О. В. Бумаженко
15.04.2015 г.

  На главную раздела "Научные работы"


2. ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КРИЗИС

И АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС


          Локальные экологические катастрофы, одна за другой потрясавшие индустриально развитые страны мира, не смогли существенно повлиять на экономические механизмы хозяйствования, хотя и мобилизовали усилия многих ученых на изучение экологических проблем. Реальной поворотной точкой, событием, положившим начало трансформации массового сознания стал разразившийся в 1970-е годы глобальный энергетический кризис, который в буквальном смысле парализовал мировую экономику, лишив ее основного средства обеспечения экономически эффективной деятельности - дешевой энергии. Известно, что главным способом получения энергии человечество имело сжигание различных видов органического топлива. Когда-то это были дрова и каменный уголь, в 20 веке львиную долю энергии стали получать сжиганием нефти, нефтепродуктов и газа.

          Дешевизна и казавшаяся неисчерпаемость запасов новых энергоносителей обусловили весьма расточительный характер их использования, который наиболее ярко проявился в строительстве. "Нефтяная", или "стеклянная", архитектура, возникшая и повсеместно распространившаяся как плод "технической", а затем "технологической" революций, опираясь на "достижения" научно-технического прогресса, решала, преимущественно, злободневные социально-политические и эстетические задачи и практически игнорировала природно-климатические особенности условий строительства. Такое положение вещей привело к тому, что за пятнадцать лет (с 1965 по 1980 г.) мировое энергопотребление выросло, в среднем, в 1.7 раза (в СССР - в 1.9 раза)[15], а расходы энергоресурсов на строительство и эксплуатацию зданий и сооружений (без учета производственных затрат) в 1970-е стали составлять около половины общих энергозатрат в большинстве развитых стран мира, например: в США, Германии, Нидерландах - 39%, Канаде - 40%, СССР - 42%, Ирландии - 46%, Великобритании - 48%, Дании - 50% [14]. Причем более 90% этих объемов приходится, по данным ЕЭК (Европейской Экономической Комиссии), непосредственно на эксплуатацию зданий и сооружений. Кроме того, ежегодное сжигание около 2 млрд т условного топлива (в основном, нефти и нефтепродуктов) для строительно-эксплуатационных нужд вносили весьма ощутимый "вклад" в ухудшение состояния атмосферы, стимулируя, как показывают исследования, заметное усиление "парникового эффекта" в масштабах планеты, определяемого запыленностью воздуха и содержанием в нем углекислых соединений.

          Постепенное, но неуклонное истощение разведанных месторождений традиционных энергоносителей требовало освоения новых, расположенных преимущественно в регионах с суровым климатом, что оборачивалось увеличением удельных затрат на прирост добычи топлива более чем в 3 раза. [15] В силу этих обстоятельств значительное повышение мировых цен на традиционные энергоносители, произошедшее в конце 70-х годов, поставило под вопрос целесообразность строительства вообще: затраты на содержание зданий стали превышать доходы от их использования. (В СССР в 1980-е эксплуатационные расходы, закладываемые в сметы, т.е. без учета плачевных условий эксплуатации, составляли в среднем до 25% от сметной стоимости строительства здания в год!). С другой стороны, глобальный рост цен на все группы товаров мирового рынка вследствие значительного удорожания энергии вызвал ощутимое снижение уровня благосостояния основной массы населения, требовал существенного снижения нормы прибыли, и как следствие, приостановки модернизации производств. Сложившаяся реальная угроза массовых банкротств предприятий и неизбежных социальных потрясений, отягченность экономик развитых стран чрезмерными военными расходами вследствие усиления политической напряженности, реальная угроза глобальной экологической катастрофы на планете поставили, наконец, человечество перед необходимостью кардинального изменения социально-экономической политики, как внутригосударственной, так и международной, прежде всего, в вопросах производства и потребления энергии, а также капитального строительства.

          Принципиальным сдвигом в этом направлении стала произошедшая во многих странах смена базовых критериев, определяющих экономическую эффективность строительства: если раньше ими традиционно были значения сметной стоимости строительства и сроков окупаемости капиталовложений, то сегодня они отступают на второй план - решающее значение приобретают показатели эксплуатационных затрат: существенное снижение доходности строительной деятельности потребовало тщательного анализа возможностей обеспечения необходимой нормы прибыли. Это обстоятельство предопределило тот факт, что усилия всех участников архитектурно-строительного процесса (заказчиков, проектировщиков, строителей, производителей строительных материалов, конструкций и систем инженерного обеспечения) концентрируются сегодня на вопросах энергетической экономичности строящихся и реконструируемых объектов. При этом снижение энергопотребления зданиями и сооружениями решает не только экономические, но, косвенно, и экологические задачи, т.к. ведет к сокращению расхода исчерпаемых и промышленно ценных топливных ресурсов (в России до 70% всей энергии производится на ТЭС посредством сжигания газа, нефти и нефтепродуктов [15]), а следовательно, и к сокращению объемов загрязняющих воздушные бассейны выбросов (ежегодно в результате сжигания топлива в атмосферу планеты поступает более 1.2 млрд.т. различных, в т.ч. и токсичных, химических веществ, что на 200 млн т. больше объемов выбросов от промышленных производств).

          Очевидно, что эффективность и жизнеспособность строительного сектора экономики любого государства непосредственно определяется состоянием энергетической отрасли, поэтому в современных кризисных условиях вопросы развития энергетики приобретают первостепенное стратегическое значение в определении направленности архитектурно-строительного процесса, государственной и частнопредпринимательской строительной и финансовой политики. В этом плане предельную озабоченность эксплуатационными качествами проектов и построек можно объяснить малоутешительными данными научных исследований по вопросам энергообеспечения, которые проводились практически во всех развитых странах мира под эгидой самых разных, в т.ч. и международных, организаций, и дали, в целом, следующие результаты:

          - энергетические ресурсы планеты можно оценить сегодня следующим образом (в трлн.т. условного топлива)[15]:
 горючие ископаемые - 11.0;
 радиоактивные ископаемые - 8.0;
 дейтерий (сырье для термоядерного синтеза) - 75.0*109;
 солнечная энергия - 9.0*102;
 энергия ветра - 2.0;
 энергия воды - 0.7;
 другие источники - 8.0*104;

          - рост цен на традиционные энергоносители (нефть и газ), несмотря на произошедшее в середине 1980-х годов резкое их понижение, возобновится и будет продолжаться по мере исчерпания ресурсов традиционных энергоносителей (относительно нефти последнее может случиться, по некоторым данным, уже через 50-70 лет, т.е. еще до истечения расчетного срока эксплуатации огромного числа уже существующих и строящихся капитальных зданий);

          - учитывая рост потребностей в нефти и газе многих производственных технологий (прежде всего, быстро развивающейся химической промышленности), использование нефти, нефтепродуктов, а в скором будущем и газа в качестве топлива следует признать бесперспективным;

          - развитие энергетики на базе угля и кокса сопряжено с неизбежным ухудшением экологической обстановки, т.к. безвредные технологии в данной области требуют чрезмерно больших капиталовложений [16];

          - развитие гидроэнергетики будет иметь крайне ограниченные масштабы в силу сложности экологических проблем, возникающих при устройстве ГЭС;

          - развитие атомной энергетики требует значительных трудовых, материальных затрат и сопряжено с повышенным риском возникновения аварий континентального масштаба (Чернобыль), что предполагает целесообразность постепенного свертывания АЭС вплоть до полного отказа от их использования в энергетике (например, в Швеции, где на АЭС получают до 50% всей энергии, принята государственная программа по свертыванию атомной энергетики к 2010 г. [17]; несмотря на дефицит энергии законодательно запрещено строительство АЭС в Дании [16]); жизненно необходим скорейший переход к получению энергии на основе термоядерного синтеза (по прогнозам отечественных ученых, в промышленных масштабах этот переход может произойти не ранее 2030-х годов);

          - выработку электроэнергии за счет сжигания топлива следует признать бесперспективным вследствие высокой ресурсоемкости данного способа производства (в среднем, на получение 1 усл. ед. электроэнергии затрачивается более 2.5 усл.ед. сжигаемого топлива, при этом к 2000 г. доля электроэнергии в мировом энергобалансе достигнет, по некоторым прогнозам, 18% [15]);

          - необходим и неизбежен форсированный переход на широкое использование альтернативных возобновляемых источников энергии: солнца, ветра, грунта, водоемов, биомассы и др. (так, в США к 2000 году предполагалось довести долю солнечной энергии в общем энергобалансе страны до 30%, а в Японии - до 70% [14]);

          - жизненно необходимы усиленные научные и инженерно-технические разработки в области альтернативной энергетики, наращивание масштабов их внедрения во все сферы жизнедеятельности, т.к. сегодня переориентация энергетики на преобладающее использование возобновляемых источников невозможна в силу низкой экономической эффективности имеющихся технологий: высокой стоимости при небольшом КПД (например, в Дании, ориентирующейся на развитие ветроэнергетики, несмотря на ее экспериментально подтвержденную высокую экономическую эффективность, энергией с ветровых электростанций в обозримой перспективе рассчитывают обеспечить лишь 10% общей потребности [16]; а в практике использования солнечной энергии экономически приемлемые результаты сегодня показывают лишь пассивные - не требующие монтажа специальных технических систем - средства ее утилизации, что наглядно отразилось в значительном снижении в конце 1980-х годов объемов производства солнечных энергетических установок на основе гелиоколлекторов [15,17]);

          - основным источником энергии на ближайшую перспективу станет ее экономия: затраты на экономию 1 т условного топлива в настоящее время в 2-3 раза меньше затрат на добычу эквивалентного количества дополнительного топлива [15].

          Так, сегодня в России экономия и продажа 1% энергии может принести около 1 млрд $ прибыли [16]. А если учесть, что энергоемкость российских промышленного и строительного комплексов в 4-5 раз выше, чем в среднем в западных странах, можно говорить о фантастической эффективности капиталовложений в энергосберегающие мероприятия, и прежде всего, за счет продажи сэкономленной энергии. Например, в отечественном строительном комплексе резервы энергосбережения специалисты оценивают в 50-60% от общего потенциала [1].

          Международный опыт показывает, что направление вырученных средств на технологические разработки в области энергосбережения, выплату льготных кредитов населению для проведения мероприятий по снижению энергопотребления и т.п. дает возможность существенного и безболезненного сокращения энергозатрат, повышения эффективности и одновременно удешевления технологий по использованию альтернативных источников энергии.

          В этом ключе показателен опыт Дании. По данным ученых из Horsens Polytechnic University [16] общая картина динамики энергопотребления на отопительные нужды в Дании выглядит следующим образом:

Таб.1. ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ И ОТАПЛИВАЕМАЯ ПЛОЩАДЬ.
 годы 1972 1976 1980 1984 1990
 энергопотребление,PJ  320 290 260 230 220
 отапливаемая пл-дь, млн м2 250 280 305 320 345

          При этом масштабы использования различных типов топлива также менялись:

 Таб.2. ОБЩИЙ ОБЪЕМ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ ПО РАЗНЫМ ТИПАМ ТОПЛИВА,PJ.
 типы топлива/годы 1972 1976 1980 1984 1990
 нефть 760 670 550 430 360
 уголь и кокс* 50 110 240 300 325
 природный газ - - - 5 90
 альтернативные источники 15 15 20 30 50
 *Увеличение объемов использования угольного топлива в Дании связано с его наличием
в стране и было неизбежно вследствие отсутствия возможности использовать природный газ.
Дальнейшее увеличение объемов использования угольного топлива признается датскими
специалистами нецелесообразным.

          С другой стороны, стоимость 1 кВт электричества, полученного с помощью ветроэнергетической установки, сократилась за 10 лет в 3 раза и составила в 1990 г. 0.35 DKr против 1.00 DKr в 1980 г. Эти данные полностью подтверждают результаты комплексных исследований, проведенных в 1980-е годы по заданию ЕЭС итальянской Государственной компанией по исследованию и развитию атомной и альтернативных видов энергии (ЭНЕА), которые позволили президенту ЭНЕА У.Коломбо официально заявить: "создание такого общества, жизнь в котором была бы гораздо лучше при значительно меньшем, чем сегодня, потреблении энергии на душу населения возможно; и только переход к иному образу жизни и потребления может нам обеспечить приемлемое будущее.Этот переход нельзя рассматривать исключительно в экономическом или техническом плане; он должен осуществляться в сфере культуры, а следовательно, требует длительного подготовительного периода. Кроме того, пути его осуществления должны быть иными, чем предпринимательство" [3]. Зарубежный опыт показывает, что инициировать и эффективно управлять развитием этого процесса невозможно без проведения целенаправленной государственной экономической и культурной политики, основным инструментом которой должны являться законодательные акты разного уровня: общегосударственные, региональные и местные, а также культурные и образовательные программы.

          Таким образом, поиск путей разрешения энергетического кризиса дал те же результаты, что и исследования по экологическим проблемам, объективно доказав их генетическое родство и необходимость совместного, комплексного решения. Это обстоятельство имеет особое значение для определения складывающихся приоритетов и критериев оценки строительной деятельности, ибо, как свидетельствуют приведенные ранее цифры, строительство сегодня - самый ресурсоемкий вид человеческой деятельности и основной фактор воздействия на окружающую среду, а значит - базовый потенциальный источник энергии и важнейшее средство оздоровления экологической обстановки на планете.

          Необходимо отметить, что глобальные качественные изменения среды обитания человека, неизбежно последующие по мере выполнения этой группы требований, в наибольшей степени должны определяться не столько новым строительством, сколько реконструкцией уже существующего фонда недвижимости: в максимальной степени актуальна проблема экологической реконструкции именно существующих архитектурных и градостроительных объектов, эксплуатация которых и привела к известным катастрофическим последствиям. Эти реконструктивные мероприятия, очевидно, должны приобрести первостепенное значение в современном архитектурно-строительном процессе, стать приоритетным направлением экономической политики, проектной и строительной деятельности, и прежде всего, в России, где в условиях финансовой нестабильности и слишком затянувшегося процесса перераспределения собственности остаются пока неясными экономические механизмы решения проблемы: отсутствие инвестиций на соответствующие современным требованиям реконструктивные мероприятия (во многом это связано с недостаточной гибкостью новых или непригодностью устаревших нормативных документов и требований, в том числе по вопросам охраны культурного наследия), недостаточная компетентность подавляющего числа занятых в строительстве специалистов обусловливает слабую разработанность проблемы, как на теоретическом, так и на практическом уровне.

          Приоритетность реконструктивных мероприятий целесообразна еще и в силу существенно меньшей, относительно нового строительства, стоимости при высокой экономической эффективности капиталовложений, что особенно важно в условиях жесткого и, по-видимому, длительного финансового дефицита, имеющего место в России. Так, энергетическая реконструкция "хрущевок", ведущаяся в Литве при участии датских специалистов, дала ошеломляющие результаты: в среднем, комплекс мер по энергосбережению в одной квартире обходится приблизительно в 6000 $, но при этом доход от сокращения эксплуатационных затрат составляет около 4000 $ в год! [16] То есть, срок окупаемости затрат в данном случае равен 1.3 года, что является очень высоким показателем для современного строительства, где окупаемость капиталовложений наступает, в среднем, через 5-8 лет. Такую же высокую эффективность - со сроками окупаемости от 1.5 до 3-х лет показывают мероприятия по реконструкции и замене систем инженерного обеспечения (в основном, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха) общественных и производственных зданий [1]. Однако, значимым экономическим стимулом энергосбережение может стать только при отмене государственных дотаций на оплату коммунальных услуг: к примеру, в 1992 году население России платило за тепло только 3%, а за электричество - только 10% от реальной стоимости [1], что, понятно, слабо стимулирует действия населения по сокращению энергопотребления.

          Острые энергетические проблемы, лежащие в основе динамичного переустройства хозяйственных механизмов многих стран, и прежде всего, в наиболее энергоемкой строительно-эксплуатационной сфере, являются, тем не менее, одним из аспектов общего экологического (а в условиях России и глубокого социально-экономического) кризиса, поэтому сегодня можно с уверенностью сказать, что именно экологический фактор становится ключевым в определении эффективности строительной деятельности, формируя фундаментальную группу требований к искусственно создаваемым объектам среды и определяя направленность и характер принимаемых решений на всех этапах их создания - от замысла до стадии эксплуатации.

В начало                               Продолжение
 

Добавить комментарий Сообщение модератору


Защитный код
Обновить