История первого и последнего экополиса в СССР: Пущино как пример устойчивого развития
В 1970-е годы многие политики и ученые мирового уровня впервые оценили опасность исчерпания ресурсов и загрязнения природной среды. Для решения этой проблемы были созданы государственные и международные структуры. Самые известные — Римский клуб и Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП). В СССР этими проблемами занимался Всесоюзный институт системных исследований.
Результатом их работы стал подход, который мы знаем как «устойчивое развитие». Смысл этой концепции состоит в следующем — удовлетворение потребностей настоящего времени не должно подрывать способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности. Сейчас идеи «устойчивого развития» в виде принципов ESG являются неотъемлемый частью стратегии любой уважающей себя компании.
Экополис как модель устойчивости
Как это ни удивительно, первые шаги к «устойчивому развитию» были предприняты еще в Советском Союзе. Подход к решению экологический проблем сильно варьировался на протяжении существования СССР, однако к началу 1960-х годов в стране возникло мощное низовое экологическое движение, представленное студенческими дружинами охраны природы, с одной стороны, а с другой — самоорганизацией ученых в борьбе с «поворотом течения рек».
Важной частью этого общественного движения стала попытка создания города-«экополиса». Такой город должен был стать дружественным природе и экологически благополучным благодаря использованию передовых научных исследований и широкому участию жителей.
Похожие концепции, пытавшиеся воплотить идеи утопического урбанизма, возникали еще в начале XX-го века. Например, так называемый «город-сад», сочетающий в себе все лучшие элементы среды города и деревни. Впрочем, эти попытки, не имея под собой четкой научной базы, чаще всего оканчивались неудачей. Совершенно по-другому ученые и градостроители подошли к созданию экополиса в Пущино.
Биологический наукоград
В середине 20 века в качестве ответа на создание технополисов в США в СССР началось строительство собственных наукоградов. Как правило, они создавались вокруг перспективного научно-исследовательского центра. Так, Обнинск, Дубна, Троицк, Протвино выросли вокруг институтов, занимающихся фундаментальными исследованиями в области физики и ядерных программ.
Город Пущино должен был быть связан с исследованиями в сфере биологии. Ученым фактически дали карт-бланш при выборе места для города — его определил академик Несмеянов после поездки по Оке. В результате, у села Пущино было выделено 761 га под создание научного города и радиоастрономической станции. Строительство начали еще в 1956 году, а к 1979 году было решено реализовать в городе экспериментальную программу «Экополис».
Глобальную цель этой программы Пол Даунтон, — теоретик устойчивого города и экологический архитектор, — сформулировал так: создать «урбанизированную систему, население которой намеренно интегрировано в процессы биосферы для оптимизации функционирования биосферы на благо человека». Основная же задача эксперимента заключались в следующем: «Строить так, чтобы вписываться в окружение в сотрудничестве, а не в конфронтации с природой».
Создатели Пущино предполагали, что добиться этого можно через следующие принципы:
— соразмерность архитектурных форм росту человека;
— пространственное единство водных и озелененных площадей;
— включение элементов природного окружения при строительстве и квартирное озеленение (на балконах, вертикальное озеленение улиц, создание газонов на крышах и т. п.).
Философия и биология
В Советском Союзе идею «экополиса» развивали специалисты биологического факультета МГУ — в лаборатории экологии и охраны природы кафедры высших растений. Один из сотрудников лаборатории — биолог Дмитрий Николаевич Кавтарадзе — предположил, что советскому экологическому движению не хватает философского «обоснования». По рекомендации коллеги, он знакомится с философом и социальным психологом Ароном Абрамовичем Брудным для обсуждения проблем природоохранной деятельности и выработки совместной стратегии.
Благодаря этому сочетанию биологии и философии удалось запустить экспериментальное исследование городской среды с психологической и с экологической точек зрения. Специально для Пущино была разработана программа методов создания в малых городах оптимальной экологической и социально-психологической среды обитания человека.
На территории, отведенной для строительства наукограда, планировалось разместить восемь институтов со всей необходимой инфстраструктурой, включая полигоны, опытные поля и радиофизическую станцию ФИАН. Особенностью Пущино с самого начала его существования было отсутствие промышленности. Генплан строящегося наукограда стал идеальным примером комплексной застройки территории.
Самым необычным элементом застройки «эконополиса» в генплане стала идея запланировать «буферную зону», отделяющую жилые дома от зданий университетов. В центре жилой зоны был также расположен бульвар, спускающийся к реке лестницей. Такая компоновка была столь удачной, что сохранялась во всех последующих генеральных планах. Это сделало Пущино одним из самых красивых городков Подмосковья. В бульваре наглядно воплотилось изменение подхода — от покорения природы к взаимодействию с ней.
Баланс города и экосистем
Территория Пущино может быть условно поделена на четыре части: заказники, входящие в городскую черту; территория институтов; протяженный парк, выполняющий функцию буферной зоны; и, собственно, жилые микрорайоны.
Основываясь на принципах программы «Экополис», руководство города и его жители решили, что существующие биоценозы — луга, родники, склоны реки Оки — необходимо сохранить во что бы то ни стало. В результате вокруг города было создано 13 заказников: 330 га охраняемых природных территорий кольцом окружают город.
Внутри Пущино зеленый облик города поддерживает парк «Зеленая зона». Зеленый каркас подмосковного экополиса был заложен еще при планировании. Было высажено порядка 4 600 деревьев и более 3 000 кустарников. Сегодня «Зеленая зона» представляет собой ось шириной 170 метров и длиной 2 километра и отделяет институты биологического профиля от жилой застройки. Сама структура «Зеленой зоны» организована таким образом, чтобы она образовывала череду открытых, полуоткрытых и закрытых пространств.
Конечно, зеленые территории есть не только в городском парке, но и по всему городу. Внутри одного из микрорайонов располагается Яблоневая аллея — 56 яблонь породы «Антоновка», выращенных специалистами Главного ботанического сада Академии наук. Яблони расположены в пешеходной зоне и регулярно плодоносят, а значит, любой желающий может их попробовать.
Городские микрорайоны террасами спускаются от «Зеленой зоны» к реке. Кроме традиционных ив, берез и дубов, здесь высажены и редкие для этой местности деревья — например, маньчжурский орех, сибирская пихта, конский каштан, пенсильванская вишня. Для озеленения микрорайонов был также создан собственный питомник, где выращиваются саженцы деревьев и кустов и цветочная рассада.
В 2016 году Пущино депутаты муниципалитета решили включить город в Приокско-террасный заповедник. Пущино теперь располагается в переходной зоне заповедника и именуется «территорией сотрудничества». Таким образом Приокско-Террасный заповедник стал единственным в России, на территории которого есть городское поселение.
Все это делает экополис Пущино образцом для проектирования и строительства малых городов или микрорайонов для городов-миллионников.
Почему экополис только один?
Возникает резонный вопрос: если эксперимент был удачен, почему мы не видим его более масштабного воплощения?
Критики указывают на то, что сложности у экополиса начались еще до того, как изменившаяся в 1990-е годы общественно-политическая ситуация поставила крест на развитии наукоградов.
Во-первых, место для строительства Пущино было выбрано без учета мнения экологов. Природа «отомстила» за такое пренебрежение. Создатели города не учли, что на таких наветренных холмах в среднерусской возвышенности традиционно не строили деревень. В результате на склоны часто дует северный ветер, который, двигаясь по улицам-трубам, задерживает наступление весны на две недели.
Во-вторых, местная растительность, не боявшаяся плуга, начала наступление на город разными видами сорняков. Жители страдали от аллергии на местные растения. Овраги разрушали оползни, а текущие в них ручьи собирали городскую грязь. Высаженные на бульварах и улицах чужеродные деревья прижились плохо.Наконец, распад СССР поставил наукограды на грань выживания. В этом плане подмосковные наукограды имели одно большое преимущество — располагаясь в орбите Москвы они, по сути, превратились в очередные «спальники». В нулевые годы вновь приехавшие жители почти удвоили количество жителей Пущино (до 20 тыс. жителей), но с собой они привезли совершенно другие ценности. В город пришла многоэтажная и элитная коттеджная застройка, а уровень экологических требований существенно снизился.
Пущино, XXI век
Опыт создания «экополиса» в Пущино представляет интерес даже сейчас, не смотря на допущенные ошибки.
Принцип «воспитание — понимание — действие», лежавший в основе проекта, применим и сейчас. На практике он работает следующим образом. Сначала составляется социальный и экологический портрет города, определяются характеристики населения, состояния окружающей среды, загрязнения вод, почв, воздуха, биоразнообразия, исследуется ситуация на особо охраняемых природных территориях. На втором этапе проводится открытая конференция для жителей города, посвященная проблемам окружающей среды. На третьем этапе ведется обсуждение текста программы, конкретных действий, формируются направления-подпрограммы, проходит обсуждение структуры и функций экологических служб и общегородских лабораторий.
Эта модель, учитывающая все стороны жизни и включающая в обсуждение развития города его жителей, стала самым важным наследием проекта «экополис». Даже если сам город Пущино и не превратился в город-сад, как это было задумано его создателями, заложенные в этом проекте идеи позволят создавать такие города в будущем.
Posted in Биоразнообразие, Взгляд, Город, История, устойчивое развитие, Человек by Экосфера with comments disabled.
Как Советский Союз был пионером ветроэнергетики
Одна из древнейших используемых человеком энергий — энергия ветра, получила первое применение при постройке парусных кораблей, в далекой древности, порядка 6000 лет назад. Первые ветродвигатели, использовавшиеся в ветряных мельницах для помола зерна, начали использоваться во II в. до н.э. в Персии. А электричество из энергии ветра впервые добыл при помощи ветрогенератора в 1887 году британец Джеймс Блит.
Сегодня ветроэнергетика рассматривается как ключевой элемент “зеленой” экономики, без которого невозможен переход к безуглеродному получению энергии. Мощности ВЭС в мире в среднем растут на 10% в год. Россия пока качественно отстает в технологиях и масштабах получения электроэнергии из ветра, правда, Росатом стремится наверстать упущенное — существует целая программа по развитию ветроэнергетики в России. Однако, были времена, когда в нашей стране разрабатывались передовые модели ветрогенераторов, добытое из силы ветра электричество шло на обеспечение нужд народного хозяйства, а энтузиасты изобретали и внедряли собственные разработки.
«Коммунизм есть Советская власть плюс электрификация всей страны»
В. Ленин
Нехватка электроэнергии была одним из ключевых препятствий на пути модернизации экономики и жизни СССР после трагичных событий, давших рождение советской республике. Тем больше надежд возлагалось не только на упорный труд в попытке “догнать и перегнать”, но и на какое-нибудь неожиданное решение, способное перенести общество, как сквозь кротовую нору, из отсталости в технологическое электрифицированное будущее. Таким решением вполне могла бы оказаться ветроэнергетика.
Покоряя энергию ветра
Систематические научные исследования по получению электроэнергии из ветра были начаты уже в 1918 году, когда профессор Николай Егорович Жуковский основал Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ). В задачи Отдела ветряных двигателей в нем входили: “изучение ветряных двигателей как теоретическое, так и экспериментальное; обработка и систематизация соответственного литературного материала; изыскание способов применения ветряных двигателей к различным отраслям промышленности; составление проектов двигателей.”
Заведующий отделом, Николай Валентинович Красовский, опытный летчик, участник Первой мировой войны, начал опыты в 1919 году с небольшого американского ветрячка, установленного на крыше Аэродинамического института в Кучине. А уже в 1923 году, на Первой сельскохозяйственной выставке в Москве, командой отдела был представлен новый ветрогенератор с динамо-машиной, получивший диплом I степени. Размер башни, на которой был установлен аппарат, составлял 25 метров, а диаметр лопастей шесть метров.
Было решено установить такой ветрогенератор на Бакинских нефтепромыслах. Под руководством Красовского, на нефтяной вышке поставили ветрогенератор с диаметром лопастей уже 14 метров. Так это непростое предприятие описывалось в советской литературе:
“Руководил сборкой Красовский. Он сам вязал бревна для подъема наверх, первый лез туда, куда боялись лезть рабочие, увлекая их своим примером. Но рабочие, зараженные примером инженера, и сами скоро освоились с необычной для них работой на большой высоте. Все это время, пока строился ветряк, Красовскому пришлось вести спартанский образ жизни. Не было подходящего помещения для жилья и даже мебели. Конструктор спал на голых досках, подстелив под себя газету и покрывшись солдатской шинелью, с которой он не расставался.”
Самая мощная в мире ВЭС
Видимо, бакинский опыт оказался вполне успешным, так как работы продолжились, в ЦАГИ под руководством Григория Харлампиевича Сабинина была создана уникальная ветросиловая лаборатория, а в 1931 году в Балаклаве (Крым) был введен в строй первый экспериментальный ветроагрегат мощностью 100 кВт — самый мощный в мире на тот момент.
Ротор для этого аппарата был разработан Сабининым и Красовским на основе точных вычислений и экспериментальных исследований в ветросиловой лаборатории ЦАГИ; Опорную конструкцию спроектировал знаменитый архитектор Владимир Шухов (создатель легендарной башни), а аппаратную часть — талантливый инженер Юрий Кондратюк. Интересно, что Кондратюк во время утверждения проекта был в ссылке, поэтому документ подписывал Николай Никитин, который позже спроектирует Останкинскую башню. До самой войны эта огромная ветроустановка весом в 9 тонн и диаметром лопастей в 30 метров давала электричество для трамвайной линии Балаклава–Севастополь, но боевые действия на полуострове, увы, не пережила.
Уже в 1932 году Наркомтяжпром объявил конкурс на проект Крымской ветроэлектростанции, которая должна была обеспечивать электроэнергией все южное побережье полуострова. Проект выиграл Кондратюк — башня должны была достигать высоты 165 метров и обладать двумя 80-метровыми ветроколесами, размещенными на двух уровнях. Проект поддержал нарком Орджоникидзе и работы даже начались, в 1936 году для ветрогенератора на 12 000 кВт был построен фундамент возле горы Ай Петри. Однако вскоре после смерти наркома масштабы проекта были сокращены, а уже в 1938 году проект и вовсе свернули и воплощения он так и не получил.
Тогда же было налажено серийное производство ветрогенераторов малой мощности (3–4 Квт), использовавшиеся в сельском хозяйстве и кустарной промышленности, преимущественно в отдаленных районах. Например, в родном стойбище чукотского писателя Юрия Рытхэу Улак, электрическое освещение появилось в конце 1930-х годов именно благодаря ветродвигателю, который обеспечивал электроэнергией и соседнюю полярную станцию.
Проект ветроэлектрификации всей страны
Другое неоспоримое достижение советской ветроэнергетики 1930-х годов — ветроэлектростанция Уфимцева, построенная в Курске знаменитым энтузиастом, “поэтом в области научной техники”, как выразился близко общавшийся с ним Максим Горький. Анатолий Георгиевич Уфимцев — курский самоучка, внук купца и астронома-любителя Ф.А. Семенова, родился в 1880 году. Он не закончил даже реальное училище, но с ранних лет занимался изобретательством. В 16 лет он соорудил специальное перо для копирования прокламаций, а в 1898 году изготовил с друзьями взрывное устройство и, руководствуясь антицерковными мотивами, произвел взрыв в церкви (никто не пострадал), за что впоследствии получил пять лет ссылки в Акмолинске.
Всю свою жизнь, не считая ссыльных лет, изобретатель прожил в родном Курске. Всего он получил 68 патентов, включая несколько интересных новаторских конструкций самолетов и двигателей. В 1929 году, Уфимцев построил в Курске довольно мощную (7 кВт) ветроэлектростанцию, впервые в мире оснащенную аккумулятором для равномерной отдачи энергии ветродвигателя и поворотными лопастями. Высота станции составляла 42 метра, а диаметр лопастей 9 метров. Часть средств на постройку выделило правительство, кроме того, активную поддержку изобретателю оказывали в ЦАГИ. Важно, что для энтузиаста Уфимцева это был не просто эксперимент ради науки и техники — он, вместе с известным в то время ученым-теоретиком профессором Ветчинкиным, провел статистические расчеты по районам России и они подтвердили гипотезу, что вся энергетика страны может быть основана на энергии ветра. Дело оставалось только за техническим воплощением.
Ветроэлектростанция Уфимцева успешно работала, давая электропитание дому и мастерской изобретателя, а также освещая еще несколько домов по улице. Более масштабную ветроэлектрификацию остановила внезапная смерть изобретателя: 1936 году Уфимцев заболел тифом и скончался. Его творение не переставало работать, перенесло войну и оккупацию, но в 1957 году было остановлено для ремонта и замены деталей. К сожалению, техническая документация не сохранилась, а инженеры не смогли разобраться в конструкции, так что уникальную ветроэлектростанцию запустить снова уже не удалось.
От энергии ветра к нефти
После Второй мировой войны развитие ветроэнергетики в СССР не остановилось, в то время как в странах Запада эта отрасль на тот момент не приобрела сколько-то заметного потенциала. Имея за спиной значительные теоретические и технические наработки, ветроэнергетика развивалась и внедрялась в различные отрасли народного хозяйства. В 1950-е годы в стране производилось до 9 тысяч ветроустановок в год единичной мощностью до 30 кВт. На целине в Казахстане впервые была сооружена многоагрегатная ветроэлектростанция, работавшая в паре с дизелем, общей мощностью 400 кВт.
Издавались научно-популярные книги и специализированная научная литература о строении ветродвигателей и их применении в экономике (от механизации животноводческих ферм, до электрификации отдельных железнодорожных будок). Изготовление и совершенствование ветряков стало излюбленным хобби для многих советских энтузиастов.
В 1960-е годы, когда были открыты казавшиеся неисчерпаемыми нефтяные и газовые запасы Сибири, развитие ветроэнергетики в СССР было заморожено. Ископаемая энергия была значительно дешевле, получил развитие “мирный атом”, и советская экономика переориентировалась на строительство ТЭС, ГЭС и АЭС.
Уже в ходе Перестройки, в условиях крайнего дефицита, внутри министерств родился и был согласован проект по модернизации и развитию ветроэнергетики. МКБ «Радуга» Минавиапрома СССР и НПО «Южное» Минобщемаша СССР к 1990 году организовали серийное производство современных ветроэнергетических установок мощностью 200, 250 и 1000 кВт. Началось создание первых крупных системных ветроэлектростанций: Восточно-Крымской, Ленинградской, Калмыцкой, Магаданской и Заполярной (в Воркуте). Со скрипом начавшийся проект быстро заглох после того, как СССР перестал существовать, а развитие ветроэнергетики в России было фактически приостановлено на два десятилетия.
Тем временем, стоимость электроэнергии полученной от силы ветра стремительно дешевела благодаря развитию технологий и завоевывала свою нишу на мировом рынке. Попытки восстановления отрасли в России, предпринятые в нулевые годы, провалились, и только несколько лет назад начали действовать государственные программы поддержки и развития ветроэнергетики. Благодаря этим запоздавшим мерам, в России снова строятся ветроэлектростанции (крупнейшая запущена совсем недавно в Ставропольском крае), ведутся научные разработки и налаживается собственное производство ветрогенераторов совместно с датской компанией Vestas.
Правда, сегодняшние российские достижения выглядят весьма скромно на фоне мирового уровня развития ветроэнергетики. Мощность отечественных ветроустановок всего лишь немного превышает 600 МВт, а к 2024 году планируется увеличить этот показатель до 1,8 ГВт. Для сравнения, в Китае только в 2017 г. мощность ветроустановок составила 188,4 ГВт, в США 89 ГВт, в Германии 56,1 ГВт — и каждый год эти показатели увеличиваются в среднем на 10%. Так что пока Россия только строит свои новые ветроэлектростанции на основе зарубежных технологий, во многих странах этот тип зеленой энергии уже занимает заметную долю в общем производстве электричества. Все это особенно печально, если вспомнить, что когда-то СССР был одним из лидеров ветроэнергетики.
фото на обложке: Дмитрий Солодянкин / https://zen.yandex.ru/netakie
Posted in Взгляд, История, Энергетика by Экосфера with comments disabled.