Энергетика и промышленность России - избранные материалы.
ВЫПУСК 159.

Будущее железных дорог – за паровозами?

На адрес редакции поступила статья социолога из Алтайского края Виктора Константиновича Борина, посвященная некоторым перспективам социально-экономического развития России. Материал объемный и условно состоит из двух частей, тематика которых достаточно необычна. В первой части автор предлагает в качестве повсеместного транспортного средства XXI века использовать… паровозы и турбовозы, давно ушедшие в историю технического прогресса и встречающиеся разве что в музеях. Признаться, такое решение транспортной проблемы ставит в тупик: мы привыкли считать, что будущее наших дорог – высокоскоростные железнодорожные магистрали и автобаны.

Однако так ли уж это решение нелепо? Железнодорожный транспорт был и остается самым мощным средством грузо- и пассажироперевозок. Однако далеко не всегда и не везде можно использовать современные тепловозы и электровозы, требующие огромных денежных и энергетических затрат. О том, почему, казалось бы, устаревшие транспортные средства могут быть предпочтительнее (мало того – выгоднее!) современных – и идет речь в публикации.

Вторая часть материала, в которой рассказывается о производстве дизельного топлива на основе продуктов растительного и животного происхождения, будет опубликована в следующем номере газеты.

Результатом экономических реформ в современной России стал постоянный рост цен на энергоносители, железнодорожные и автомобильные перевозки и т.д., что увеличивает инфляцию, сдерживает развитие экономики страны и рост благосостояния ее населения.

Железнодорожный и автомобильный транспорт – важнейшие отрасли народного хозяйства России. На их долю приходится свыше 80% всех грузовых и пассажирских перевозок в стране. Именно они являются «артериями» экономики, обеспечивают производственные связи между предприятиями и доставку населению предметов потребления. Поэтому стоимость перевозок данными видами транспорта входит составной частью в общую стоимость грузов и пассажирских поездок. Но уже сегодня на железнодорожном транспорте стоимость всего перевозимого груза (особенно на дальнее расстояние) увеличивается до 50-60%, что делает услуги железнодорожного транспорта все более невыгодными потребителям и снижает грузопассажирский оборот и прибыль. В меньшей степени это происходит и с автомобильным транспортом. В тоже время эти два вида транспорта - крупные потребители электроэнергии, бензина, дизельного топлива (солярки) и моторного масла.

С другой стороны, удорожание электроэнергии и нефте­продуктов обуславливается рядом объективных и субъективных причин. В электроэнергетике страны большие средства идут на топливо для электростанций, их содержание и ремонт, в т.ч. - ремонт систем электропередач, оплату потерь электроэнергии (13% и более) при транспортировке и др. В части регионов России растет дефицит электроэнергии. Запасы сырья нефти для получения ГСМ уменьшаются, а ее добыча, особенно на Севере, все более дорожает. Много нефти (более 2/3) идет за границу на экспорт. Эти объективные причины, наряду с субъективными (экономическая политика государства, направленная на сырьевой сценарий развития; стяжательские амбиции олигархов некомпетентность и консерватизм мышления руководителей разного уровня и др.) обуславливают рост цен на энергоносители и, соответственно, на все остальное в современной России.



Как перевести транспорт на дешевое топливо?

Возможен ли выход из данного положения? Да, возможен. Одним из главных направлений здесь будет перевод железнодорожного и автомобильного транспорта на более дешевое топливо и как следствие - удешевление стоимости всех транспортных перевозок и соответствующее удешевление стоимости перевозимых грузов и пассажирских поездок.

Какие же конкретные резервы существуют в этом направлении? По нашему мнению, на железнодорожном транспорте, включая федеральные, региональные, промышленные и местные железные дороги, реальную возможность экономии дадут современные мощные турбовозы с газовой и паровой турбиной и новые паровозы 21-го века. Проекты таких машин существуют, но в России они не строятся. Сегодня в стратегическом резерве страны имеется около тысячи старых паровозов, постройки 1950-х годов, которые не используются в народном хозяйстве, а срок их годности (50 лет) уже истекает. Однако и старые паровозы при минимальной их модернизации могли бы еще поработать в промышленности угольных регионов - таких, как Кузбасс, - для перевозки угля, кокса, железной руды т.д. Это снизило бы стоимость перевозок и экономило бы электроэнергию, дизельное топливо, а также денежные средства на их оплату.

Но этого не происходит, и старые паровозы десятилетиями стоят в резерве и постепенно ржавеют. К сожалению, сегодня у многих людей существует закоснелый стереотип мышления об устарелости паровоза. На самом деле технические возможности этой машины еще не исчерпаны, и особенно в России.

Существует ряд технических, экономических, топливно-энергетических, организационных и других резервов для возрождения турбопаровозо­строения в нашей стране на современной научно-технической основе. Остановимся лишь на объективной части этих возможностей.



Паровоз мощнее тепловоза?

Главный недостаток старого паровоза - низкий (до 10%) КПД и более низкая мощность, чем у электровоза и тепловоза. Сегодня этот недостаток можно преодолеть установкой на эту машину газовой или паровой турбины, т.е. получить турбовозы с КПД от 20 до 80%. Известно, что газовые и паровые турбины широко применяются в технике, но до нашего железнодорожного транспорта они еще не дошли. Однако в США уже давно работают мощные газотурбовозы на грузовых перевозках по неэлектрифицированным железным дорогам. Появление в России турбовозов приведет к большим изменениям на железнодорожном транспорте. Эти машины нового поколения будут мощнее современных электровозов и тепловозов, и они могут быть использованы на федеральных, региональных и промышленных железных дорогах - особенно при добыче полезных ископаемых: угля, руды, нефти, газа и др. Они могут также работать на оборону страны в качестве локомотивов для ракетных поездов и современных бронепоездов, в т.ч. на специальной широкой колее, в роли «сухопутных эсминцев и крейсеров на колесах» с полимерной броней и современным вооружением.

Вместе с тем не всегда и не везде необходимы такие мощные локомотивы. Поэтому «второе дыхание» получит обычный паровоз. Естественно, что новый паровоз будет иным по форме и содержанию, так как технические возможности для этого сегодня выше, чем раньше. К примеру, КПД паровых котлов старых паровозов едва достигал 60%, сегодня же он может достигать 85% и, возможно, больше. Соответственно, общий КПД и мощность нового паровоза будут выше. Старый паровоз давал большой выброс в атмосферу дыма, пара, вредных продуктов сгорания. Сегодня уровень науки и техники позволяет сократить эти выбросы в сотни раз и сделать современный паровоз более безвредным для окружающей среды.

Старый паровоз имел ограниченный ходовой ресурс без дозаправки топливом и водой (в среднем до 150 км) и почти полное отсутствие механизации труда локомотивных бригад. Однако в США еще в 1984 году проводились испытания двух экспериментальных паровозов с современным оборудованием. В результате ходовой ресурс каждого из них составил по 800 км без дозаправки углем и 1800 км без дозаправки водой. На этих паровозах была полностью автоматизирована загрузка топлива, выгрузка золы и шлака, подача воды и т.д., а управление технологическими процессами на самих машинах осуществлялось с помощью микропроцессоров и другой электроники. В свое время скорость старых грузовых паровозов уже достигала 100 км в час, а пассажирских, особенно курьерских типа П36, могла достигать 150-180 км в час. Поэтому новые машины не будут в скорости уступать старым, а, наоборот, превзойдут их благодаря своей возросшей мощности. Именно такие машины и турбовозы могут сделать настоящий прорыв в железнодорожном транспорте и экономике страны.



Локомотивы будущего

Основные типы локомотивов, строительство которых может быть необходимо в будущем:
1-й тип. Большие магистральные турбовозы и паровозы в грузовом и пассажирском вариантах для федеральных, региональных и промышленных железных дорог, в т.ч. на широкой колее для внутренних и международных грузопассажирских перевозок.
2-й тип. Маневровые, среднего класса, машины для работы на железнодорожных станциях, промышленных железных дорогах и предприятиях, лесозаготовках и т.д.
3-й тип. Современные мини-паровозы - по размерам подобные первым паровозам в России, для работы на промышленных и местных железных дорогах, а в будущем – и на сельских железных дорогах.

Все эти типы новых локомотивов найдут широкое применение во многих регионах России, но особенно в районах Севера, Сибири и Дальнего Востока. Это связано с тем, что новый паровоз и турбовоз могут быть «полиглотами» и работать на нескольких видах дешевого и «многочисленного» топлива. Так, уголь - главное топливо для этих локомотивов - имеется во многих регионах страны. В другие регионы его можно возить составами на турбовозах или новых паровозах, работающих на этом же угле. Одновременно данные машины могли бы участвовать в добыче своего топлива на угольных разрезах, что снизит его стоимость. Надо учитывать, что Россия обладает огромными запасами угля, которого хватит на 200-300 лет, - и это позволяет говорить о длительной перспективе использования новых машин. Кроме того, топливом для них могут служить сырая нефть, газ, древесные отходы и мазут, использование которых даст реальное снижение стоимости перевозок, особенно в местах их добычи или переработки.

На местных, промышленных и возможных сельских железных дорогах топливом для паровозов будет торф и даже камыш, сено, солома в брикетах.

В будущем появятся и другие виды топлива для турбовозов и паровозов, причем в каждом регионе это могут быть местные виды.

Применение в качестве топлива дешевых первичных энергоносителей делает турбовозы и новые паровозы более экономичными, чем тепловозы и электровозы, которые сегодня работают на вторичных энергоносителях, т.е. электроэнергии и дизельном топливе. Последние требуют значительных затрат на их получение и транспортировку.

Вследствие этого еще в советские времена старый паровоз был в 2-3 раза экономичнее электровоза, уступая ему в мощности. Следовательно, использование новых локомотивов в целом повысит экономичность железнодорожных перевозок и одновременно снизит стоимость всего перевозимого груза и пассажирских поездок. В то же время в больших масштабах будет экономиться электроэнергия и дизельное топливо.

Новые локомотивы на железных дорогах страны вызовут техническое перевооружение и изменение состава локомотивного парка. Количество электровозов и тепловозов можно уменьшить до необходимого числа при одновременном увеличении количества новых локомотивов. При этом каждый регион России сможет выбирать те локомотивы, которые наиболее выгодны для него, в зависимости от наличия в регионе того или иного вида топлива.

Это, с одной стороны, потребует изменений в способах эксплуатации локомотивов и в системах подготовки кадров, создания ремонтных и снабженческих баз, открытия пунктов заправки топливом и водой и т.д.

Но, с другой стороны, появление новых локомотивов позволит развить сеть железных дорог страны. В Сибири и на Дальнем Востоке возможна прокладка путей без их электрификации по всем направлениям, как с запада на восток, так и с севера на юг (т. е. создание железнодорожной решетки) - для освоения природных ресурсов этих регионов. Появляется возможность расширить сеть региональных, промышленных, местных и сельских железных дорог в других регионах России.

Исторический опыт показывает, что восстановление народного хозяйства страны после двух мировых войн начиналось именно с железнодорожного транспорта. И в новом веке строительство мощных локомотивов, работающих на недорогом топливе и удешевляющих железнодорожные перевозки, даст возможность превратить железнодорожный транспорт из тормоза развития экономики в ее «живые артерии». Одновременно этот процесс будет способствовать увеличению грузопассажирского оборота и прибыли железнодорожного транспорта, что стимулирует его дальнейшее развитие.



Новые виды паровых машин – как решение проблемы энергосбережения

Решение данной экономической задачи вызовет изменения в топливно-энергетическом комплексе страны. Так, с появлением множества новых локомотивов уменьшится дефицит электроэнергии в регионах. Например, в Кузбассе железнодорожная энергосистема станет просто ненужной. При этом она может быть модернизирована для транспортировки электроэнергии в регионе.

Подобным образом в будущем можно использовать железнодорожную энергосистему Транссиба для транспортировки более дешевой электроэнергии с востока на запад страны. Уменьшится нагрузка на значительную часть электростанций, что даст возможность проводить более быстрыми темпами модернизацию их оборудования.

Кроме того, использование новых локомотивов, удешевляющих перевозку угля и торфа, позволит увеличить долю электроэнергии тепловых электростанций (ТЭС) - как это происходит, например, в США.

В итоге будет экономиться электроэнергия, уменьшатся ее потери, - следовательно, снизятся затраты на топливо, а также на производство и транспортировку энергии, что приведет к снижению цен на электроэнергию в регионах. Часть электроэнергии, использующуюся на железных дорогах, можно будет перераспределить в энергодефицитные отрасли производства.

Изменения будут происходить и в нефтегазовом комплексе России. Использование сырой нефти и газа как топлива для новых локомотивов в местах добычи и переработки этих природных ресурсов снизит стоимость железнодорожных перевозок и сделает значительно рентабельнее разработку части месторождений нефти и газа. Снизятся затраты на строительство и эксплуатацию нефтегазопроводов, уменьшится экологическая опасность, связанная с транспортировкой полезных ископаемых.

В угольной промышленности массовое применение новых локомотивов - в.т.ч. на более широкой колее - значительно увеличит долю дешевого угля, добываемого открытым способом на разрезах, по сравнению с подземным способом добычи на шахтах. С увеличением доли транспортировки угля и породы железнодорожным транспортом и уменьшением доли их транспортировки автотранспортом изменится технология добычи угля. Заправка локомотивов топливом (углем) и водой может производиться на месте, что значительно сократит текущие расходы.

Так, на сегодняшний день в Кузбассе 50-60% себестоимости угля, добываемого на разрезах, составляют расходы на дизельное топливо и электричество для дизель-электровозов и автотранспорта. С использованием новых локомотивов и изменением технологии добычи в относительно короткое время себестоимость тонны угля снизится почти в 2 раза, а за длительное время уменьшится в несколько раз. При переводе автотранспорта на синтетическое топливо, получаемое из того же угля, она снизится еще больше.

Известно, что уголь для России - это «хлеб» промышленности. Его удешевление будет стимулировать развитие не только теплоэнергетики, но и металлургической, химической и других отраслей промышленности.

Использование новых локомотивов придает «второе дыхание» БАМу, где имеются значительные запасы угля, а в будущем позволит приступить к освоению больших запасов угля в районе Подкаменной Тунгуски. Массовое производство синтетических ГСМ из угля можно увеличить, перерабатывая в автономных мини-заводах шлам (угольную пыль) на местах - т.е. в забоях, на отвалах и обогатительных фабриках.

Помимо снижения стоимости добычи природных ископаемых, это будет способствовать и развитию восточных регионов России.



Что дает переход на новое топливо другим отраслям промышленности?

Переработка древесины, включая кустарники, на синтетический ГСМ и развитие сети железных дорог в лесных регионах России с использованием новых локомотивов вызовет изменения в структуре и технологиях лесопромышленного комплекса страны. Увеличится доля переработки неделовой древесины (отходов заготовки и переработки леса, кустарников и т.д.) на синтетический ГСМ. Применение автономных стационарных или передвижных мини-заводов для переработки древесины на местах ее заготовки или вблизи от них снизит транспортные расходы и стоимость полученных пиломатериалов, щепы, синтетического бензина и т.д.

Строительство лесных железных дорог долговременного характера и использование на них паровозов, работающих на неделовой древесине (дровах, сучьях, щепе и др.), снизит долю использования автотранспорта, упростит и удешевит транспортировку древесины, продуктов ее переработки - и, соответственно, снизит их стоимость.

Строительство железных дорог в сельской местности и использование на них новых паровозов, грузо-пассажирских «трамваев», работающих на местном топливе, обеспечит устойчивую, многолетнюю, всепогодную и дешевую транспортную связь в сельских районах России - особенно удаленных от больших городов и транспортных магистралей. Вследствие этого уменьшится доля использования автотранспорта, снизятся расходы на его приобретение, его содержание и горюче-смазочные материалы, а также - расходы на строительство и содержание сельских автомобильных дорог. Использование железнодорожного транспорта на селе приведет к сокращению стоимости грузовых и пассажирских перевозок, развитию переработки сельхозпродукции на местах. Это будет стимулировать рост сельского производства, повышать уровень жизни сельского населения и т.д.
В торфодобывающей промышленности увеличится доля переработки торфа на синтетическое моторное топливо, а строительство железных дорог и использование на них паровозов, работающих на торфе или торфе с добавками угля или древесины, снизит стоимость его транспортировки к теплоэлектростанциям и местам переработки. Следовательно, стоимость самого торфа, продуктов его переработки, электроэнергии, тепла и т.д. также уменьшится. Это даст возможность рациональнее использовать данный вид топлива и тем самым развить торфодобычу и торфопереработку.

Применение новых турбовозов и паровозов в горно-металлургической промышленности при добыче и транспортировке сырья на предприятия, а также на территории этих предприятий (комбинатов и заводов) снизит стоимость металла и изделий из него.

Указанные факторы вызовут изменения и в других отраслях экономики, будут способствовать объективному снижению цен в них.

Перевод железнодорожного транспорта на дешевое топливо приведет к структурной перестройке в топливно-энергетическом комплексе России, а затем и в других отраслях народного хозяйства. Изменится структура российской экономики, ориентированной сегодня преимущественно на нефтегазовую отрасль.

В. К. БОРИН

Газотурбовоз - локомотив с газотурбинным двигателем (ГТД).

Первый газотурбовоз был построен швейцарской фирмой Броун Бовери в 1941 году.

В СССР работы над созданием газотурбовоза начались в 1954 году. В 1959-м на Коломенском заводе был построен единственный экземпляр «Г-1» (3500 л. с., с электрической передачей). Недостатком созданной модели был большой расход топлива. Затем там же были построены два пассажирских газотурбовоза ГП-1. В 1970-х проекты по созданию газотурбовозов были прекращены.

Преимуществом газотурбинных двигателей является возможность развивать большую мощность при относительно небольших размерах.

Кроме газотурбовозов, создавался моторвагонный подвижной состав с газовыми турбинами (турбопоезда и турбомотрисы) для скоростных пассажирских перевозок.