Нефть:  трубы или цистерны?

Одной из декларированных целей сооружения спрямляющего участка Транссиба севернее Байкала была возможность увеличения транзита различных грузов, включая нефть и нефтепродукты. Цистерны по рельсам – это не только альтернатива нефтепроводам, но и их дополнение, поскольку рельсовый транспорт, в отличие от трубопроводного, универсальный и многоцелевой. Исследования энергетиков по топливно-энергетическому балансу показали, что в некоторых условиях перевозка сырой нефти по БАМу может быть экономичнее, чем перекачка по транзитным нефтепроводам. Помнится, специально для магистрали была изготовлена головная партия восьмиосных цистерн повышенной вместимости. Взгляд из настоящего времени показывает, что сооружение нефтепровода «Восточная Сибирь – Тихий океан» нисколько не исключает использование БАМа для этих же целей, повышая надёжность и экономичность системы нефтеснабжения в условиях нарастающего экспорта углеводородов при интеграции России в топливно-энергетическое пространство Азии. При определённых условиях и дальний транспорт питьевой воды в специальных цистернах предпочтительнее трубопроводного (сохраняется качество воды), а экспорт воды как возобновляемого природного ресурса в перспективе представляется  явно вероятным.

Провода впереди рельсов

Учёными СЭИ совместно с проектными институтами Сибирского и Дальневосточного отделений  Энергосетьпроекта Минэнерго СССР была предложена схема внешнего электроснабжения зоны БАМа. Западная часть зоны присоединена к Объединённой энергосистеме Сибири одноцепной линией электропередачи 110 кВ в габаритах 220 кВ с перспективой её усиления ЛЭП 500 кВ Усть-Илимская ГЭС –  Усть-Кут – Нижнеангарск – Таксимо – Хани – Тында, восточная часть присоединена несколькими меридиальными ЛЭП 110 кВ к ОЭС Востока. Сооружение ЛЭП 110 кВ до станции Таксимо и затем до Бодайбо существенно улучшило электроснабжение Мамско-Бодайбинского района. Таким образом, рельсы БАМа дали толчок развитию электросетей Восточной Сибири, без чего невозможно освоение и развитие этого региона, которое декларируется как одна из актуальных и стратегических задач.

Работы по сооружению ЛЭП велись иркутским трестом «Востоксибэлектросетьстрой» столь интенсивно, что опоры с электропроводами шагали  далеко впереди рельсов. В начале весны 1980 года нашему экспедиционному отряду удалось увидеть, как работает коллектив управления этого треста в Северобайкальске. Весенняя снежная лавина снесла опору линии электропередачи на спуске с Байкальского хребта к озеру. Без энергии оказались бамовские посёлки в полосе строительства длиной километров сто. Монтажники восстановили линию примерно за сутки – и ведь это не в городе, а в условиях горной местности! Основное время ушло на то, чтобы собрать коллектив ремонтников, которых тут же отправили монтажным автопоездом со строительной техникой, инструментами и материалами. Когда поезд прибыл на место, пока убирали остатки разрушенной опоры и готовили основание для новой, вертолёт принёс сначала нижнюю, а когда её установили – верхнюю часть новой башни. Смонтировали, натянули провода – в посёлках зажёгся свет, стройка снова закипела.

ЛЭП вдоль западного участка БАМа несколько лет служила полигоном для натурных исследований СЭИ. При проектировании линии предполагался  быстрый ввод магистрали в эксплуатацию, что оказалось невозможным из-за уникальной трудности сооружения Северомуйского тоннеля. Хозяйственное освоение полосы магистрали тоже затормозилось. Таким образом, высоковольтная линия длиной до конечных потребителей больше 500 километров работала при ничтожной загрузке. При такой уникальной ситуации в линии наблюдались интересные для науки явления.

Это – история. Недавно принято решение о достраивании БАМа: востребованность этого четырёхтысячекилометрового дублирующего участка Транссиба возросла и в видимой перспективе продолжит нарастать. Эта линия стала осью создаваемой сети путей сообщения на востоке страны, наращиваемой меридиальными линиями на север, что соответствует стратегической задаче освоения Арктики.  

Вопросы  электроснабжения зоны БАМа находили отражение во всех исследованиях СЭИ, связанных с развитием электроэнергетики Сибири и Дальнего Востока.  Так, упомянутая ЛЭП 500 кВ в транспортном коридоре БАМа обеспечивает условия для объединения энергетических систем Сибири и Дальнего Востока по северному направлению. Эхо БАМа слышится и на юге за Байкалом. Усиление магистральной линии электропередачи вверх по Баргузинской долине в Бурятии рассматривается с перспективой выхода этой линии к Уояну на БАМ и реставрации участка автодороги Тазы – Уоян, сооружённого строителями железной дороги для кратчайшей доставки грузов в конец западного участка БАМа, где возводился Северомуйский тоннель. Линия электропередачи и автодорога здесь равно стратегически важны: они замкнут, соответственно, электрическое и транспортное кольца вокруг Байкала, повысив общую коммуникационную надёжность  решений по развитию Забайкалья и Дальнего Востока.

Исследования СЭИ показали эффективность сооружения Мокской ГЭС и её контррегулятора – Ивановской ГЭС на Витиме с учётом перспектив развития электроснабжения восточной части зоны БАМа.

Пешком по тропе

Работы велись в крайне сложных условиях:
в 1977 году строители даже изобрели специальный бамовский костюм

Первая экспедиция энергетиков на БАМ состоялась летом 1975 года, когда на западном участке будущей магистрали строительно-монтажные поезда начали движение навстречу друг другу. Целью экспедиции было получение общего представления о полосе сооружаемой дороги в плане возможного потребления электрической и тепловой энергии и источников энергоснабжения, условий сооружения энергетических коммуникаций, возможностей использования местных возобновляемых природных энергоресурсов.

Наши работы начались с мыса Котельниковского, где расположен издавна используемый местным населением и приезжими горячий источник. Там представлялось перспективным создание курорта-санатория для строителей магистрали и жителей будущих прижелезнодорожных населённых пунктов, включая Северобайкальск – «столицу» западного  участка БАМа. В этом городе предполагалось создание промышленного узла, где кроме предприятий по обслуживанию железной дороги должно было появиться и крупное авиапредприятие.

От мыса Котельниковского мы вы-шли к главной вершине Байкальского хребта, горе Черского, чтобы получить общее и количественное представление о динамике стока тамошних рек как источника энергии. 21 июля в истоках Куркулы в цирке-каре под северной стеной горы мы обнаружили ледник, а во время следующей экспедиции в августе 1976 года в том районе были замечены разрушительные следы начавшегося селевого процесса. Эти и другие результаты попутных наблюдений, будучи описанными и опубликованными, вызвали интерес специалистов. Особенно это относится к водно-каменным селям: наличие и возможность их развития на Байкальском хребте были дотоле неизвестными, а действие этих потоков может быть сокрушительным для инженерных сооружений при их неудачном размещении или отсутствии защиты.

Далее мы переместились на площадку строительства Северобайкальска. Тогда там был посёлок Новогодний. В начале длинного ряда палаток висела табличка «Невский проспект» – этот объект строили посланцы из Ленин-града. К слову, каждый бамовский посёлок и прилегающий участок магистрали сооружались коллективами из разных городов и республик СССР: Звёздный  строили армяне, Нию – грузины и ставропольцы, Улькан – украинцы и азербайджанцы, Кунерму – дагестанцы, осетины, чеченцы и ингуши,  а «столицу» БАМа Тынду возводила столица СССР Москва.

От берега Байкала наш отряд направился на запад – к Усть-Куту,  где в Лену упиралась действовавшая железная дорога и откуда шло встречное движение строителей. От Кунермы до Улькана мы добирались по старой, капитальной конной тропе-зимнику, использовавшейся как кратчайший товарный путь сообщения между севером Байкала и верховьями Лены. 

Вдоль тропы были размещены базы десантов изыскателей, которые били шурфы, ставили пикеты-вешки для будущей трассы. Осматривая шурфы, мы получали представление о характере и глубине промерзания местных грунтов, на которых предстояло ставить опоры линий электропередачи, сооружать линии тепловых сетей и водоводы. Контактируя с приезжими десантниками, мы отвечали на вопросы ребят, которые сибирской зимы пока не вкусили, Байкал ещё не видели и к нему двигались, основные бои ведя с кровососущими насекомыми. В качестве хоть какой-то защиты от беспощадной мошки и комаров использовался дёготь, который обжигал кожу. Если сетчатый накомарник с проволочным обручем-каркасом, защищавший голову, хоть как-то вентилировался, то тело под плотной одеждой перегревалось, а сетчатая одежда, примыкавшая к коже, проникновению насекомых не препятствовала. В 1977 году был изобретён бамовский костюм: нательная рубашка из крупной и толстой сетки и верхняя из сетки тонкой и мелкой. Такая двухслойная «кольчуга» худо-бедно вентилировалась, мелкая сетка не пропускала мошку, а комар, просунув хоботок через верхнюю сетку, до тела им не доставал. Верхняя рубашка пропитывалась каким-то долгостойким репеллентом. Но понятно, что при тяжёлой работе в жару и в такой одежде было не особенно комфортно. 

В 1977 и 1980 годах мы проехали от Усть-Кута до Байкала и дальше до Уояна на экспедиционном ГАЗ-66. Мы видели, с какой фантастической скоростью сооружалась дорога – полотно для рельсов, посёлки на местах будущих станций, энергетические коммуникации. 

Результаты, уроки и выводы

Населённые пункты, возникшие при строительстве БАМа, требовали теплоснабжения и электроэнергии

Кроме экспедиций в полосе западного участка БАМа, наш объект постоянных многолетних наблюдений – Тында. Это был старый придорожный посёлок на Амуро-Якутской автомагистрали – знаменитом Аяме, тогда единственном наземном пути из обжитой полосы Транссиба на север с ответвлениями в Якутске на восток, через золотоносную Колыму до Магадана и на запад в алмазную провинцию. Железнодорожным радиусом Тында была связана с Транссибом, так что естественным образом стала центром строительства восточного участка БАМа и столицей магистрали, уже в 1995 году она получила статус города. В наших наблюдениях Тында служила демонстрационным объектом как пример спонтанного, беспланового строительства населённых пунктов в «плановом» государстве. Для скорейшего ввода «титульных» промышленных объектов коммунально-бытовая сфера создавалась по «временной схеме» – это термин официальный, из многотомных строительных норм и правил. При этом предполагалось, что достаточно скоро всё будет перестроено, как следовало быть. Увы, ничто так не постоянно, как временное.

Среди результатов изучения ситуации с теплоснабжением посёлков БАМа можно отметить разработку методов расчёта теплообмена подземных трубопроводов с мёрзлыми грунтами. Выполнение соответствующих расчётов на математических моделях в сочетании с наблюдениями на опытном полигоне СибВНИПИэнергопрома и действующих объектах западного участка БАМа позволили специалистам Тындинского филиала СКТБ ГлавБАМстроя дать общую экспертную оценку решениям, предлагаемым разными специалистами и организациями применительно к объектам БАМа, в том числе для трубопроводов  тепло– и водоснабжения. В отзывах и актах принятия к использованию результатов этих исследований отмечается, что в них специально рассмотрены вопросы надёжности и защиты окружающей среды, а экономия капиталовложений, в частности от рационального выбора решений для подземных теплопроводов, может составить до 0,3 млн рублей на километр трассы (по акту 1977 года).

На базе критической оценки  схемы спонтанного развития теплоснабжения Тынды, где дымовые выбросы более чем трёх десятков угольных котельных создали сверхнормативное загрязнение атмосферы города золой, окислами серы и азота, был предложен реальный путь очистки атмосферы при одновременном существенном повышении качества и экономичности теплоснабжения. В акте внедрения от СКТБ  ГлавБАМстроя 1983 года сказано, что реализация предложенной схемы за счёт снижения расчётных затрат на 5-6 млн рублей в год позволит окупить капиталовложения в новые котельные и тепловые сети в течение 3-4 лет и при этом ежегодный предупреждённый ущерб окружающей среде оценивался в 2-3 млн рублей (прежде всего по здравоохранению). Результаты этих исследований по обоснованию централизации теплоснабжения  двух десятков городов Сибири, малых и больших, старых и новых, детально конкретизированные для полосы хозяйственного освоения БАМа, были доложены в 1985 году на заседании Совета по комплексным проблемам энергетики АН СССР по предложению его председателя академика Л.А. Мелентьева. Встречены они были с интересом, дали конкретное представление о ситуации. Помнится, как шорох пошёл среди столичных учёных-энергетиков при демонстрации одного красивого слайда. Как упоминалось выше, Тынду строила Москва. Блоки для отличных, предназначенных для северных условий жилых девятиэтажек (многослойные стены, утеплённые лоджии, тройные стеклопакеты) везли из столицы в готовом виде. На слайде в центре каре из этих «поляров» стояла угольная отопительная котельная, тёмно-серый дым из её трубы высотой ниже домов полоскал по их белоснежным стенам и лоджиям. Стены котельной сложены из светлого кирпича, а на стене красным кирпичом выложена надпись «Москва – БАМу!». Такая информация, собранная в экспедициях: ручные угольные топки в поселковых котельных, горы шлака и золы рядом, свёрнутая снегом электрическая опора, лес двухметровых пней от спиленных по глубокому снегу деревьев, ошибочно пробитая широкая просека вверх-вниз по холмам – явно повышала убедительность цифр, графиков и диаграмм, подкрепляла «фундаментальную теорию». 

Прикладные исследования энергетиков, связанные с БАМом, имели и теоретический выход. Выше упоминались наблюдения – «пассивный эксперимент» – на незагруженной высоковольтной линии электропередачи, обгонявшей рельсы. Там, в частности, оценены количественные закономерности появления в ЛЭП «высших гармоник», снижающих эффективность передачи электроэнергии, разработаны и опробованы методы  предотвращения этого физического эффекта.

За участие в исследованиях по гидрологии, выбору решений об энергоснабжении и сооружении инженерных коммуникаций в условиях мерзлоты сотрудники СЭИ были награждены медалью «За строительство Байкало-Амурской магистрали». Такой «адресной» медали удостоены сотрудники и других институтов Иркутского научного центра, внёсшие конкретный вклад в решение проблем, связанных с сооружением магистрали.