Технологии экономии
Города в экономике можно рассматривать такими же агентами потребления, как и отдельных людей. Точно так же, как человека можно научить вовремя гасить свет, сменить лампочки на более экономные, так и города можно сделать более эффективными потребителями ресурсов.
Инфраструктура города, освоившего разумный подход к потреблению ресурсов, основана на энергоэффективных и экологически дружелюбных технологиях. К ним относят "умные" сети, новейшие решения в сфере водоснабжения, учета энергетических ресурсов, утилизации отходов, а также создание более эффективной транспортной системы и так называемых "умных" зданий. Контролировать и управлять всем этим сверхсовременным хозяйством должна "интеллектуальная" сеть. Она должна автоматически балансировать и контролировать себя, а также должна быть способна принимать энергию и преобразовывать ее в конечный продукт при минимальном участии людей.
География эффективности
Первым примером такого города в России в 2009 году попытался стать Белгород. Начали с двух микрорайонов: Улитка и Юго-Западный. Реализация общегородского проекта рассчитана на 3-5 лет. В ходе реализации проекта было установлено более 20 тысяч "умных" приборов учета: 15 012 счетчика — в многоквартирном фонде области и 5 412 — в частном секторе. В 2010 году планируется установить еще около 39 тысяч интеллектуальных счетчиков в районах индивидуальной застройки. К 2013 году организаторы рассчитывают, что их количество достигнет 159 тысяч, максимально будут охвачены Белгородский, Валуйский, Губкинский, Корочанский и Шебекинский районы. Элементы "умного" города пытаются внедрить в Архангельске. Архангельская телевизионная компания осуществляет строительство и ввод в эксплуатацию городской мультисервисной оптической сети передачи данных. Сеть позволяет с минимальными затратами объединять удаленные здания и сооружения города высокоскоростными, безопасными каналами передачи данных. Работа над энергоэффективным кварталом идет в Тюмени. Дополнительным поводом для запуска проекта именно на этой территории стало то, что в этом городе расход условного топлива на одного жителя превышает средний уровень по России. Этот показатель, по уверениям местных муниципалов, можно снизить на четверть. В этом местным властям будут помогать сами жители, готовые вкладывать личные средства в установку квартирных счетчиков, радиаторов и пластиковых окон. Вклад инвесторов в проект, помимо средств бюджета, пока оценивают в 50 млн рублей. Одна из задач проекта в Тюмени — сопоставить в реальных условиях затраты на комплексное повышение энергоэффективности и экономическую выгоду.
Без особого желания
Помимо модернизации уже построенного фонда недвижимости, технологии экономичного расходования ресурсов закладываются в новые проекты. Ян Абубакиров, генеральный директор группы компаний "ТЭТРА Электрик", обращает внимание на тот факт, что энергоэффективными можно сделать не все дома. Эксперт отмечает, что энергоэффективность здания определяется совокупностью многих факторов. Исследования показывают, что при эксплуатации традиционного многоэтажного жилого дома через стены теряется до 40% тепла, через окна — 18%, подвал — 10%, крышу — 18%, через вентиляцию — еще 14%. Из этого можно сделать вывод, что уже на этапе строительства здания будущие теплопотери можно свести к минимуму, а старые дома сделать эффективными можно только за счет полномасштабной реновации с применением новых технологий.
При этом, говоря о применении отдельных решений, Ян Абубакиров отмечает, что о широком распространении пока речь не идет. "Да, заменяем лампы на энергосберегающие, но как будем их утилизировать — неизвестно. Да, будем ставить счетчики учета в многоквартирных домах — когда, как и на чьи средства? Мы такой хороший пример двух крайностей — у нас применяются либо самые простые технологии не в комплексе, либо все самые последние технологии в отдельно взятых показательных проектах", — так характеризует сложившееся положение эксперт.
"Я думаю, не секрет, что повышение энергоэффективности, хоть и объявлено национальным проектом, пока общественностью воспринимается плохо, — говорит Ян Абубакиров. — Поэтому при строительстве новых объектов лишь единицы заказчиков просят это учитывать. В основном повышением энергоэффективности интересуются крупные производственные, сельскохозяйственные и другие предприятия. Все они уже имеют определенные объекты генерации или подключение к централизованным сетям".
Привычка экономить
В то же время на рынке строительства работает множество иностранных компаний, которые благодаря своим корням обладают культурой создания энергоэффективных проектов. Однако эти компании работают на одном рынке с конкурентами, готовыми предлагать более жилье по более низким ценам, но которое будет иметь большую стоимость владения из-за повышенных расходов на коммунальные услуги. Пекка Энтеля (Pekka Entela), президент подразделения NCC Housing в странах Балтии и Петербурге, говорит, что в среднем на теплоснабжение зданий тратится 70% энергии, потребляемой в жилом доме, а потому NCC Housing специально делает акцент на решениях, которые снижают теплоемкость. "Базовыми, но эффективными решениями по повышению энергоэффективности здания являются воздухонепроницаемость, теплоизоляция (стен, окон и др.) и точно рассчитанная система вентиляции".
Пекка Энтеля отмечает, что, несмотря на поддержку энергоэффективных проектов со стороны государства, нормативная база препятствуют этому процессу. "Есть вещи, полное внедрение которых требует дополнительной поддержки органов власти, в особенности это касается, системы регенерации тепла (рекуперации), — отмечает эксперт. — Восстановление тепла значительно увеличит эффективность энергопользования, и поэтому мы хотели бы подчеркнуть особую важность этой системы. В настоящее время система регенерации тепла практически не применяется в России. Необходимо вносить поправки в существующие нормы, чтобы системы регенерации тепла нашли свое применение в строительстве".
Также Пекка Энтеля отмечает, что ни одна из систем не будет работать корректно без тщательного контроля качества в ходе строительства. Поэтому мало запланировать внедрение технологий, необходимо реализовать проект в соответствии с решениями, которые были запланированы в процессе проектирования.
Инфраструктурная перспектива
Помимо внедрения новых технологий на жилищных объектах, большие возможности для повышения энергоэффективности дает работа с элементами инфраструктуры города, а также с промышленными объектами. При этом именно к элементам передачи электроэнергии предъявляется множество претензий по эффективности.
Опытом своей компании в области решения подобных задач поделился Вадим Малык, генеральный директор ОАО "ЛОЭСК". К сожалению, при ближайшем рассмотрении оказалось, что большая часть мероприятий имеет отношение к будущим планам, которые сейчас закладываются в инвестиционную программу. Так, с целью снижения потерь при передаче электроэнергии будет увеличено сечение проводов перегруженных воздушных и кабельных линий электропередачи. А в районах, где компания обслуживает уличное освещение (а также для наружного освещения собственных объектов), планируется применение энергосберегающих светильников и автоматизированных систем управления освещением. При капитальном ремонте и реконструкции административных зданий устанавливаются оптимальные по соотношению "цена-качество" люминесцентные светильники с зеркальным отражателем и электронной пускорегулирующей аппаратурой.
Уже сейчас при оборудовании трансформаторных подстанций "ЛОЭСК" применяет новые трансформаторы с пониженными потерями холостого хода. Учитывая, что трансформатор работает круглосуточно весь год, то установка одного такого более экономичного устройства мощностью 400 кВА за 25 лет службы экономит около 50 тыс. кВт·ч.
"Также компания использует коммутационную аппаратуру, которая практически не требует обогрева, например, вакуумные выключатели вместо масляных. При реконструкции воздушных линий и подстанций стараемся уходить от длинных фидеров 0,4 кВ. Вместо этого выносим дальше сеть 10 кВ и строим трансформаторные подстанции с фидерами до 300-500 м. За счет этого экономим электроэнергию и повышаем качество электроснабжения", — рассказывает Александр Малык.
Более рациональный подход реализуется и при строительных работах на новых объектах хозяйства. Здания, где располагается щит управления и устройства релейной защиты, возводятся меньших размеров и из новых конструктивных материалов — вместо больших кирпичных или бетонных сооружений. За счет этого сокращается площадь обогрева и освещения, снижаются потери тепла при обогреве благодаря применению дополнительной теплоизоляции. "Также применяется автоматика для обогрева помещений. Если раньше отопление включалось осенью и отключалось летом, то теперь можно задать нужную температуру и система сама будет включать и отключать обогрев. Таким образом, достигается существенная экономия электроэнергии, используемой на собственные нужды, — отмечает Александр Малык. — Для экономии тепла при реконструкции зданий планируем менять старые окна на стеклопакеты, обшивать здания сайдингом с утеплением, проводить тепловизионные обследования зданий для выявления мест утечек тепла, устанавливать на радиаторах системы, позволяющие регулировать температуру, в том числе автоматически".
Дорогое будущее
Среди технологий, которые могли бы найти широкое применение, но пока еще слишком дороги, глава "ЛОЭСК" называет светодиодные светильники и современные полимерные составы, сокращающие потери тепла. Сейчас в Гатчинском филиале ОАО "ЛОЭСК" такие светильники используются в тестовом режиме. На одной из улиц Гатчины установлены 10 светодиодных фонарей различных производителей — как отечественных, так и западных. Специалисты компании изучают различные параметры их работы, такие как экономичность, технические характеристики освещенности, дизайн, срок эксплуатации и уменьшение расходов на обслуживание. Пока светодиоды не получили массового распространения, хотя они еще более экономичны, чем натриевые светильники и имеют больший срок службы, но мощностей для массового производства светодиодных светильников на сегодня нет, и их стоимость пока слишком высока, чтобы сделать их привлекательными для инвестиций в производство на базе существующих технологий.
Другая, менее известная, технология (и к сожалению, тоже слишком дорогая) — недавно разработанные полимерные составы, по способу нанесения похожие на краски. Они образуют на поверхности объекта полимерный слой, блокирующий тепло. Новинка нашла узкое применение — составом покрывают фрагменты труб для теплоизоляции, но для больших помещений они не эффективны, потому что слишком дороги. Другие способы утепления обходятся значительно дешевле.
Масштаб решения
Говоря об энергоэффективности, часто упоминают о возможности отказа от централизованной генерации в пользу использования локальной, малой энергетики. Такой подход должен сокращать потери при передаче и обеспечивать большую автономность. И все же необходимость децентрализации может вызывать сомнения. Ведь распределительная система России во многом выигрывала от того, что в состоянии среднего спроса на электроэнергию генерация происходила на наиболее рентабельных мощностях, а в состоянии пиковой нагрузки к этому процессу подключались по мере ее возрастания прочие мощности. В то же время эта система обладала существенным недостатком — передача энергии происходила на огромные расстояния, сеть требовала огромных затрат на содержание, а если инвестиции в сетевое хозяйство не производились, то вся выгода от поочередного запуска наиболее рентабельных мощностей съедалась потерями при передаче.
Современные когенерационные электростанции предлагают новые способы повышения эффективности энергоснабжения за счет утилизации в отопительных системах тепла как побочного продукта генерации. "Для эффективной работы централизованного энергоснабжения требуются производительные теплосети, — отмечает Пекка Энтеля. — Если электричество вырабатывается на электростанции, целесообразно всегда, когда это возможно, использовать вторичную теплоэнергию для теплоснабжения района. Тогда производительность станции будет намного выше, а генерируемая энергия не будет бесполезно расходоваться".
Целесообразным создание распределенных сетей с экономической точки зрения в новых технологических условиях Ян Абубакиров считает только в отдельных районах. "Определенная децентрализация необходима, но строго в тех районах, где это более оправдано, — считает эксперт. — Например, в небольшом районном городе есть газопровод — гораздо выгоднее поставить там газовый энергокомплекс, чем прокладывать дополнительные сети. Локальная генерация может создаваться и в случае наличия большого количества отходов, например, сельскохозяйственной или деревообрабатывающей промышленности". Михаил Возиянов отмечает, что все же спектр применения малой энергетике тяготеет к малым поселениям и коттеджным городкам. "Для отопления и горячего водоснабжения малоэтажных домов при отсутствии центральных магистралей возможно использование тепловых насосов, однако при наличии газа одним из наиболее рациональных решений является использование газовых котлов. Для крупных российских городов, в том числе и для некоторых районов Санкт-Петербурга, рационально применение модульных газовых котельных, — говорит эксперт. — Такое решение хорошо зарекомендовало себя в нашем городе, когда устаревшие котельные в Петроградском районе были заменены на современные модульные. Каждая котельная надежно обеспечивает теплом небольшое количество кварталов. К примеру, в Петроградском районе для отопления и горячего водоснабжения 335 квартир жилого комплекса "Ориенталь", строительство которого сейчас завершает компания ЮИТ, построена современная автономная газовая котельная мощностью 30 кВт".
Решения для мегаполисов
Учитывая, что создание инфраструктуры, способной экономить ресурсы, требует немалых денег, то пока это удел отдельных пилотных городов, которые выступают полигонами для обкатки новых технологий. Передовые решения, прошедшие практическую проверку, внедряются в том числе и в крупных мегаполисах, где масштаб экономии позволяет оправдать строительство, да и размер бюджетов способен вместить масштабные инвестиционные проекты.
"Инженерные объекты энергоснабжения для крупных городов — это крупные водоподготовительные и водоочистные сооружения с развитой системой магистральных канализационных коллекторов и трубопроводов, — рассказывает об опыте реализации подобных проектов за рубежом Михаил Возиянов, генеральный директор ЗАО "ЮИТ Лентек". — Наши финские коллеги из концерна YIT имеют большой опыт в области реализации таких энергоэффективных проектов. Безусловно, в России можно использовать этот опыт, например, по использованию тепловой энергии сточных вод. Такие технические решения уже разработаны и внедрены на теплофикационной насосной станции в Хельсинки, которая расположена на глубине 25 метров и производит как тепловую энергию, так и охлаждение в рамках одного технологического процесса из переработанных сточных вод. Станция автоматизирована и управляется дистанционно. Мощность станции составляет 90 МВт тепловой энергии и 60 МВт охлаждения. Этой энергии достаточно для отопления жилья небольшого города или 12 тысяч индивидуальных коттеджей, а энергии охлаждения достаточно для кондиционирования 60 крупных офисных зданий".
Возможности по использованию энергии сточных вод уже реализовало ГУП "Мосводоканал". Генеральный директор "Мосводоканала" Станислав Храменков объявил, что в задачи ближайших лет, стоящих перед Москвой, входит как можно меньшее использование невозобновляемых источников энергии — угля, нефти и газа. Первые шаги для этого уже сделаны: так, Курьяновская станция аэрации производит биогаз. "Она поставляет сегодня городу 98 млн кубометров газа, что больше, чем в Венгрии и Польше вместе взятых, но успокаиваться на этом рано. Мы меняем лампочки, а в Нью-Йорке весь таксопарк переходит на гибридные двигатели", — сопоставил уровни технической оснащенности Станислав Храменков. Среди других экономичных и экологичных решений — полив московских улиц. Он будет осуществляться "технической" водой, но это пока еще ближайшие планы, как и оснащение зданий в городе тепловыми насосами, больше всего подходящими для обогрева теплом грунтовых вод малоэтажных строений. Современные технологии позволяют находить неожиданные решения — например, почвогрунты на основе сточных вод оказались чрезвычайно плодородны. Сирень, растущая на таких почвогрунтах, цветет два раза в год. И все же администрации городов не могут единолично вести борьбу за сбережение ресурсов. В этом процессе велика роль конечных потребителей — жителей мегаполиса. Для того чтобы заручиться их поддержкой, реализуются образовательные проекты. Так, в ближайшее время, по заверению Станислава Храменкова, будет открыт центр по водосберегающим технологиям, где любой желающий бесплатно сможет получить консультацию по любой бытовой технике, является ли она водосберегающей. В то же время можно отметить, что образовательной работой экологического плана с населением "Водоканал Санкт-Петербурга", создав "Музей воды", начал заниматься раньше.
Практический опыт
ИГОРЬ ОНОКОВ, генеральный директор ООО "Леонтьевский мыс".
Энергоэффективность — это пока удел энтузиастов-подвижников. Затраты несет застройщик, а экономия — у будущих владельцев квартир и помещений. Эффект переноса будущей экономии на цену продукции еще не работает. Это должна быть государственная программа по воспитанию общественного мнения в области энергоэффективности и совокупность законов.
"Леонтьевский мыс" изначально проектировался с требованиями экологичности и энергоэффективности. Вся инженерия проложена в тоннеле под комплексом, и мы гарантируем, что двор не перекопают, любой ремонт будет выполняться на другом уровне. В комплексе установлена система "умный дом" именно в целях энергоэффективности и безопасности, а будущие жильцы могут установить у себя в квартире и систему "умная квартира" с объединением ее в сеть комплекса. На приточно-вытяжной вентиляции и бытовых стоках запроектированы системы рекуперации энергии. Но есть и неиспользуемые возможности экономии энергии из-за действующих СНиПов, например, естественная вентиляция. И, конечно, мы используем энергоэффективные осветительные приборы, датчики движения и освещенности.
Инновационный подход
ПЕККА ЭНТЕЛЯ, президент подразделения NCC Housing в странах Балтии и Санкт-Петербурге.
Прежде всего, если мы говорим о передаче энергии, теплосети должны быть эффективными и не приводить к бесполезной потере энергии. Должна быть проведена определенная модернизация. Кроме того, нам нужно подумать о способе передачи.
Имеет смысл рассматривать в качестве источников энергии и те источники, которые первоначально не предназначались для выработки, например, тепла. К примеру, в Скандинавии крупные серверные компании (интернет-операторы) вырабатывают огромное количество тепловой энергии, которая подается в жилые здания. В этом случае энергия не тратится, напротив — серверные компании могут зарабатывать на этом деньги или менять свою энергию на услугу охлаждения. Вокруг нас множество подобных примеров потерь энергии. На самом деле нам не нужно постоянно увеличивать тепловую мощность генераторов. Есть примеры более энергоэффективных источников теплоты, таких как обогрев за счет энергии земли и скал. Атомная энергия, нефть, газ или уголь не приводят к устойчивому развитию, но если мы используем эти источники, производительность электростанции должна быть на максимуме.