Перегрузка

14 августа около 16 часов по местному времени (в Москве была полночь) Восточное побережье США и Канады осталось без электричества. За девять секунд прекратилась подача электроэнергии в такие крупные города, как Нью-Йорк, Детройт, Кливленд, Торонто, Оттава. По сообщениям американских информационных агентств, были заглушены реакторы девяти атомных электростанций, а турбины тепловых переведены в холостой режим, то есть отключены от линий электроснабжения. В результате этой колоссальной аварии огромные и более мелкие города остались без света и водоснабжения, сотни тысяч людей застряли в поездах метро и электричках, прервались банковские транзакции, отключилась телефонная связь, на улицах образовались огромные автомобильные пробки. По оценкам таких экспертов, как бывший министр энергетики США Билл Ричардсон и глава РАО ЕЭС Анатолий Чубайс, это событие можно расценивать как крупнейшую аварию, когда-либо случавшуюся в мировой энергетике. От себя добавим – и как одну из самых крупных техногенных катастроф, сравнимую по материальным и психологическим последствиям, например, с чернобыльской.

Естественно, после случившегося возникает много вопросов. Во-первых, по каким причинам происходят столь масштабные аварии, тем более в самых развитых странах мира? Во-вторых, возможно ли такие аварии предотвратить? В-третьих, насколько устойчива наша, российская энергосистема, то есть насколько мы застрахованы от подобной ситуации? В-четвертых, что будет, если мы в нее все же попадем?

Так совпало, что совсем недавно по просьбе МЧС я написал сценарий серии телепрограмм, в которых моделировались различные чрезвычайные ситуации как раз такого масштаба. В первом же выпуске мы рассказывали о том, что произойдет, если Единая энергосистема России вдруг даст сбой и без света останется Центральный регион, в том числе Москва и Санкт-Петербург. Общую идею такой ЧС дал Сергей Переслегин, известный питерский футуролог, один из организаторов группы «Конструирование будущего», разрабатывающей социальные прогнозы.

– Интересный пример техногенной катастрофы – разрыв энергосистемы, – сказал он мне по телефону. – Если хочешь, я пришлю свои соображения по этому поводу, а ты проконсультируешься с экспертами в РАО ЕЭС или Министерстве энергетики.

Так и поступили. На следующий день я получил письмо по электронной почте с «соображениями»:

«ЕЭС России разделена на несколько крупных объединенных энергосистем (Центральная ЭС, ЭС Урала, Северо-Западная ЭС, Волжская ЭС и др.). Связь между ними и переброска энергии осуществляются через крупные линии электропередачи, которые контролируются узловыми трансформаторными подстанциями. Энергетическая система в целом работает так, чтобы выравнивать потенциалы регионов, производящих избыточную электроэнергию, и потребляющих регионов. Если, допустим, сибирские электростанции вырабатывают избыточную энергию, а в европейской России ее нехватка (например, из-за остановки нескольких станций), то электричество автоматически поступает из Сибири в Центральный регион. Надо сказать, что в последние годы такая необходимость возникает редко, потому что производство электричества в нашей стране намного превышает потребление почти во всех локальных системах. До тех пор, пока российская экономика (скрытая, которая составляет от 60 до 75% ВНП, и явная) находится в состоянии спада или застоя, дисбаланс производства-потребления проявляется только как локальные кризисы тепло- и электроснабжения отдельных регионов, например Дальнего Востока.

Но дело в том, что позитивное развитие экономики России в условиях постперестроечного рынка приводит к нарушению баланса между производством и потреблением электроэнергии. Рано или поздно экономика начнет развиваться. При всех огромных потерях производственных мощностей (на сегодня) видимая экономика довольно быстро выйдет на советский уровень. Теневая экономика будет несколько ослаблена, однако сохранит существование и заметную долю в ВНП (порядка 30%).

Сразу же отметим, что в рамках сегодняшних приоритетов в первую очередь будут вводиться в строй производственные мощности, работающие на конечного потребителя. Напротив, отрасли, требующие крупных капиталовложений с длительным сроком оборота средств, надолго будут ограничены уже существующим советским заделом. Грубо говоря, построить консервный завод гораздо проще и выгоднее, чем гидроэлектростанцию.

Нехватка электроэнергии начнет проявляться уже на третьем-четвертом году поступательного развития экономики. То есть примерно к 2005–2006 году. Государственное регулирование цен на электроэнергию и заниженные тарифы приведут к тому, что у отрасли не хватит средств на обновление основных фондов и ввод в строй новых мощностей. (Государственное инвестирование минимально, а частный инвестор в убыточную отрасль не вкладывает. На сегодня необходимость в инвестициях составляет, по разным оценкам, 30–70 млрд долларов в течение десяти лет, а износ основных фондов – 60–65%.)

В описанных условиях баланс производства-потребления электроэнергии становится все меньше. Центральный регион сейчас обладает запасом мощностей. Но этот регион развивает экономику наиболее быстро и через семь-восемь лет станет остродефицитным по электроэнергии. Появляется риск крупной аварии в этом регионе.

Даже не просто аварии, а глобальной энергетической катастрофы – техногенной катастрофы принципиально нового типа (новое звено в ряду “Титаник”–”Комета”, “Чернобыль”–”Челленджер”). Дальше я позволил себе набросать сценарий такой катастрофы...»

Сценарий, написанный Сергеем Переслегиным, моделировал события, происходящие вечером 31 декабря 2011 года. По его схеме в результате несбалансированного развития экономики и неудачного стечения обстоятельств в этот день от энергоснабжения отключился весь Центральный регион. Чтобы проверить, насколько вероятен подобный ход событий и найти наиболее правдоподобную их версию, я обратился к специалистам из Министерства энергетики и РАО ЕЭС. Специалисты поголовно утверждали, что «погасить Москву невозможно», потому что невозможно сломать сверхнадежный механизм, обеспечивающий страну электричеством.

– А вы попробуйте... – робко настаивал я.

Наконец в одном из кабинетов министерства собрались несколько экспертов с большим стажем практической работы и за свою карьеру повидавших всякое, в том числе и аварийные отключения энергии в целых областях. Эти люди творчески доработали сценарий Переслегина и составили «настоящую модель, которую не стыдно показать». Окончательный сценарий получился «вполне правдоподобным – не дай бог, конечно», как отметил независимый эксперт, начальник департамента РАО ЕЭС Виктор Паули.

Сейчас я могу сказать, что американские события очень похожи на те, которые мы тогда придумали. С той лишь разницей, что у нас одними из главных причин аварии стали мороз и отопление, а у американцев – жара и кондиционеры. Вот этот сценарий.

«Декабрь 2011 года. На фоне общего подъема экономики энергосистема работает при минимальном запасе мощностей. Суровая зима. В Москве морозы доходят до 25–30 градусов.

Вводятся в строй новый алюминиевый завод в Красноярском крае в последнюю неделю года, самый большой аквапарк в Санкт-Петербурге и скоростная железнодорожная магистраль Москва–Хельсинки.

Повышение цен на энергоносители на мировых рынках приводит к тому, что правительство заключает картельное соглашение с нефтедобывающими компаниями. В результате мазут и нефть исчезают на внутреннем рынке. Котельные, работающие на мазуте, экономят топливо и понижают температуру в системе теплоснабжения, что вынуждает потребителя пользоваться бытовыми электрообогревателями. С другой стороны, руководство РАО ЕЭС по необходимости переводит в резерв ряд ТЭС, работающих на мазуте.

Летом того же года правительство решило отпустить внутренние цены на газ в рамках структурной реформы “Газпрома”. РАО ЕЭС вынуждено ограничить производство энергии на станциях, работающих на газе, в том числе и на таких крупных, как Конаковская ГРЭС и Костромская ГРЭС. Костромская ГРЭС кратковременно переведена на мазут в связи с плановым ремонтом газопровода (как сказано выше, с мазутом в стране тоже напряженно, поэтому часть мощностей поставлена в резерв). Готовится соглашение между “Газпромом” и РАО ЕЭС о фиксированных ценах на газ, но это соглашение еще не вступило в действие.

30 декабря происходит аварийная остановка двух реакторов на Смоленской АЭС. Причины неполадок выясняются. Под давлением МАГАТЭ и руководства области все реакторы станции заглушены до выяснения причин.

Наступает 31 декабря. Последний рабочий день года. 16.30 вечера. Предприятия еще потребляют энергию, бытовое потребление уже растет. Максимум нагрузки. В этот момент происходит обрыв нитки газопровода, снабжающего Центральный регион, в том числе Конаковскую ГРЭС и несколько небольших электростанций. Причиной обрыва послужила подвижка почвы.

В результате этих событий в Центральном и Северо-Западном регионах возникает недостаток мощностей, который демпфируют переброской энергии из Волжского региона. Параллельно по инструкции начато отключение части потребителей.

В 16.55 происходит авария на узловой подстанции, перебрасывающей энергию в центр. Частота тока в сети, в норме составляющая 50 Гц, падает на 1,0 Гц. Это означает, что нагрузка на турбины электростанций возрастает, что может привести к их разрушению. На этот случай предусмотрены трансформаторные подстанции, которые автоматически отключают станции от потребителя при опасном падении частоты. В первую очередь аварийно заглушаются реакторы атомных станций, в нашем случае – Сосновоборской и Калининской АЭС. Подстанции отключают потребителей. При попытке сохранить подачу энергии внекатегорийным потребителям и потребителям группы А (метро, непрерывным производствам, больницам и т. д.) частота тока в Центральном регионе падает на 5 Гц. Подстанции автоматически отключаются защитой по аварийному току, подача электроэнергии прекращается.

Персонал ЕЭС локализует аварию, отсекая Центральный регион от остальной ЭС. Но в зону аварии попадает и Северо-Западный регион. Урал и Волжский регион сохранили энергию для внекатегорийных потребителей и непрерывных производств. На большинстве подстанций выключены автоматические предохранители (которые включаются только вручную), на некоторых сгорели трансформаторы. Аварийно остановлены турбины генераторов на многих электростанциях.

По самым оптимистичным оценкам, выведение системы из этого состояния занимает:

– внекатегорийные потребители – метро, связь, больницы, радио- и телецентры – 1–2 часа;

– дальнейшее восстановление по очереди – около суток;

– отдельные последствия ликвидируются неопределенное время».

Примерно так будет выглядеть в России авария, подобная американской. Причем надо иметь в виду, что мы расписывали идеальный сценарий исходя исключительно из объективного стечения обстоятельств. То есть система ломалась как бы сама по себе, а люди, ответственные за ее нормальное функционирование, в критический момент действовали абсолютно правильно. В реальности, конечно, все может происходить совсем не так. Возможно, будут несанкционированные отключения уже просто по факту недостатка топлива, которые запустят механизм сбоя гораздо быстрее. Будут поломки из-за обычной халатности (известен случай, когда на Экибастузской ГРЭС сгорело три блока только из-за того, что рабочий открутил гайку на каком-то трубопроводе высокого давления). И уж обязательно во время развития катастрофы будут звонки от руководителей крупных предприятий и различных властных структур, например из мэрии Москвы, с требованиями во чтобы то ни стало сохранить энергоснабжение. И вполне возможно, что сотрудники, допустим, РАО ЕЭС на центральном пульте или руководители компании будут выполнять эти требования, что может привести просто к поломке турбин электростанций.

В таком случае восстановление системы займет уже не один день. Кстати, очень похоже, что 14 августа в США человеческий фактор имел место: энергетика отключилась слишком уж быстро и практически без сопротивления. Те причины, которые называет сейчас администрация, – пожар на одной электростанции или удар молнии в другую – не могли загнать систему в такое состояние. Проектный запас прочности такого не позволяет.

Понятно, что само по себе отключение электричества катастрофой не является. Катастрофичны последствия. Сейчас, на момент написания этого текста, еще нет информации из США о числе погибших, остановленных производствах и материальном ущербе. Думается, прямых жертв в результате пожаров, автомобильных аварий, отказов медицинского оборудования, невозможности вызвать скорую помощь по телефону и невозможности этой помощи проехать по забитым машинами улицам будет несколько сотен человек – в том случае, если ничего не случится на особо опасных производствах типа химических (сейчас на этот счет нет никакой информации).

Разумеется, в официальную статистику войдет минимальное количество жертв. Если кому-то покажется, что я слишком драматизирую, то приведу один пример. Я жил в Чикаго во время небывало жаркого лета 1995 года. Два месяца дневная температура держалась в районе сорока градусов, тем не менее город жил нормальной жизнью, люди ходили на работу, по вечерам – в бары, и я не помню, чтобы хоть кто-то из моих знакомых пожаловался на недомогание. А потом власти города в официальном заявлении сообщили число погибших в результате жары – более 500 человек. Статистика смертности подскочила.

Естественно, что существуют специальные службы безопасности, призванные спасать людей во время катастрофы. У них написаны инструкции на все случаи жизни – от того, как выводить людей из метро, и до того, каким образом разворачивать пункты оказания медицинской помощи в каждом районе. Но опять же – в этих службах работают обычные люди, допускающие ошибки и злостно нарушающие инструкции. Например, когда после теракта 11 сентября американцы решили проверить состояние резервных дизель-генераторов в больницах, то выяснилось, что большая их часть находится в нерабочем состоянии. То же самое показала проверка генераторов в московских больницах, проводившаяся пару лет назад: половина из них была разобрана, а у другая половина стояла без топлива. Инструкции, сами понимаете, такого не предусматривают.

С другой стороны, инструкции на все случаи написать невозможно. Например, когда я принес составленный энергетиками «новогодний» сценарий в МЧС, то выяснилось, что там такую ситуацию вообще никогда не рассматривали. Соответственно, никаких планов по ее ликвидации не существовало. Когда же мы анализировали последствия с экспертами МЧС, среди которых был замминистра Михаил Фалеев, то сошлись на том, что число погибших может достичь 3–5 тысяч человек, а ущерб составит десятки миллиардов долларов. Опять же при условии, что уж совсем серьезных аварий – типа взрывов на азотных производствах – не случится.

Конечно, наша энергетика более защищена, чем американская. Подтверждение – в нашей истории не было таких серьезных аварий, как в США, где нечто подобное происходит не в первый раз. Достаточно вспомнить, к примеру, «ночь ужаса» в Нью-Йорке 1977 года, когда город остался без света на сутки. Причина устойчивости российской системы в том, что она действительно единая в отличие от раздробленной системы США. У нас дефицит энергии автоматически восполняется за счет ее подачи из других регионов (неприятности с электричеством на Дальнем Востоке происходят как раз из-за того, что в советские времена не успели достроить дополнительные линии передачи из Сибири, а своих мощностей там недостаточно). Такие сложные и защищенные системы действительно ломаются исключительно редко. Но если уж ломаются, то самым основательным образом. «Это может показаться вам неправдоподобным, – говорит Сергей Переслегин. – Вы будете точно знать, что такое развитие событий невозможно и, главное, предусмотрено ответственными людьми еще на стадии проектирования. Но вспомните три классических примера неожиданной катастрофы: “Титаник” – безусловно непотопляемый корабль, Чернобыльская АЭС – самая безопасная и безотказная, Советский Союз – самое инертное и стабильное государство в мире. Катастрофы принципиально нового типа всегда сначала кажутся неправдоподобными и невозможными. Особенно же – профессионалам».