду будут введены обязательно) станет дешевле, чем использование «внешней» воды от ТЭЦ.
Теперь в самый раз объединить два названных уровня и сформулировать гипотетические пока совместные технические условия по электроснабжению и обеспечению горячей водой. В рамках согласования этих техусловий придётся, конечно, обязать застройщика поставить в каждой квартире набор из двухтарифного счётчика и бойлера соответствующего объёма (из расчёта нормативов на горячую воду, основанных на количестве проживающих или на метраже) и только после этого «выдать» ему (для той самой трёхкомнатной квартиры) ранее обещанные 2 кВт дневной и 1,5 кВт ночной мощности.
При этом раскладе застройщик сэкономит по сравнению с существующей ситуацией: 3,5x45 000-[(2,0х45 0 00 ) + ( 1 , 5 х 11 250)] = 157 500-(90 000+16 875)=50 625 руб.
Столитровый бойлер (6000—7000 руб. максимум) и двухтарифный счётчик (3000 руб. максимум)— это всего 20% от суммы, сэкономленной застройщиком при согласовании новых техусловий; с учётом установки оборудования — 25%. Застройщик согласится и ещё долго благодарить будет. А жильцу — брошюра (за казённый счёт) с чётким описанием всех полученных преференций. И в том числе — гарантированное исключение из списка ежегодных проблем почти месячного отключения горячей воды. Да и коммунальщикам не придется, торопясь и поневоле халтуря, укладываться в предусмотренный законом 21 день ремонта.
Весьма заманчиво наряду с бойлером подгрузить ночной тариф уже привычными для современной квартиры стиральной и посудомоечной машинами. Эти весьма энергоёмкие электроприборы ничуть не хуже выполнят свою работу и ночью, будучи с вечера загружены и соответствующим образом запрограммированы. Ночью же могут поработать и чайник-термос с кипятком для завтрака на всю семью, и хлебопечка.
Но стоит ли сразу загружать мозги рядового обывателя этими элементами модного сегодня на Западе «умного дома»? И как заставить мало знакомого с техникой человека освоить сложности программирования? Просветительские лекции в печатных и электронных СМИ быстро с этой проблемой не справятся... Но справится, причём легко, маленький приборчик с хорошо знакомым названием — электросчётчик. И стимулом повышения потребительской квалификации станет не знаменитый ленинский призыв «учиться»... и т.д., а первое же знакомство с извещением на оплату электроэнергии.
По мере переноса значительной части потребительских аппетитов на ночной период, отведённых первоначально нашей гипотетической трёхкомнатной квартире, соответствующих льготных ночных мощностей уже не хватит. Но, думается, энергетики легко согласятся повысить лимит ночной единовременной нагрузки до уровня дневной, то есть в нашем случае до 2,5 кВт. Только это понадобится не сразу, потребитель ещё должен войти во вкус экономии. Но один дополнительный киловатт стоит предусмотреть в качестве опциона по той же ночной цене с оформлением в простом заявительном порядке...
Преимущества для поставщика энергоресурсов в новой ситуации уже частично упоминались выше: принципиальное сокращение дневной и формирование реальной ночной нагрузки на генерирующие мощности и транспортные сети — это раз! Увеличение потенциальных сроков ремонтного периода всей инженерной инфраструктуры теплоснабжения почти на порядок — до продолжительности неотопительного периода — это два!
И ещё один аспект решаемой проблемы. В рамках строительства социального жилья, темпы которого неуклонно нарастают, затраты на инженерную инфраструктуру «вешает» на себя казна (неважно: муниципальная или федеральная — «тумбочка-то» одна). Предложенный подход не только расширяет возможные масштабы строительства при существующих объёмах энергоресурсов, но и даёт существенную экономию на формировании и последующей эксплуатации ЖКХ.
Заметим, что выше речь шла о негазифицированных (в частности, по нормам безопасности в силу большой этажности) домах. Думается, однако, что и в газифицированных домах подогрев воды электричеством по ночному тарифу даст также несомненный эффект, а использование в перспективе тепловых накопителей оставит в качестве потребителя газа только кухонную плиту...
Упомянув здесь тепловые накопители, нужно пояснить принцип действия этих пока малоизвестных, но очень перспективных нагревательных приборов. Первые образцы их появились более 20 лет назад в Германии и ряде других стран Западной Европы.
Теплонакопитель — законное дитя льготного ночного тарифа на электроэнергию, уже давно и довольно широко применяемого во многих промышленно развитых странах. За время действия ночного тарифа (7—8 часов) твёрдое магнезитовое тепловое ядро весом до 100 килограммов и более нагревается до температуры 600—700оС, и этого запаса хватает для дневного отопления «закреплённого» за данным прибором помещения. Съём тепла происходит путём продувки теплового ядра воздушным потоком.
Использование теплонакопителей в недалёкой перспективе развития отечественного ЖКХ позволит значительно повысить удельный вес «ночной» электроэнергии в общем объёме бытового энергопотребления. А насчёт экономной электрической плиты — что-нибудь придумаем...1
И несколько слов о популярном сегодня, особенно в рамках решения проблемы доступного жилья, малоэтажном строительстве. Классическим проектным решением для малоэтажных индивидуальных и многоквартирных домов являются посёлки с самодостаточной инфраструктурой и суммарной площадью жилья примерно 10—50 тыс. м2.
По географической привязке это типично пригородные и, более того, сельские поселения. Далеко не во всех случаях они будут полностью газифицированы. Позволим себе провокационно звучащий в рамках государственной программы всеобщей газификации вопрос: «А так ли обязательно стремиться к "повальной" газификации?» Ведь стоимость использования бытового газа для инфраструктурных нужд, скорее всего, скоро опередит стоимость электроэнергии. Да и нехватка газа в условиях явного несоответствия объёма обещаний внешним потребителям реальной добыче в самом скором будущем сулит мрачные перспективы для потребителя отечественного.
Анализ альтернативных газу ресурсов для выработки электроэнергии позволяет весьма осторожно предположить, что главное внимание нужно сосредоточить не на упорной прокладке труб в деревню Захудалово, а на правильном использовании уже подведённой туда электроэнергии. Ведь в маленькой деревне или небольшом спальном посёлке на транспортной электросети «висят» только бытовые потребители — промышленного потребления с перспективой ночного отбора энергии нет и не будет. То есть ночью сеть не загружена совсем, и пропустить по ней сравнительно небольшие мощности для подогрева воды (а в перспективе и для отопления с использованием теплонакопителей) крайне заманчиво. И не такая уж сложная техническая проблема внедрить здесь двухтарифный режим.
Применяемые сегодня в строительстве сельских домов энергосберегающие технологии (повышение термосопротивления стен и окон, уменьшение теплопотерь при правильно организованной, адаптивной системе вентиляции и т.п.) обеспечивают как минимум двукратное снижение энергетических затрат на отопление. Именно это даёт возможность полностью ориентироваться в недалёком будущем на устройство электрического отопления таких построек. Два графика (стоимости газа и электричества) в нашем случае уверенно идут к точке пересечения, и этот момент перелома в подходе к энергообеспечению современного дома нельзя упустить...
В заключение о самих бытовых суточных тарифах, сегодняшний разброс которых (день/ночь) в различных регионах совершенно необоснованно может различаться в разы (60% от дневного тарифа в Калужской области до 25% в Тверской). В этом случае будет уместна законодательная инициатива — установка единого для всех регионов соотношения дневного и ночного тарифов с разницей не менее чем в 4—5 раз. Но это дело будущего — после обсуждения предложенного здесь подхода с энергетиками и другими заинтересованными сторонами. А собственно дифференциация техусловий на подключение — главного посыла к оптимизации рынка бытового энергопотребления — задача уже самих энергетиков.
Стоит отметить и ещё один немаловажный аспект решения данной проблемы. На средства, фактически сэкономленные благодаря оптимизации структуры энергопотребления, может быть сформирован целый сектор массового производства отечественной коммунальной техники: двух-тарифных счётчиков, бойлеров, ТЭНов, а в будущем — теплонакопителей, высокотехнологичных и самых современных электробытовых приборов.
С позиции инженера в изложенном здесь подходе нет серьёзных технических проблем. А для реального внедрения предложенной схемы необходима общая заинтересованность в результате у всех участвующих в процессе сторон. И, как нам кажется, такой баланс интересов должен чётко сработать на результат.
Комментарии к статье
1 Кстати, как вам понравится многофункциональная классическая русская печь, у которой вместо топки этот самый теплонакопитель?
Читайте в любое время
