31 августа 2021

«Частный сектор, который топится углем – это атавизм»

Ученый СФУ Алексей Романов – о том, что выбрасывают в воздух печные трубы и автомобили, каким должен быть городской транспорт и почему в Сибири нужны электрические подогреватели ДВС.
Поделиться в социальных сетях

- Чем опасны для здоровья человека т.н. низовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух – от печного отопления, от передвижных источников и т.д.?

- По названию таких выбросов уже понятно, что они, во-первых: «крутятся» в приземном слое атмосферного воздуха, на уровне двух-пяти метров от земли, а это как раз тот слой, в котором люди дышат. А во-вторых, они на 100% покрывают селитебные зоны, где живут, работают и перемещаются люди. То есть в случае с этими выбросами можно говорить о перманентном воздействии загрязняющих веществ на здоровье человека. С другими источниками все не так очевидно. Например, относительно высокие дымовые трубы ТЭЦ и ряда других крупных промышленных предприятий, позволяют рассеивать выбросы на большей высоте, и оценка их вклада в приземный слой – задача не тривиальная. Хотя, конечно, тот же Красноярский алюминиевый завод при продолжительном восточном ветре накрывает Красноярск, и это существенно влияет на качество воздуха в приземном слое. Так что, заниматься нужно сокращением эмиссии от всех источников – но в том числе и от низовых как стационарных, так и передвижных.

Но если «Русал» на КрАЗе и СГК на своих ТЭЦ реализуют комплексные программы модернизации, заявляют о переходе на НДТ, то в случае с низовыми источниками зачастую решение может быть только одно и оно очевидное – их просто нужно ликвидировать. Например, частный сектор, который топится углем – это атавизм. То есть в городах вполне может быть частное жилье, я – за частную собственность, но не в таком как сейчас виде: невозможно жить в XXI веке так, как будто мы технологически застряли в веке XVIII-м! Единственный рабочий инструмент – это внедрение жестких экологических стандартов на уровне края, а дальше – нужно либо компенсировать жителям затраты на соблюдение этих стандартов, либо повышать уровень благосостояния граждан, других вариантов не вижу.

- Что конкретно выбрасывают печные трубы в частном секторе?

- Основные выбросы от печного отопления – это пыль, взвешенные частицы, в том числе PM10 и PM2.5, оксид углерода. Если уголь содержит серу, то это еще и диоксид серы, и в немалых количествах. Также формируется диоксид азота. Но самый токсичный канцероген, который в больших количествах образуется именно при сжигании твердого топлива в частном секторе – это бенз(а)пирен. В топках котлов ТЭЦ полиароматические углеводороды, из-за высокой температуры, сжигаются полностью. Но в частных домах вряд ли мы найдем котлы, в которых температура горения поднимается выше 1000 градусов по Кельвину. Поэтому за наличие бенз(а)пирена в приземном слое «спасибо» надо говорить именно частному сектору. Конечно, если судить по валовым объемам, то может показаться, что все не так и страшно, особенно в сравнении с тем же КрАЗом. От печек в Красноярске вылетает порядка 70 кг в год, а от завода – более тонны. Но тут беда в том, что выбросы от частного сектора вообще не рассеиваются. Они там, где выброшены, там и остаются, а там и живут люди. Кстати, так происходит много где в мире, в той же Европе: например, Сараево – один из самых грязных городов; когда осень начинается – там сразу же дикий смог. И тоже все из-за частного сектора. В городах Польши схожая ситуация.

- Вы говорите о городах, где топят углем?

- Я говорю о городах, где топят в принципе. В тех городах, где реально много частного сектора. Причем не важно, газифицирован город или нет; там, где есть газ, конечно, дышится несколько легче, потому что там в воздух не выбрасывается пыль и диоксид серы, но диоксид азота присутствует в любом случае. Кстати, газификация частного сектора, о которой много говорят – на мой взгляд, это не панацея. Возможно, когда в дома разведен магистральный газ и все работает идеально – это и экологическое решение, но когда газификация строится на СУГ, СПГ или баллонном газе, то могут возникать проблемы с надежностью подключений, случаются и утечки. Уголь в этом плане надежнее проконтролировать.

Кстати, возможно, если тариф на электроэнергию сделать ниже в три раза, то люди сами перейдут на электроотопление. Но тогда в нынешних условиях могут в полный рост встать проблемы надежности и безопасности уже электросетевой инфраструктуры в частном секторе. Большинство домов там, мягко говоря, для электоотопления просто не подходят –внутридомовая электропроводка в изношенном состоянии.

Алексей Романов, основатель a2 research & development lab, доцент кафедры ГИС Института космических и ИТ СФУ.
Распределение вкладов источников, остров отдыха, весна-осень.png

- Вы перечислили загрязняющие вещества, которые характерны для угля. Но ведь в частном секторе топят не только углем…

- Действительно, помимо угля, там и правда много чего используют. И зачастую люди делают выбор в пользу самого дешевого, а не технологически продвинутого (например, того же бездымного топлива) продукта. И жгут старую, вышедшую из обращения мебель, покрышки, другой мусор… В контексте низовых выбросов уместно сказать, что хуже – только ситуация в сегменте передвижных источников. Просто встаньте на любой остановке в Красноярске – пыль, грязь, черный дым из выхлопных труб большинства автобусов. Да даже в своем автомобиле, при отсутствии активной системы подавления грязного воздуха, в салоне вы будете вдыхать тот же грязный воздух.

Парк автотранспорта в Красноярске, к сожалению, чрезвычайно устаревший, во многих случаях катализаторы в автомобилях не функционируют либо вырезаны. К сожалению, услуги по удалению катализаторов уже не стесняются рекламировать, а ведь это устройство, фактически, дожигает выбросы, уменьшая их токсичность. Но срок его эксплуатации – порядка 10 лет, затем катализатор нужно менять. Замена стоит относительно дорого, от 30 тысяч; интересный момент – катализатор состоит из металлов платиновой группы, и, понятно, народные умельцы бесплатно «вырезают» старые катализаторы и сдают их на лом драгоценных металлов (а на автомобилях делают перепрошивку блока управления двигателя, чтобы авто можно было эксплуатировать и без этого устройства).

В марте мы участвовали в эксперименте по замеру выбросов в районе Коммунального моста – одной из основных транспортных артерий, где в утреннее время образуются серьезные заторы. На парковке у Дома Спорта им. Дворкина наши датчики в основном фиксировали фоновые выбросы, характерные для автотранспорта. Но был момент, когда к пункту замера приехала старая Toyota и датчик среагировал экспоненциально. При этом машина не дымила, особых нехарактерных звуков не издавала. Но это был пример автомобиля без катализатора.

- Какие загрязняющие вещества поступают в воздух от автотранспорта?

- Пыль и диоксид азота, а при прогреве автомобилей зимой еще и – бенз(а)пирен. Интересно, что автомобиль с исправным катализатором при крейсерской скорости движения производит не так много выбросов. Проблемы начинаются, когда машина стоит в пробке, когда она технически неисправна, когда в нее залито некачественное топливо, либо когда она зимой под окном на автозапуске для прогрева. Во всех этих случаях происходят повышенные выбросы основных поллютантов.

Когда мы делали сравнение результатов моделирования с результатами замеров качества атмосферы в зимние месяцы, в отдельных районах Красноярска мы сталкивались с сильными расхождениями: на моделях концентрации бенз(а)пирена рассчитывалась в 9 ПДК, а данные с сетей наблюдения показывали 15 ПДК. Начали разбираться, почему так происходит. И выяснили, что, например, в районе Ветлужанка, или в Северном, точки наблюдений сети стояли внутри дворов МКД, близко к жилой инфраструктуре, то есть от автомобильных магистралей стены домов их экранировали. Но во дворах большое количество автомобилей, стоящих на автопрогреве. Скорее всего, именно они и были источником повышенных концентраций бенз(а)пирена. В научных статьях тоже про это пишут: непрогретый, холодный двигатель, – а когда он на автопрогреве, он все равно холодный, – выбрасывает больше бенз(а)пирена и других ПАУ, чем тот же двигатель, «разогретый» при движении.

- И что с этим делать?

- Прогрев автомобиля – это, согласитесь, тоже нонсенс. Для современных автомобилей он и не нужен, но людям в Сибири некомфортно садиться в холодный салон. Плюс проблема в том, что при минус 30 многие «старые» авто могут в принципе не запуститься. На мой взгляд, для условий Сибири, да и не только – думаю, и в других регионах это будет актуально, кроме, может, только Юга России, – хорошим решением стало бы развитие инфраструктуры электрических подогревателей. Такое давно сделали в той же Скандинавии. Сценарий, при котором каждые два часа заводятся «старые» автомобили, в условиях современной жилой застройки – микрорайонов из не продуваемых «коробок», является неприемлемым. Знаю, что в одном из дворов Красноярска такое сделали, но дальше почему-то проект не пошел. Думаю, те же «Россети Сибирь» могли бы рассмотреть возможность инвестирования в такую инфраструктуру. Мне кажется, это сейчас больше помогло бы улучшить состояние воздуха в приземном слое, чем зарядные станции для электромобилей.

- Вы не верите в экологические эффекты электротранспорта?

- Верю. Но мы же понимаем, что автомобили с ДВС еще долго никуда из наших городов не исчезнут. А значит, нужно заниматься и проектами, направленными на снижение выбросов от этого сегмента. Ликвидация эмиссий от зимних автозапусков – одно из таких решений. Если переходить к теме электротранспорта… На мой взгляд, здесь, прежде всего, нужно делать ставку на развитие общественного транспорта: он должен быть электрифицирован на 100%. Это лучшее, что можно сделать. Параллельно с этим необходимо электрифицировать и коммерческий внутригородской развоз. Каждое утро в супермаркеты едут грузовики с продуктами, каждый день по городу развозят товары. Это огромный сегмент автотранспорта, который априори выбрасывает большой объем загрязняющих веществ. Эти выбросы также необходимо сокращать. И, конечно, надо полностью убрать с линий общественного транспорта все устаревшие «пазики», «маршрутки». То, что сегодня зачастую можно наблюдать на дорогах, не соответствует здравому смыслу: маршрутный «пазик», коптящий небо в XXI веке – это неадекватно.

Да и парк муниципальных автобусов не соответствует уже никаким современным нормам. Даже если автобус и выглядит новым, из него все равно зачастую валит черный дым: это фактически сажа – практически углерод в чистом виде. Такое нигде в мире невозможно себе представить. С точки зрения и КПД, и эффективной логистики, трамвай – это идеальный вид электротранспорта: ходит по расписанию, по выделенным линиям, без пробок, все предсказуемо. Что еще может быть лучше? Ну, возможно, метрополитен – давняя мечта Красноярска. Но в том варианте строительства подземки, который сейчас обсуждается, все больше похоже на закапывание денег в землю. Гораздо эффективнее было бы направить те же средства на развитие электротранспорта для связывания отдаленных районов с центром города (включая связь двух берегов Енисея), для организации кольцевых маршрутов.

Если этим нормально заниматься, то это потребует сравнительно меньших финансовых ресурсов, тем более базовая инфраструктура, те же трамвайные и троллейбусные депо, была создана у нас (и в других крупных городах) еще в советские годы (с поправкой на модернизацию). Мне кажется, те же «Россети Сибирь» в данном случае могли бы выступить инфраструктурным партнером города. Я бы сразу пересел со своей машины на трамвай, если бы он в Красноярске ходил регулярно и не только по правому берегу. Развитие общественного транспорта дает прямые экологические эффекты, логика простая: в автобусе, троллейбусе или трамвае передвигаются десятки человек; нет комфортного общественного транспорта – десятки авто появятся на дорогах вместо одного автобуса.

«Парк автотранспорта в Красноярске, к сожалению, чрезвычайно устаревший, во многих случаях катализаторы в автомобилях не функционируют либо вырезаны».

- Кстати, а есть какие-то отличия в выбросах личных автомобилей и общественного транспорта?

- Для общественного транспорта, во-первых, действуют менее строгие нормы «Евро». Если «Евро-5» – это уже стандарт для любого ввозимого нового автомобиля, а «Евро-3», по-моему, сейчас нижнее отсечение на уровне эксплуатации, то в сегменте коммерческих перевозок, в том числе и автобусных, до сих пор преобладает именно «Евро-3». Кроме того, в условиях наших городов многие автобусы ездят на дизельном топливе. Качество этого дизеля – это лишь одна сторона вопроса. Вторая – качественно-ли настроен сам двигатель? Плюс в зимний период, то есть большую часть года, дизель выбрасывает больше диоксида серы (так как зимнее дизтопливо содержит больше серы). В последние годы пошел процесс перевода такого транспорта на газомоторное топливо. Но, во-первых, до сих пор сильно отстает заправочная инфраструктура, а, во-вторых, остается проблемой уровень инженерной культуры, потому что только грамотно смонтированное газобаллонное оборудование безопасно и экологически эффективно (на условно десять нормальных установок найдется одна кустарная, которая где-нибудь взорвется или загорится, и будет портить имидж технологии и статистику). С этой точки зрения электрификация – более технически безопасный и надежный путь развития коммерческих перевозок в городах.

- К тому же инфраструктура любого современного города явно не способна с комфортом обеспечить всех автовладельцев…

- Вы правы, нигде в мире уже не хватает пропускной способности автомагистралей. Комфортный общественный транспорт – это необходимость, прежде всего, с точки зрения элементарной логистики перемещений в городской среде. А дальше уже идут экологические эффекты и решение массы других проблем. Это нормальный путь развития мегаполисов. Если в городе больше 100 тысяч жителей, то у него обязательно должен быть нормальный электрический транспорт, обеспечивающий эффективную внутреннюю логистику. При этом нужно разделять коммерческие перевозки и личный автопарк. Они будут развиваться каждый по своей траектории.

Общественный транспорт – это часть общественной инфраструктуры городов, и заниматься ее развитием необходимо именно в этой, не всегда исключительно коммерческой логике. Наверное, то, как это сейчас реализуется в Красноярске, не совсем эффективно, когда маршруты – это бизнесы разных ИП, которые борютсяза пассажира и рентабельность за счет снижения издержек. В этой же логике мы получаем, что автобус, вышедший на линию, должен зарабатывать деньги, а не перевозить людей – значит, у него может быть не настроена нормально топливная система, он будет ездить-дымить, пока не развалится. Но никто не захочет ездить в грязных автобусах, которые надо ждать по полчаса и более. Замкнутый круг! Система должна работать как часы – предсказуемо, по расписанию, и, повторюсь, сами транспортные средства, выходящие на линии, должны быть комфортными, маршрутные линии – четко и грамотно проработанными.

Любой город в Европе возьмите – там всегда есть один-два крупных оператора, у которых в управлении электробусы, трамваи, другие транспортные средства, при этом тарифная сетка сквозная, а маршруты выстроены с максимальным удобством для пассажиров, и операторы строят долгосрочные стратегии бизнеса в контексте транспортных и логистических потребностей городов. Все это должна контролировать администрация города, возможно, в партнерстве с теми же «Россети Сибирь» – эта компания явно заинтересована в появлении крупного потребителя электроэнергии, причем стабильного, у которого не будет проблем с платежами. В этом смысле здесь все стороны, и городские управленцы, и «Россети Сибирь», и жители окажутся в плюсе.

- На ваш взгляд, при какой доле электротранспорта экологические эффекты от него станут ощутимыми?

- Порядка 20% частного автопарка. Для Красноярска, в котором сейчас где-то 400 тысяч автомобилей – это примерно 80 тысяч электромобилей. Учитывая, что в целом по стране парк электрокаров прирастает примерно на 1 тысячу единиц в год, ждать этого светлого будущего придется очень долго. Конечно, если не случится каких-то технологических сдвигов. Но это не значит, что нужно расслабиться и ничего не делать. Чтобы электромобилизация развивалась, необходимо опережающими темпами создавать инфраструктуру.

Здесь нет смысла спорить про то, что первично – курица или яйцо, электрозарядных станций просто должно быть достаточно, развитие инфраструктуры должно опережать расширение парка электромобилей – это будет одним из элементов стимулирования спроса на такой автотранспорт. Появятся ЭЗС – и люди из различных соображений (удобства, престижа еще каких-то причин) начнут покупать электрокары. И их доля начнет расти, не так быстро, но начнет. Лимитирующим фактором остается цена – пока б/у авто с ДВС можно купить за 300-400 тысяч рублей, а электромобиль стоит больше двух миллионов, вряд ли стоить ожидать, что люди массово бросятся в этот сегмент. Экологическое сознание тут объективно проигрывает экономике. Но в таких городах, как Красноярск, нужно обязательно заниматься низовыми выбросами: модернизировать городской транспорт, развивать дорожную инфраструктуру, чтобы заторов было меньше (снижать маятниковую миграцию), повышать экологические требования к автомобилям.

Алексей Романов: «Если в городе больше 100 тысяч жителей, то у него обязательно должен быть нормальный электрический транспорт, обеспечивающий эффективную внутреннюю логистику».
«Говорить, что именно ТЭЦ виноваты в «черном небе», не приходится»
«Говорить, что именно ТЭЦ виноваты в «черном небе», не приходится»

Алексей Романов, основатель a2 research & development lab, доцент кафедры геоинформационных систем Института космических и информационных технологий Сибирского федерального университета

«Начинать нужно с ликвидации площадных источников»
«Начинать нужно с ликвидации площадных источников»

Сопредседатель партии «Зеленые» Сергей Шахматов – про разную угольную генерацию, перспективы электроотопления и электротранспорта в Сибири, и о том, почему сейчас важнее заняться контролем качества топлива.

Александр Попов Учредитель и шеф-редактор «Кислород.ЛАЙФ»
Если вам понравилась статья, поддержите проект