Альтернативней альтернативного

Производить тепло и электричество без вреда для окружающей среды – вот основная идея альтернативной энергетики. Это направление в последние годы активно развивается во всем мире, но в богатой углеводородами России данная концепция до сих пор не находит должного понимания и поддержки. Впрочем, ежегодное удорожание энергоресурсов постепенно разворачивает общественное мнение в нашей стране в сторону «зеленых» источников энергии.

Солнечные технологии

Использование солнечного света с помощью фотоэлектрических батарей давно перестало быть чем-то необычным, особенно в Европе. Так, в Германии благодаря государственной программе, компенсирующей до 70% затрат, на «солнечное» электричество переходит до полумиллиона кв. метров крыш в год. А в Голландии построен целый жилой район, названный «Город Солнца», где на крыше каждого дома установлены солнечные панели.[1]

В России же, по оценкам отраслевых экспертов, общая мощность солнечной генерации еще пару лет назад не превышала 2 МВт – это менее 0.001% в общем энергобалансе страны.[2] Причина банальна: из-за дорогих фотоэлектрических панелей и сопутствующего оборудования себестоимость 1 кВт «солнечного» электричества в несколько раз превышает затраты на производство электроэнергии традиционными способами. Из-за этого срок окупаемости превышает 10-15 лет.

В результате использование солнечных батарей оправдано лишь в удаленных районах, куда еще не дотянули свои провода электросетевые компании. Например, в алтайском поселке Яйлю недавно построена первая в России автономная гибридная электростанция мощностью 100 кВт, состоящая из солнечных модулей и дизель-генератора. Аналогичные гибридные электростанции планируется построить в Якутии, Тыве, Забайкальском крае и регионах Дальнего Востока.[3]

Но что насчет использования энергии солнца в плотной городской застройке? Как показывают расчеты, чтобы полностью обеспечить здание электричеством, солнечными батареями должна быть покрыта площадь, в несколько раз превышающая размеры крыши. Так что в последние годы научные разработки идут в направлении превращения всего фасада здания в одну огромную фотоэлектрическую панель.

Например, в рамках европейского проекта Peer+ разработано стекло Smart Energy Glass, которое благодаря покрытию из специальных полимеров работает как солнечная батарея. Аналогичный проект реализуется учеными Университета Лестера (Великобритания) в сотрудничестве с норвежской компанией EnSol AS. Солнечные батареи заключаются в прозрачную пленку, которая может клеиться на окна домов, а также на крыши и стены.[4]

«Подобные технологии, позволяющие сделать солнечные батареи из любых светопрозрачных конструкций, помогут удовлетворить заметную долю энергетических потребностей здания. Особенно заметен вклад «зеленой» энергетики будет в деловых центрах со сплошным структурным остеклением», – считает Антон Богданов, директор по маркетингу компании PROPLEX, первого российского разработчика и крупнейшего производителя оконных ПВХ-систем по австрийским технологиям.

В отличие от весьма недешевых фотоэлектрических панелей, все большей популярностью в южных регионах нашей страны начинают пользоваться солнечные коллекторы.

Опыт Сочинского государственного университета туризма и курортного дела показывает, что система ГВС на базе солнечных коллекторов может работать даже в зимний период.Специалисты ФГУП «НПО машиностроения» рассказывают, что 24 солнечных коллектора были установлены на плоской крыше здания и обеспечивают производство до 4000 л горячей воды в день. Причем стоимость вырабатываемого тепла составляет 170-200 руб. за Гкал, что примерно в пять раз ниже расценок городских теплосетей.[5]

Такие системы уже доступны и для владельцев частных домов. Например, для обеспечения горячего водоснабжения и частичного отопления дома установка на базе четырех вакуумных коллекторов мощностью 6,7 кВт обойдется всего в 245 тыс. руб.[6] При этом окупаемость такого оборудования в Краснодарском крае составляет всего 3-5 лет.

Энергия вокруг нас

Ситуация с ветрогенерацией аналогична «солнечной энергетике». По данным Европейской ветроэнергетической ассоциации, вклад этого экологически чистого источника в суммарные генерирующие мощности Европы уже превысил 100 ГВт, а, например, в Дании с помощью ветрогенераторов производится 28% всего электричества.[7] В России же действует несколько небольших ветроэлектростанций в Калининградской области, на Чукотке, в Башкортостане и Калмыкии суммарной мощностью всего 17-18 МВт.[8]. В основном ветряки у нас остаются решением для электроснабжения домов энтузиастов-частников. Нередко их совмещают с солнечными батареями, чтобы компенсировать недостаток энергии ночью или в пасмурные дни.

В отличие от энергии солнца и ветра, которые не отличаются постоянством, потенциал недр земли можно использовать на большей части территории России. Здесь имеется в виду применение  так называемого низкопотенциального тепла почвы и грунтовых вод при помощи тепловых насосов. В нашей стране уже есть немало примеров успешного использования такого оборудования для обогрева как жилых частных и многоквартирных домов, так и бюджетных учреждений.

Так, по словам Андрея Осипова, специалиста компании «Данфосс», томский детский сад № 83 «Солнечный зайчик» на 100% обеспечивается теплом и горячей водой за счет использования тепловых насосов суммарной мощностью 126 кВт (по 42 кВт каждый). Теплообменники расположены в 24 скважинах глубиной до 100 метров, пробуренных по периметру здания. А в пригороде Санкт-Петербурга, в коттедже площадью 270 м² организована система отопления и горячего водоснабжения на основе теплового насоса Danfoss мощностью 16 кВт. Подобные системы становятся все более популярными среди частных застройщиков, даже несмотря на немалую цену, так как позволяют сократить затраты на отопление на 75%.

Бросовая энергия

Если оглядеться по сторонам, то можно обнаружить, что потенциальные источники энергии буквально валяются у нас под ногами и нужно лишь научиться извлекать из них пользу.

В Великобритании, Австралии, Швейцарии, Китае и других странах есть интереснейшие реализованные проекты по выработке с помощью биогазовых станций электроэнергии из метана, образующегося на городских свалках или на очистных сооружениях. Так, построенная в Австрии на свалке вблизи г. Вены станция мощностью 7908 кВт обеспечивает электроэнергией 25 тыс. квартир.[9]

Отходы деревообрабатывающей и пищевой промышленности (опилки, рапсовая и подсолнечная лузга, а также солома большинства зерновых культур), которые у нас обычно выбрасываются или впустую сжигаются, могут послужить материалом для изготовления топливных пеллет (гранул). По себестоимости отопления топливные пеллеты и брикеты обладают неоспоримым преимуществом перед углем и дровами и уступают лишь природному газу. В Европе гранулированное топливо используется как для производства тепла большими районными котельными, так и для отопления частных домов. Российские же производители топливных гранул работают в основном на экспорт, так как среди потребителей этот вид биотоплива пока остается практически неизвестным.

Сберег – значит, заработал!

Между тем, россияне еще не вполне освоили богатейший ресурс экологически чистой энергии – энергосбережение. По мнению многих экспертов, российские дома из-за неэффективной организации отопления и слабой теплозащиты тратят в несколько раз больше энергоресурсов, чем аналогичные здания в Европе. Так что потенциал энергосберегающих мероприятий многократно превосходит все известные альтернативные источники энергии.

Причем нет смысла изобретать велосипед, ведь в Европе за последние десятилетия уже наработан комплекс решений, позволяющих сократить энергозатраты зданий до минимума. На принципах системного энергосбережения построены так называемые «пассивные дома» и «здания с нулевой эмиссией». Благодаря комплексной теплоизоляции сокращаются потери тепла через ограждающие конструкции здания. Затраты на теплоснабжение в энергоэффективном доме снижаются в 10-20 раз по сравнению с типичными российскими домами.

Строители уверяют, что все технологии энергосбережения, применяемые при строительстве «пассивных» домов, уже хорошо известны в России.

«Такая популярная и доступная практически каждому домовладельцу мера, как замена старых окон на современные энергосберегающие оконные конструкции с герметичными стеклопакетами, сокращает затраты на отопление сразу на 20-30%, – комментирует Антон Богданов (PROPLEX). – Срок окупаемости таких вложений составляет не более 4-5 лет – гораздо быстрее, чем для любых альтернативных источников энергии».

Важную роль в энергосбережении играет также применение систем активной вентиляции с рекуперацией тепла. Именно такая гибридная схема вентиляции была использована при строительстве «Активного дома» в поселке «Западная долина» Нарофоминского района Подмосковья. Качественные теплоизоляционные материалы, солнечные коллекторы и батареи, геотермальный тепловой насос и система интеллектуального управления инженерными системами здания «умный дом» позволили снизить годовое потребление энергоресурсов до 38 кВтч/м², что соответствует европейским стандартам энергоэффективного дома.

«Примечательно, что в энергоэффективных домах приветствуются большие, панорамные окна, если они ориентированы на юг и юго-запад, – отмечает Антон Богданов (PROPLEX). – Это позволяет строению аккумулировать максимум солнечной энергии. Чтобы через огромную площадь панорамных окон не уходило тепло, используются специальные стеклопакеты с селективным стеклом. Благодаря низкоэмиссионному покрытию такое стекло не пропускает инфракрасное излучение и тем самым удерживает тепло внутри здания».

Итак, на сегодняшний день россияне в большинстве своем не готовы вкладывать средства в солнечные батареи или ветряки, срок окупаемости которых растягивается на многие годы. Поэтому на данном этапе экостроительство с использованием альтернативных источников энергии у нас носит в основном имиджевый характер. Однако со временем и мы дорастем до «зеленых» технологий – когда придет понимание ответственности за сохранность нашего общего дома под названием Земля.

Пресс-служба производителя оконных систем PROPLEX