Состояние трубопроводов коммунального хозяйства и энергетики (краткий обзор)

1. ТЕПЛОВЫЕ СЕТИ.

Протяженность теплотрасс оценивается в 366 тыс. км. При нормативном сроке службы в 25 лет, а реальном для трасс, проложенных в доперестроечные годы, 12 — 18 лет, что означает, что каждый год следует планово-профилактически перекладывать 8 — 20 тыс. км теплотрасс.

Если учесть, что прокладываемые в настоящее время по старой технологии теплотрассы из-за низкого качества труб и еще более низкого качества проведенных работ имеют реальный срок службы 5 — 7, в лучшем случае 10 — 12 лет, то скоро мы окажемся в положении, при котором каждый год необходимо будет перекладывать порядка 25 — 35 тыс. км сетей, причем с двойными — тройными затратами на эти работы.

Протяженность трубопроводов в системе ЖКХ (тыс. км).

Трубопроводы	Протяженность трубопроводов
	всего	трубопроводы диаметром более 400 мм	уличные сети диаметром 200 — 400 мм	внутридомовые сети диаметром до 200 мм
Водопроводы	523	139	320	64
Канализация	163	43	72	48
Тепловые сети (в однотрубном исполнении)	366	24	58	284
ИТОГО:	1 052	206	450	396

На сегодняшний день затраты на транспортировку тепла в растянутых сетях превышают 40% его себестоимости, для 80% трубопроводов тепловых сетей превышен срок безаварийной службы, более 30% тепловых сетей находятся в ветхом состоянии и требуют ремонта.

По некоторым оценкам сегодня 29 тыс. км тепловых сетей находятся в аварийном состоянии и нуждаются в замене. Потери тепла с утечками из-за внутренней и внешней коррозии труб составляют 10-15%, а срок службы теплотрасс по этой причине в 4-6 раз ниже нормативного. Суммарные потери в тепловых сетях достигают 30% произведенной тепловой энергии, что эквивалентно 65-80 млн. тонн условного топлива в год.

Согласно официальной информации по итогам осенне-зимнего периода 2001 — 2002 гг. в целом по российской Федерации количество аварий, отказов и инцидентов на источниках теплоснабжения, паровых и тепловых сетях составили 107 539 случаев, в том числе по федеральным округам:

- в Приволжском ФО	- 47 702,
- в Южном ФО	- 28 046,
- в Центральном ФО	- 8 274,
- в Северо-Западном ФО	- 6 637,
- в Уральском ФО	- 7 641,
- в Сибирском ФО	- 7 088,
- в Дальневосточном ФО	- 2 551.

Как показала проверка на местах, фактические потери тепловой энергии существенно выше показателей официальной отчетности (16%) и составляют 55 — 60%.

По данным Госстроя России, число аварий на российских сетях теплоснабжения возросло в 5 раз по сравнению с их количеством в 1991 году, а по другим оценкам — в 10 раз. Только в текущем году на теплотрассах произошло 300 тысяч аварий или 2 аварии на 1 км трубопроводов. 29 тысяч км тепловых сетей находятся в аварийном состоянии. Потери тепла при транспортировке достигают в среднем 60% и составляют по стране более 80 млн. т. у. т. То есть каждая пятая тонна топлива расходуется на обогрев атмосферы и грунта.

Утечки теплоносителя не идут ни в какое сравнение с нормами, принятыми в развитых странах. Замена трубопроводов из-за коррозии происходит в 4 — 5 раз чаще, чем принято в других странах. В крайне изношенных российских тепловых сетях теряется вся экономия от комбинированной выработки тепла и электроэнергии на ТЭЦ.

Потери тепловой энергии при эксплуатации существующих тепловых сетей составляют 111702,7 тыс. Гкал/год и значительно превышают нормативные. Потери, связанные с утечками из-за внутренней и внешней коррозии труб, составляют не менее 10 — 15%, а срок службы теплотрасс в 4 — 6 раз ниже нормативного, суммарные потери в тепловых сетях достигают 30%, а иногда и 45% от произведенной тепловой энергии.

Протяженность тепловых и паровых сетей в двухтрубном исчислении составляет 183 545,1 км, из них 33 698,1 (18,4%) нуждаются в немедленной замене.

За год в системах теплоснабжения происходит 86 948 аварийных ситуаций, включая отказы и нарушения в работе. Затраты на аварийно-восстановительные работы в 2,5 — 3 раза выше, чем затраты на плановый ремонт коммунальных энергетических объектов.

В целом по Российской Федерации физический износ отопительных котельных составляет 54,5%, тепловых сетей — 62,8%, центрально-тепловых пунктов — в среднем 71%.

К сожалению, многими до сих пор не осознается катастрофичность ситуации с коммунальными трубопроводными системами. Так, согласно информации годового отчета РАО «ЕЭС России» за 2003 г. было заменено 722,5 км трубопроводов магистральных тепловых сетей.

В настоящее время в теплоснабжении заменяется не более 0,5 — 1% от общей протяженности сетей вместо 4 — 5% по нормативу. При этом плановый ремонт практически уступил место аварийно-восстановительному, что в 3 — 4 раза дороже и хуже по качеству.

С учетом накопившегося переизноса основных фондов требуется уже «залповая» замена по 10 — 12% в год.

Совершенно очевидно, что бухгалтерская оценка износа неадекватна реальным надежностным параметрам коммунальной системы. В 80-е годы и начале 90-х годов износ основных фондов в этой отрасли составлял 48%. При этом аварийность сетей была на уровне 0,1 — 0,2 аварии и повреждения на 1 км сетей в год. В настоящее время при износе немногим более 65 — 68% число аварий превышает 3, т.е. при увеличении износа менее, чем на 20%, число аварий выросло более, чем в 20 раз (см график ниже).

Таким образом, снижение надежности работы систем теплоснабжения и динамики уровня износа характеризуется нелинейным (параболическим) характером зависимости, в условиях которой происходит дальнейшее резкое нарастание аварийности. При этом ущерб от нее значительно (в 15 — 20 раз) превышает затраты на его предотвращение.

2. ВОДОПРОВОДЫ И КАНАЛИЗАЦИЯ.

Ситуация в регионах катастрофическая. Даже в Москве протяженность канализационной сети составляет 7 000 км, из которых 4 076 км трубопроводов со 100% амортизацией. Ежегодно такого уровня износа достигает 150 - 300 км сетей. Сеть московского водопровода насчитывает почти 10 тыс. км трубопроводов диаметром от 50 до 2000 мм. Наиболее распространенные диаметра - 100 и 300 мм. Средний возраст стальных труб - 33 года, чугунных - 71 год. Более 50% трубопроводов отработали нормативный срок.

Практика эксплуатации, например, сетей холодного и горячего водоснабжения с применением стальных труб свидетельствует об их низкой надежности: необходимость досрочной перекладки трубопроводов (особенно диаметром до 300 мм) возникает уже через 10-15 лет эксплуатации, вместо предусмотренных 20.

Следствием неудовлетворительного технического состояния водопроводных сетей являются растущие потери воды, составляющие в среднем по России 16,7% всей подачи воды в год, а в ряде городов - 30%.

В одном из небольших городков европейской части России вышел из строя водовод из стальных труб диаметром 400 мм и длиной 5 км. При его обследовании только на длине 2,8 км насчитали 25 сквозных отверстий с суммарной потерей воды 20 л/с (72 м3/ч; 1 728 м3/сут.; 630 тыс. м3/год).

Затраты, связанные с потерями воды питьевого качества, электроэнергии, расходуемой на перекачку воды из скважин в грунт и на преодоление возросших гидравлических сопротивлений изношенного трубопровода, связанных с ежедневными ремонтными работами, составили сумму в 361 тыс. долл. США в год. Стоимость же ремонта этого трубопровода не превышает 200 тыс. долл. США (92).

Несмотря на все преимущества еще в 1990 г. доля полимерных труб в общем потреблении труб в стране не превышала 5%, в то время как потребление стальных труб составляло 24 млн. тонн. Уменьшение этой величины почти в 5 раз к 2000 г. связано отнюдь не со взрывообразным развитием производства полимеров, а с общим кризисом постсоветской экономики.

Одновременно с этим в России с 1990 года наблюдается спад нефтехимии на фоне роста соответствующих производств в мире. В целом наблюдается снижение производства полимеров и синтетического каучука. Производство полистирола и синтетических волокон за 10 лет снизилось в три раза. Производство пластмасс на душу населения упало с 8 до 4,6 кг. Для сравнения отметим, что в Европе этот показатель достигает 30 кг. Ежегодно Россия вынуждена закупать до 150 тыс. тонн пластмасс для упаковочной тары и до 200 тыс. тонн полиэфирных волокон.

В 2001 году в России произведено: метанола 2,13 млн.; этилена 1,94 млн.; пропилена 968 тыс.; синтетических смол и пластмасс 2,71 млн.; синтетического каучука 919 тыс.; лакокрасочных материалов 565 тыс. тонн.

При этом динамика выхода трубопроводов из строя просто устрашающая - за 5 лет (1993 - 1998 гг.) протяженность уличных сетей, подлежащих замене, выросла на 47%. По состоянию на 1998 г. только 19 тыс. км из 523 тыс. км (3,6%) трубопроводов выполнены из пластмасс.

По данным статистики, утечки и неучтенные расходы воды в системах водоснабжения составляют в среднем по России 15 - 20% (3 - 4 млрд. м3) всей подачи воды в год, а в ряде городов утечки достигают 40%.

Даже в благополучных скандинавских странах аварийность на металлических трубопроводах превышает аварийность на пластмассовых в 8 — 10 раз. Поэтому в Скандинавии уже к 1997 г. в магистральных и распределительных сетях водоснабжения доля полимерных труб составляла 87% их протяженности, а в канализационных коллекторах и системах водоотвода — 64%.

3. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ НА ИЗНОШЕННЫХ ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМАХ.

Согласно амортизационным нормам расчетный срок эксплуатации стальных трубопроводов в коммунальном хозяйстве не превышает 20 — 25 лет. Из этого следует, что для поддержания стальных трубопроводных систем в данном секторе необходимо ежегодно в плановом порядке перекладывать 4 — 5% от протяженности эксплуатируемых стальных трубопроводов. Магистральные нефтегазопроводы рассчитаны на 33 летний срок эксплуатации, что требует ежегодной перекладки примерно 3% от действующих сетей.

По другим источникам анализ роли тепловой изоляции в решении проблем энергосбережения в строительстве показал, что в настоящее время потери теплоты объектами строительного комплекса России составляют:

• через изолированные поверхности существующих промышленных сооружений, оборудования и трубопроводов — 356 млн. Гкал/год, или 65 млн. т.у.т./год.
• через изоляцию теплопроводов тепловых сетей — 324 млн. Гкал/год, или 59,5 млн. т.у.т./год.

Затраты на отопление жилых, общественных и промышленных зданий, для восполнения потерь через изоляцию ограждающих конструкций, достигают 1340 млн. Гкал/год, или 240 млн. т.у.т. Таким образом, общие потери тепловой энергии объектами строительного комплекса составляют в настоящее время около 2,020 млрд. Гкал/год, или 364,5 млн. т.у.т., т.е. около 20% годового производства первичных топливно-энергетических ресурсов России.

Около 50% объектов коммунального теплоснабжения и инженерных сетей требуют замены, не менее 15% находятся в аварийном состоянии. На каждые 100 км тепловых сетей ежегодно регистрируется в среднем 70 повреждений. Потери в тепловых сетях достигают 30%, а с утечками теплоносителя ежегодно теряется более 0,25 км? вода, 82% общей протяженности тепловых сетей требуют капитального ремонта или полной замены.

По данным Министерства энергетики на теплоснабжение в год расходуется 400 -450 млн. т. у. т. Учитывая, что только на перекачку сетевой воды необходимо около 50 млрд. кВт/ч электроэнергии в год, а также расход электроэнергии на тепловых пунктах и на прямой электрообогрев жилья, можно оценить затраты топлива на теплоснабжение в 450 — 470 млн. т. у. т./год (3 . у. т. на человека).

Это половина потребления топлива в стране. Потребление топлива теплоснабжением равняется всему топливному экспорту страны.

Снижение всего на 20% потребления только газа, составляющего в топливном балансе почти 60%, позволит сократить затраты на топливо на 1 млрд. долларов и увеличить экспортный потенциал страны на 5 млрд. долларов ежегодно.

Объем выработки тепловой энергии в России по сравнению с 1970 г. увеличился в 1,56 раза (с 1345 млн. Гкал/год), а количество потребленного топлива в 1,5 раза — с 280 до 420 млн. т. у. т. (без учета расхода топлива на потребляемую электроэнергию), т. е. уровень энергоэффективности источников тепла практически не изменился, несмотря на двукратное увеличение удельного потребления газа, значительное уменьшение печного и т.п. отопления.

Нормативные годовые тепловые потери на трубопроводах составляют примерно 150 млн. Гкал/год. Увлажнение минераловатной изоляции приводит к четырехкратному увеличению теплопотерь, что соответствует теплопотерям сухой неизолированной трубы. Общие теплопотери через тепловую изоляцию можно принимать в отсутствие более достоверных данных равным 300 млн. Гкал/год. Потери сетевой воды (без расхода на ГВС при открытом водозаборе) составляют около 0,7 м?/Гкал или 1,5 млрд. м?/год, а с учетом потерь в сетях ГВС около 2 млрд. м?, что соответствует тепловым потерям 150 млн. Гкал/год.

Суммарный объем реальной экономии в тепловых сетях и теплопотреблении можно оценить в 850 млн. Гкал/год. В этом случае необходимая выработка тепла составляет 1250 млн. Гкал/год, при расходе топлива 150 кг у. т. /Гкал для производства такого количества тепла понадобится 190 млн. т. у. т., т. е. возможная экономия топлива составляет 230 млн. т. у. т., из них:

• - на источниках тепла 60 млн. т. у. т. — 25%,
• - в тепловых сетях 60 млн. т. у. т. — 25%,
• - в теплопотреблении 110 млн. т. у. т. — 20%.

Цифры однозначно показывают преимущества первоочередного вложения средств в снижение потерь. Нет смысла снижать удельные расходы топлива на выработку тепла, идущего на обогрев земли и атмосферного воздуха.

Приведенные цифры имеют весьма значительную погрешность, так как тепловой баланс страны не ведется много лет.

4. ПОТЕРИ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ.

В материалах заседания президиума Госсовета РФ от 4 июня 2003 г. «Об оздоровлении экологической обстановки в Российской Федерации» в разделе, посвященном проблемам снабжения населения питьевой водой, в частности говорится:

«Крайне медленно внедряются современные технологии, сохраняется высокая изношенность разводящих сетей — до 60%. В 2001 г. 19,5% проб воды, поступающей непосредственно потребителям, не отвечало гигиеническим требованиям по санитарно-химическим показателям (в том числе 15,6% — по органолептическим показателям; 1,5 — 1,8% — по общей минерализации и токсичным веществам); 9,1% — по микробиологическим показателям.

Доля проб воды, не отвечающей гигиеническим требованиям по содержанию тяжелых металлов, составляет во Владимирской области 41,1%, Брянской — 30,8%, Тверской — 26,1%, республике Татарстан — 23,1%, Саха (Якутия) — 16,2%, Удмуртия — 15,4%, Рязанской области — 11,3% (при среднем по стране 4,2%).

Внутренние отложения на металлических трубопроводах представляют собой смесь, состоящую из ржавчины, солей тяжелых металлов, карбонатов и целых колоний различных железобактерий в виде налетов от красно-черного до черно-коричневого цвета. Они живут и размножаются, питаясь окислами железа и элементами, содержащимися в протекающей воде. Изношенность канализационных сетей создает реальные условия для попадания канализационных стоков в питьевую воду.

По данным Московского института гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана, повсеместное нарушение герметичности трубопроводов водоснабжения и канализации весьма негативно сказывается на здоровье населения: практически во всех регионах России это приводит к вспышкам острых кишечных заболеваний, гепатиту и тяжелым желудочным заболеваниям.

Другой негативный момент заключается в огромных материальных потерях, которые из года в год несет Россия вследствие аварийного состояния подземных инженерных коммуникаций. По официальным данным статистики, утечки и неучтенные расходы воды в системах водоснабжения составляют в среднем по России 15% (3,4 млрд. м3) от всей подачи воды в год, а в ряде городов утечки достигают 30%.

По государственным расценкам, 1 м3 воды сегодня стоит 2,5 руб. (менее 10 центов), и, следовательно, потери от утечки в прошлом году составили 8,3 млрд. руб. (около 280 млн. долл. США). Однако по расчетам совокупный ущерб от утечек воды в системе ЖКХ оценивается в 6,5 млрд. долл. США в год. Поэтому один из авторов данной статьи ситуацию, сложившуюся с состоянием подземных трубопроводов, назвал «подземным Чернобылем».

По другим данным, утечки и неучтенный расход воды в системах водоснабжения составляют в среднем по России 15 — 20% (3 — 4 млрд. м3) от всей подачи воды в год, а в ряде городов утечки достигают 40%.

5. ПРОГНОЗ РАЗВИТИЯ ТРУБОПРОВОДЫХ СИСТЕМ ЖКХ и ЭНЕРГЕТИКИ.

В соответствие с планами Правительства РФ за период 2002 — 2010 гг. предполагается модернизировать 155,28 тыс. км коммунальных трубопроводов, в том числе сетей теплоснабжения — 61,98 тыс. км, сетей водоснабжения — 73,6 тыс.км, канализационных сетей — 19,7 тыс. км. Общая сумма затрат оценивается в 510,47 млрд. руб.

ПЛАНЫ ПРАВИТЕЛЬСТВА РФ ПО ЗАМЕНЕ ТРУБОПРОВОДОВ СИСТЕМЫ ЖКХ НА ПЕРИОД 2002 — 2010 гг. (107; 89).

Объем работ, тыс. км	2002	2003	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010	Всего
Сети теплоснабжения	6 800	6 800	6 800	6 800	6 800	6 800	6 800	7 190	7 190	61 980
Сети водоснабжения	7 180	7 180	7 180	7 180	8 832	8 832	8 832	9 192	9 192	73 600
Канализационные сети	1 795	1 795	1 795	1 795	2 364	2 364	2 364	2 714	2 714	19 700
Затраты, млрд. руб.	53,81	53,81	53,81	53,81	57,90	57,90	58,96	60,00	60,47	510,47

Можно рассчитать потребности народного хозяйства в полимерных трубах:

• В системах водоснабжения ЖКХ необходимо немедленно заменить 157 тыс. км сетей и далее заменять не менее 16 тыс. км ежегодно;
• Для приведения в порядок канализации необходимо немедленно заменить около 58 тыс. км труб и далее заменять не менее 3 тыс. км в год;

Таким образом, количество труб, требуемых только для замены изношенных трубопроводов, составляемых 215 тыс. км, для чего потребуется по минимальным оценкам более 1 млн. тонн полиэтиленовых труб.

В настоящее время представляется, что в качестве первоочередной меры следует стремиться к реализации следующей минимальной потребности в трубах (ПЭ):

• d 75-140 мм 290 тыс. т 
• d 160-180 мм 580 тыс. т 
• d 315-500 мм 360 тыс. т 
• d 560 и более 200 тыс. т 

Итого: 1 430 тыс. т (92).

Эти расчеты не учитывают возможные объемы замены труб из традиционных материалов на пластмассовые во внутренних санитарно-технических системах, где протяженность трубопроводов только в существующем жилом фонде России составляет около 3 млн. км. Если к этому прибавить еще мелиоративные системы орошения, то потребность вырастает в 2,5 — 3 раза и может составить 3 — 4 млн. т.

Для выполнения таких планов даже за 10 лет потребуется серьезная государственная программа с большими капитальными вложениями, позволяющая довести производство труб до 500 тыс. т в год, а также развить дополнительное производство трубного ПЭ не менее, чем на 350 тыс. т в год.