CC BY
16
В статье приводятся оценки возрастания потребности в топливе на отопление по экономическим районам СССР, при наступлении наиболее холодных из имевших место в XX веке серий зим. Установлено, что для европейской части СССР экстремально холодными были серии из трех-четырех зим в предвоенный период и в первые два года Великой Отечественной войны.
Ключевые слова: метеонаблюдения, теплоснабжение, топливоснабжение, холодные зимы
Серии холодных зим
В. И. ЗОРКАЛЬЦЕВ,
доктор технических наук, Иркутск
E-mail: vizork@mail.ru
«Если кто-нибудь силой попытается овладеть страной, то, вижу я, он не достигнет своей цели. Страна подобна таинственному сосуду, к которому нельзя прикоснуться» Дао дэ Цзин «Книга пути и благодати»
В нашей стране для покрытия потребности в топливе на отопление в самые холодные зимы из наблюдавшихся в ХХ веке необходимо располагать его резервами и запасами в отдельных регионах в объемах 18-30% от среднеожидаемой потребности1. Оценить «среднеожидаемую» потребность не так-то просто. Она зависит от многих меняющихся год от года параметров - численности населения и обеспеченности его жилой площадью, конструкции зданий, изменений в системах теплоснабжения и вентиляции, а также от влажности, силы ветра в отдельные дни отопительного периода.
В данном случае речь об эксплуатационных запасах топлива. К ним относятся запасы энергетического угля на
1 Зоркальцев В. И. Хорошо бы знать заранее... //ЭКО. - 2010. - № 5. © ЭКО 2010 г.
ТОЧКА ЗРЕНИЯ 115
угольных складах - на электростанциях или котельных, а также в местах добычи, сортировки и обогащения, на специальных складах при транспортных магистралях - на железнодорожных станциях и в портах. Сюда же относятся запасы топочного мазута на нефтеперерабатывающих заводах, в специальных хранилищах - обычно на электростанциях и в котельных. И наконец - запасы природного газа в подземных газохранилищах. В связи с тем, что обеспечение потребности России в котельно-печном топливе осуществляется на 70% за счет газа, проблема резервирования этого вида топлива особенно велика. Большое значение имеет и создание запасов топочного мазута, поскольку это топливо может легко заменить уголь и природный газ для многих потребителей.
Задача резервирования топлива на случай холодных зим несколько облегчается из-за того, что далеко не все котельно-печное топливо идет на отопление. В СССР в 1980-х годах на отопление и вентиляцию расходовалось примерно 20% потребляемого котельно-печного топлива2; к настоящему времени эта доля несколько возросла. Основная часть топлива использовалась и используется на производственно-эксплуатационные, технологические нужды, в том числе в электроэнергетике, черной и цветной металлургии, химической промышленности. Правда, его расходы на производственные нужды существенно зависят от температуры наружного воздуха, а также колебаний температур получаемого сырья, материалов и самого топлива.
С другой стороны, проблема резервирования топлива несколько усложняется из-за колебаний экономической конъюнктуры, в том числе - уровней потребления и производства электроэнергии, аварий на крупных энергоисточниках и транспортных системах, возможных забастовок и т. д.
Вопрос о необходимых резервах топлива для компенсации колебаний приточной воды в водохранилища ГЭС Волжско-Камского и Ангаро-Енисейского каскадов исследовался в
2 Аксютин П. К., Зоркальцев В. И. Методические положения по расчету эксплуатационных запасов котельно-печного топлива в народном хозяйстве СССР // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики. - 1991. - Вып. 38.- С. 73-90.
1970-1980-х годах3. Из-за снижения годового стока на ГЭС Волжско-Камского каскада в отдельные годы возможно сокращение выработки электроэнергии на 30% и более от среднегодовой4. Гидроэлектростанции Иркутской области и Красноярского края (вместе с Хакасией) вырабатывают более половины электроэнергии в этих регионах. Доля ГЭС составляет около 40% к объединенному общему производству электроэнергии в энергосистеме Сибири. В маловодные годы приток воды в водохранилища ГЭС Ангары и Енисея сокращается до 10% и более. Имеет место вполне объяснимая высокая синхронность маловодных лет для этих рек. Покрытие дефицита электроэнергии требует увеличения ее выработки на топливных электростанциях - ТЭЦ и КЭС. Что, в свою очередь, приводит к росту потребления энергетических углей.
Наконец, следует учитывать и еще один немаловажный фактор. Вслед за одной холодной зимой, которая приводит к снижению запасов топлива, может сразу идти другая, а то и третья. Поэтому выявление серий холодных зим в прошлом имеет не только познавательное значение. Этот вопрос был впервые поставлен Ю. Я. Мазуром - ученым, работавшим энергетиком еще на «дореволюционном» (до 1939 г.) Рижском заводе ВЭФ. В возглавляемом им коллективе в Физико-энергетическом институте АН Латвийской ССР проводились детальные исследования возможных отклонений потребностей в топливе на отопление на основе ретроспективных данных о температуре воздуха в отдельных городах СССР5. В частности, было установлено, что для многих городов европейской части СССР наиболее холодными с конца XIX века были серии зим перед Великой Отечественной войной ив ее начале.
3 Вопросы регулирования топливоснабжения: сб. науч. тр. / Под ред. А. Я. Некрасова. - М.: ЦЭМИ, 1972; Резниковский А. Ш., Великанов М. А., Костина С. Т., Рубинштейн М. И. Гидрологические основы гидроэнергетики. - М.: Энергоатомиздат, 1989.
4 Резниковский А. Ш., Великанов М. А., Костина С. Т., Рубинштейн М. И. Гидрологические основы гидроэнергетики.
5 Вопросы регулирования топливоснабжения: сб. науч. тр. / Под ред. А. Я. Некрасова. - М.: ЦЭМИ, 1972; Мазур Ю. Я. Проблемы маневренности в развитии энергетики. - М.: Наука, 1986.
Нами были проведены расчеты на основе методики Ю. Я. Мазура (табл. 1-3). На основе исходных данных6 рассчитывалась интегральная за каждый отопительный период с 1881 г. по 1972 г. разность температур внутри и вне здания (температура внутри здания принималась равной 18° С). Затем определялась среднемноголетняя интегральная разность. В качестве «холодных» рассматривались зимы, у которых интегральная разность была выше среднемноголетних значений. Далее для каждого экономического района определялась максимальная по продолжительности серия холодных зим. Отклонения в процентах суммировались. Полученная сумма показывает, на сколько увеличивается расход топлива на отопление в результате серии холодных зим в процентах к среднему уровню потребления топлива в этом районе за один отопительный период.
Таблица 1
Дополнительная потребность в топливе на отопление в экономических районах СССР в условиях серии из трех наиболее холодных зим 1939/40, 1940/41, 1941/42 гг., % к среднеожидаемой потребности
Экономический район Дополнительная потребность
Северо-Западный 31,0
Уральский 25,0
Волго-Вятский 35,5
Центральный 46,0
Центрально-Черноземный 44,2
Белорусский 63,7
Прибалтийский 66,8
Юго-Западный 57,6
СССР в целом 24,1
6 Гневко Г. Т. Среднемесячная температура воздуха и продолжительность отопительного периода с температурой воздуха ниже 8° С для экономических районов СССР. Ч. 1, 2. - Обнинск: ВНИИТМИ-МИД, 1981.
Таблица 2
Дополнительная потребность в топливе на отопление в экономических районах СССР в условиях серии из четырех наиболее холодных зим 1939/40, 1940/41, 1941/42, 1942/43 гг., % к среднеожидаемой потребности
Экономический район Дополнительная потребность
Поволжский 36,0
Донецко-Приднепровский 46,1
Южный 43,3
Таблица 3
Дополнительная потребность в топливе на отопление в экономических районах России и СССР в условиях максимально холодной серии из наблюдавшихся ранее зим, % к среднеожидаемой потребности
Экономический район Дополнительная потребность Годы экстремально холодной серии зим
Восточно-Сибирский 24,4 1887/88-91/92
Дальневосточный 17,0 1891/92-95/96
Западно-Сибирский 31,4 1881/82-85/86
Казахстанский 31,7 1881/82-85/86
Северо-Кавказский 34,8 1893/94-97/98
Закавказский 27,8 1951/52-53/54
Средняя Азия 50,2 1926/27-30/31
Полученные результаты во многом подтверждают и обобщают выводы исследований Физико-энергетического института АН Латвийской ССР. Для всех районов, кроме европейской части СССР, самой холодной оказалась серия, включающая две предвоенные зимы и первую военную. Она была экстремально холодной также для СССР в целом. Как видно из табл. 1, при таких условиях дополнительная потребность в топливе на отопление в отдельных районах может достигать 50% и более от годового расхода.
В табл. 1 не вошли четыре экономических района европейской части СССР. Три из них вошли в табл. 2, где представлены экономические районы, для которых экстремально холодной
была серия из четырех зим - две предвоенные и две первые зимы войны.
Рассматривая табл. 1 и 2, трудно удержаться от замечания - Германия выбрала самое неподходящее по климатическим условиям время для войны с Россией. Мало того, что первая военная зима была холодной в районе боевых действий. «Адресно» холодной оказалась и следующая зима - именно в тех регионах, где проходила решающая битва за Волгу и Кавказ. Можно при желании увидеть в этом мистическое совпадение - погода и «тот, кто ею управляет», были явно на стороне СССР. Конечно, холодная зима очень затрудняла действия и Советской Армии, но немцы и их сателлиты гораздо меньше были приспособлены к суровым условиям.
Полученный результат усиливается при рассмотрении серий самых холодных зим для других регионов СССР (см. табл. 3). В неевропейских регионах (и также для Северного Кавказа) они пришлись на другие годы. Для Восточно-Сибирского, Западно-Сибирского, Дальневосточного, Казахстанского и Северо-Кавказского регионов самыми холодными были серии из пяти зим в конце XIX века. Для Средней Азии - серия из пяти лет в конце 1920-х годов. Для Закавказья - серия из трех лет в 1950-х годах. В такие годы дополнительная потребность в топливе на отопление может составлять 30-50% от средней потребности за один отопительный период.
