Саяно-Шушенская ГЭС: авантюризм, штурмовщина и халатность
Самая мощная ГЭС России – Саяно-Шушенская (установленная мощность — 6400 МВт, среднегодовая выработка 24,5 млрд. кВт/ч). И она же – самая опасная, вызывающая больше всего споров среди энергетиков и экономистов, и больше всего опасений у общественности.
СШГЭС – идеальный продукт советского отношения к экономике и природе, а также к принципам планирования, строительства и эксплуатации промышленных объектов. Построенная последней в СССР, СШГЭС в полной мере стала воплощением всех этих принципов.
Тот факт, что при затоплении водохранилища под водой оказалось 2 миллиона (!) гектаров лес – это преступная, но обычная в СССР практика, поэтому оставим эту тему экологам. Оставим в стороне доказанный факт, что строительство 100 небольших ГЭС в десять раз дешевле, быстрее и безопаснее для природы и людей, чем строительство одного супергиганта – это отдельная тема. Не будем также останавливаться на том, что сырьё для Саяногорского алюминиевого завода (а ГЭС построена ради него) возят из Африки и Карибского бассейна в наши порты, а оттуда тащат в центр Сибири. При том, что в самой Сибири есть запасы сырья для производства алюминия, в т.ч. высокорентабельных бокситов. Советские планировщики, задумывая супер-ГЭС и огромный завод, не удосужились подумать о близлежащих месторождениях: мол, к ним нет дорог, будем возить сырьё из Гвинеи и Гайаны. Заодно поможем «братским странам, идущим по некапиталистическому пути развития». Это – тоже отдельная тема; к дорогам у советских планировщиков всегда было особое отношение. Наверное, они не желали нарушать знаменитую максиму Салтыкова-Щедрина о дураках и дорогах, продемонстрировав наличие первых и отсутствие вторых.
СШГЭС, как и многие советские проекты, была действительно революционной: её спроектировали не как обычную гравитационную (т.е. прямую и тяжёлую), а арочно-гравитационную, более лёгкую, рассчитанную на то, сама её изогнутая форма обеспечивает надёжность конструкции. Решение действительно блестящее с инженерной точки зрения. Однако проектировщики не учли особенности скальных пород в районе строительства, а они слишком подвижны даже для облегчённой плотины. Без внимания осталась и повышенная сейсмичность зоны строительства: сильных землетрясений там не отмечалось, но слабые толчки происходят практически непрерывно, что ускоряет износ плотины. Если уж такие лежащие на поверхности опасности учтены не были, что уж говорить об опасностях неизведанных. А они – в том, что подобных сооружений в горах нигде в мире на тот момент не было. «Пример Саяно-Шушенской ГЭС только подтверждает ограниченность знаний о сложных сооружениях. Ведущие ученые страны несколько лет проектировали конструкцию, которую «размотал в щепки» первый же паводок. Сегодня такие же ученые заявляют о том, что они «в полной мере владеют вопросами безопасности Саяно-Шушенской ГЭС». Есть ли основания доверять этой убежденности? История строительства больших сооружений показывает, что незнание и ошибки в расчетах — явление в инженерной практике хотя и нечастое, но реально существующее» (И.Шварц «Шушенская ГЭС шатается». «Коммерсантъ», №64, 11.04.1998).
В начале 1980-х, когда на очередную «ударную комсомольскую стройку» потянулись за романтикой и длинным рублём стройотряды, родилась песня: «Мы не будем ни есть, и ни пить, и ни спать, но Саянскую ГЭС мы построим». Настоящий гимн советской штурмовщине! Трудно сказать, насколько строители выполнили обещание не есть и особенно не пить, но первая авария произошла задолго до окончания строительства. «В конце 1978 г. на недостроенной плотине, при отсутствии каких-либо средств сброса воды в случае непредвиденных обстоятельств, был в срочном порядке (чтобы успеть к 6 декабря, дню рождения Брежнева) сдан в эксплуатацию первый гидроэнергетический агрегат. Брызгалов, ненавидевший, как всякий настоящий инженер, штурмовщину, по этому поводу пишет: «Предполагалось, что к пуску агрегата в 1978 г. будет уложено в плотину 1592 тыс. куб. м, фактически (уложили. — Прим. ред.) — 1200 тыс. куб. м». В результате к половодью 1979 г. (самому большому за все время эксплуатации плотины) станция оказалась не готова. Паводок просто перехлестнул через край плотины, и 23 мая 1979 г. первый агрегат и машинный зал были затоплены» (Юрий Ревич «Дамоклово море». «Вокруг света», 01 февраля 2010 г.).
Что это значит? Да то, что проектировщики не смогли просчитать силу паводка. А строители, торопясь успеть к дню рождения «полпреда мира», схалтурили.
Но это было только начало. ГЭС должна была приступить к работе в 1986 г. Однако начало её работы ознаменовалось серьёзной аварией. «В проекте Саяно-Шушенской ГЭС, сибирской «стройки века», были допущены просчеты. Проектировщики неправильно оценили последствия гидравлических ударов, и уже после сброса первого паводка в 1986 г. дно колодца под плотиной было разрушено.
Вот как описывает подробности разрушений один из критиков конструкции Саяно-Шушенской ГЭС, бывший начальник научно-исследовательского сектора КБ «Гидросталь» Минэнерго Павел Хлопенков: «Произошла катастрофа. Было разрушено более 30 тыс. куб. м конструкций и скального основания. И это при паводке вдвое слабее расчетного! Каверны и траншеи глубиной 6 м вблизи основания плотины нарушили ее прочность и дали импульс к деформации плотины, сдерживающей колоссальный напор воды в водохранилище. В соответствии с теорией вероятности вполне возможны более сильные паводки, которые неминуемо разрушат плотину. Надвигается угроза для Красноярска»» (И.Шварц «Шушенская ГЭС шатается». «Коммерсантъ», №64, 11.04.1998). Дно колодца было разрушено на 80% — и приёмная комиссия ГЭС не приняла (тогда, в годы «перестройки», можно было позволить себе такие вольности). Строительство продолжалось, недостатки конструкции не устранялись (а как их устранишь, если они связаны с ошибками в проекте?), и в 1988 г. авария повторилась, хотя и в меньшем масштабе.
ГЭС ещё строилась, а в теле плотины уже начали появляться глубокие трещины, некоторые от берега до берега, а её основание — отходить от дна русла. Мощные потоки воды, устремившиеся через трещины, размывали бетон: это связано как с ошибками самого проекта, не рассчитанного на силу напора воды, так и с плохим качеством строительства. Трещины заполняли специальным раствором, но они продолжали появляться.
Но отход плотины от основания ещё опаснее: она, постепенно переставая держаться за дно, «повисает» на берегах. Это сильно увеличивает напряжение конструкции; она начинает раскачиваться – при усилении напора воды во время половодья подаётся вперёд, при снижении уровня водохранилища – назад.
А ГЭС тем временем уже давала электроэнергию: Саяногорский алюминиевый завод заработал в 1985 г., не столько пополняя советский бюджет, сколько обогащая режимы Ямайки, Гвинеи и Гайаны. А после крушения СССР в 1991 г. польза России от нашей алюминиевой отрасли (а значит, и от Саяногорского завода, и от СШГЭС) стала ещё сомнительнее: основной производитель глинозёма, Николаевский завод, расположен на Украине. Появился ещё один потребитель алюминиевых доходов – независимая Украина, и для того, чтобы отрасль вообще приносила доход, она стала работать по толлинговой схеме, при которой ввозимое сырьё и продукция его переработки не облагаются таможенными пошлинами и НДС. Без толлинга алюминиевую отрасль вообще пришлось бы останавливать – с соответствующими социальными и экономическими последствиями.
Так, в нелегальном режиме, крупнейшая в России ГЭС проработала до 2000 г. За это время её снабдили современнейшими и очень дорогими датчиками, контролирующими всё и вся, но устранить недостатки проекта, конечно, они не могли. Как не могли прекратить ни медленное сползание плотины вниз по течению, ни непредусмотренные бурные паводки, ни постоянные мелкие землетрясения, ослабляющие прочность конструкции.
В 2000 г. госкомиссия наконец приняла СШГЭС – а куда ей было деваться, если электростанция давно работала? И утром 17 августа 2009 г. грянула настоящая трагедия: огромный гидроагрегат весом больше 2000 тонн сорвался с места и протаранил машинный зал, разрушив его полностью. 75 человек погибли на месте. Причиной катастрофы, по официальной версии, стала недопустимая вибрация гидроагрегата (она была превышена в пять раз), хотя есть и альтернативные версии произошедшего.
Виноватых в трагедии много: это проектировщики, не сумевшие учесть особенности рельефа и мощность скальных пород, напор воды, сейсмичность и многое другое. Это Министерство энергетики СССР, утвердившее и профинансировавшее авантюрный проект. Это строители, «не евшие, не пившие и не спавшие», чтобы сдать работу к очередной дате. Это, наконец, РАО ЕЭС А.Чубайса, форсировавшее официальную приёмку заведомо опасной ГЭС.
Помимо огромного материального ущерба от прекращения работы ГЭС и Саяногорского завода, тяжёлым был и удар по экологии: в воду вылилось 436,5 кубометров масла, и масляное пятно растянулось по Енисею на 130 километров. Водоснабжение близлежащих городов и посёлков было нарушено.
Причиной катастрофы, по мнению комиссии, расследовавшей события 17 августа, стал человеческий фактор: водохранилище было заполнено выше разрешённого уровня, неверные расчёты работы водосброса и неправильная эксплуатация оборудования. Всё это так: электроэнергия – это деньги, и ради денег и энергетические, и алюминиевые хозяева готовы закрывать глаза на то, что станция работает на износ. И уж точно не готовы признать, что она изначально была безобразно спроектирована, халтурно построена и неправильно эксплуатировалась. Что вообще шатающаяся и сползающая вниз плотина – это недопустимо.
Часто пишут, что в результате катастрофы на СШГЭС рассеялись иллюзии относительно безопасности гидроэнергетики. А были ли иллюзии? Процитированная выше статья в «Коммерсанте» о шатающейся ГЭС написана за 11 лет до катастрофы. И работники ГЭС, и жители близлежащих городов и сёл никаких иллюзий не испытывали: в Черёмушках, Саяногорске, Абакане, Минусинске началась паника. Люди закупали всё самое необходимое, садились в машины и бежали, бросив всё, подальше от страшного места. Никто уже не считал невероятным прорыв плотины ГЭС, который вызвал бы настоящее сухопутное цунами, ринувшееся вниз по Енисею. Что неудивительно: за год до аварии, в 2008-м, в Абакане МЧС проводил учения, посвящённые возможному прорыву дамбы СШГЭС. По расчётам спасателей, высота цунами составит 50 метров, Саяногорск через 20 минут уйдёт под воду, а в Абакане вода поднимется на 30 метров. Майнская ГЭС, расположенная между Красноярской ГЭС и СШГЭС, в соответствии с этими расчётами, будет снесена. А ниже по течению – огромная Красноярская ГЭС, плотине которой было бы трудно выдержать удар такой силы. Миллионный Красноярск, Железногорск с его ядерными реакторами, десятки сёл и сотни предприятий – всё это оказалось бы на пути гигантской волны.
Слава Богу, в тот раз обошлось. ГЭС отремонтировали. Но процессы её разрушения – медленные, но неотвратимые – не прекратились.
В развитых странах давно не строят гигантских ГЭС – там понимают их опасность, и предпочитают развивать малую, в т.ч. альтернативную, энергетику. Одновременно с СШГЭС Бразилия строила огромную ГЭС «Итайпу», но в долине реки Парана, где она построена, сейсмичность почти нулевая. Китай уже в 2012 г. построил самую большую в мире ГЭС «Три ущелья» мощностью почти в 100 млрд. квт/ч, но китайцы не стали мудрствовать с арочными конструкциями, и построили мощную, сплошную бетонную плотину. Хотя Китай никак не может считаться законодателем мод в строительстве ГЭС: именно в этой стране произошла самая страшная трагедия в истории гидроэнергетики. 7 августа 1975 г. в результате обильных осадков рухнула плотина ГЭС Байньцяо, в результате чего на долину реки обрушилась волна высотой 3-7 метров и шириной 10 километров. 7 городов и десятки сёл (почти 6 миллионов домов) были смыты, 26 тысяч человек погибло сразу, ещё 145 тысяч, лишившись жилья и имущества, умерли от голода и болезней. ГЭС Байньцяо тоже строили, приурочивая каждый шаг то к дням рождений Ленина и Мао Цзэдуна…
В связи с проблемами СШГЭС уместно вспомнить давнюю трагедию, произошедшую на плотине Сент-Френсис в США – самую страшную техногенную катастрофу в истории этой страны. Дело в том, что плотина Сент-Френсис, построенная в 1924-26 гг., была арочно-гравитационной, как и СШГЭС, только гораздо меньших размеров. Это было, наверное, первое в мире сооружение такого типа: крупные ГЭС в те годы только начинали строиться. Плотину построил Уильям Малхолланд – инженер-самоучка. Плотина рухнула 12 марта 1928 г., унеся жизни 600 человек – к счастью, она располагалась в малонаселённом районе.
Кстати, Калифорния, в которой располагалась ГЭС, как и сибирские Саяны, относится к сейсмоактивной зоне. Неудивительно, что сразу после окончания строительства в теле плотины появились трещины, но они (опять же вспомним СШГЭС!) были признаны неопасными. Но американскую трагедию 1928 г. можно списать хотя бы на отсутствие опыта в строительстве таких сооружений (Разрушение плотины Сент-Фрэнсис, Калифорния, 1928 г.http://www.cawater-info.net/review/saint-francis_accident.htm).
Вообще прорывы плотин ГЭС – явления крайне редкие, и в последние 90 лет происходят они только в слаборазвитых странах — ГЭС на реке Шади в Пакистане в 2005 г, ГЭС «Кыадат» во Вьетнаме в 2007 г. Во всех случаях причины аварий – некомпетентность проектировщиков и строителей, недооценка природных факторов. В этом смысле у СШГЭС с ними много общего.
После трагедии на СШГЭС, 13 ноября 2009 г., в газете «Красноярский рабочий» появилось открытое письмо президенту и премьер-министру РФ от жителей Красноярского края и Хакасии: «Все мы очень обеспокоены состоянием плотины Саяно-Шушенской ГЭС, и не только в связи с аварией 17 августа этого года. Многое из того, что мы знали на уровне слухов, подтверждается выводами авторитетных ученых и специалистов… Обращаясь к вам, уважаемые Дмитрий Анатольевич и Владимир Владимирович, мы просим ради безопасности сотен тысяч человеческих жизней принять решение о полном спуске Саяно-Шушенского водохранилища и закрытии Саяно-Шушенской ГЭС».
Крупные ГЭС рассчитаны на 100 лет эксплуатации, хотя предположения подобного рода не имеют серьёзной доказательной базы и основаны на строго научных расчётах. Плотина, которой 40 лет, отслужила бы почти половину отведённого ей срока, но, учитывая ошибки в проектировании и строительстве, а также ускоренный по природным причинам износ плотины, представляется, что думать о её будущем стоит уже сейчас.
Конечно, скорее всего, СШГЭС простоит ещё несколько десятилетий без катастрофических аварий. Хотя, учитывая сейсмичность Саян, необходимо учитывать самые печальные сценарии. И думать над тем, что делать с этим наследием советского разгильдяйского планирования и штурмовщины, необходимо уже сейчас. Некоторые выводы, судя по всему, сделаны: Богучанская ГЭС построена более низкой, чем планировалось изначально, а от строительства гигантской Эвенкийской ГЭС отказались вообще. Хотя, возможно, сказались протесты жителей края, или, что ещё более вероятно, нехватка средств.
Ряд ведущих специалистов, таких, как доктор наук В.В.Тетельмин, главный научный сотрудник ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева, предлагает понизить уровень водохранилища, снизив разрушительные процессы. Для того, что не допустить прорыва плотины, следует построить водохранилища выше по Енисею – в Республике Тыва.
Но главное – пора понять, что невозможно продолжать бесконечно эксплуатировать советское наследие: электростанции, заводы и рудники. Мало того, что срок их жизни заканчивается – многие из них изначально плохо проектировались, ещё хуже строились и бездарно эксплуатировались. Необходимо – и это касается не только энергетики – строить новые предприятия, соответствующие совершенно иным нормам безопасности. Трагедия 2009 г. на СШГЭС – страшное напоминание о том, что думать и действовать пора уже сейчас.