Энергопотребление и экология

Пока ученые и политики спорят о скорости и причинах глобального потепления, среднегодовые температуры на планете растут, а погода преподносит все больше неприятных сюрпризов в виде засух и наводнений, небывалой жары и неслыханных морозов. Это трудно осознать, но непосредственными виновниками подобных пугающих изменений климата являемся мы с вами – лишь потому, что потребляем слишком много энергии.

Причины и следствия

Факты неумолимы – глобальное потепление на наших глазах приводит к целому ряду драматических изменений. Площадь льдов в Арктике достигла рекордно низкого уровня за последние 30 лет.  Жители тропических регионов замечают, что ежегодные тайфуны становятся все свирепее. А граждане островных тихоокеанских государств Тувалу и Кирибати всерьез опасаются, что начинающееся поднятие уровня Мирового океана скоро лишит их большинства территорий. Тем более что некоторые из коралловых островов уже ушли под воду. 

Если эти процессы будут развиваться в том же темпе, к 2100 году затопленными окажутся обширные прибрежные земли, на которых сейчас живет не менее полумиллиарда человек.

Основной виновник всех этих изменений, как хорошо известно, – парниковый эффект, вызываемый в первую очередь углекислым газом (CO2), концентрации которого в атмосфере год от года растут и сейчас находятся на исторических максимумах. Если разбираться в причинах роста содержания CO2, то окажется, что самый значительный вклад в него вносит человечество – сжиганием ископаемых видов топлива (нефти, газа и угля). Около 10% антропогенных выбросов этого газа приходится на промышленность, 13,5% на транспорт и не менее 24,5% – на энергетику и отопление зданий.  То есть растущие потребности населения в теплых жилищах и электричестве для работы всевозможной бытовой техники оборачиваются серьезным вредом для природы.

Что же делать? В ближайшие десятилетия нереально отказаться от использования нефти, газа и угля. Сейчас в мире не менее 62% энергии производится именно благодаря сжиганию углеводородов, а экологически чистая альтернативная энергетика (использование ветра, тепла земли, приливных волн и солнечного света) обеспечивает не более 3% потребностей людей.  А это значит, что на сегодняшний момент единственный рациональный выход – многократное увеличение эффективности использования энергоресурсов.

Пора охладить Землю!

Снизить негативное воздействие человека на климат и, в частности, сократить выбросы парниковых газов в мировых масштабах пытаются уже не одно десятилетие. Одной из наиболее серьезных попыток стал Киотский протокол, который с 1997 года подписали и ратифицировали 192 страны (на них совокупно приходится 63,7% общемировых выбросов). 

Предполагалось, что крупнейшие «загрязнители» возьмут на себя обязательства по снижению выбросов CO2. Например, Евросоюз обещал до 2012 года уменьшить эмиссию углекислого газа на 8%. К сожалению, США и Китай, будучи крупнейшими «производителями» CO2, не брали на себя никаких обязательств, а без их участия этот документ во многом потерял смысл. А следующий этап протокола, стартовавший в декабре 2012 года, может пройти без таких крупных промышленных стран, как Канада и Россия.

Так или иначе, это была лишь «первая ласточка», которая вскоре сменится новыми глобальными соглашениями.
Какие же меры предлагаются подобными документами для снижения эмиссии парниковых газов? Помимо модернизации промышленности и энергетики, особое внимание, по мнению экспертов, должно уделяться жилым и коммерческим зданиям. На них приходится почти 18% всех выбросов CO2 – главным образом за счет затрат энергоресурсов на отопление, нагрев горячей воды, вентиляцию, кондиционирование и освещение.

Так что снижение энергоемкости зданий считается одной из приоритетных задач.

В Европе этим занимаются еще с 1970-х гг. и нефтяного кризиса, и изначально подобные шаги имели только экономический смысл. Позднее стало очевидно и огромное экологическое значение этих мер.

Одним из направлений стало развитие концепции домов с крайне низким энергопотреблением. Например, с 2002 года в Европе запрещено строительство домов, расходующих на отопление более 60 кВт•ч на м² в год. Для сравнения, здания старой постройки тратят впятеро больше энергоресурсов.

В зависимости от степени экономии энергии, такие постройки называют «пассивными домами» (не более 15 кВт•ч на м² в год), или даже «домами с нулевым потреблением энергии» (zero-energy house), которые  известны еще и как «здания с нулевой эмиссией» (zero-emission buildings). В последнем случае на их отопление вообще не нужно тратить топливо, так как они обходятся энергией, получаемой из возобновляемых и экологичных источников (тепловых насосов, солнечных коллекторов и батарей, ветряков и т.п.), а также теплом, выделяемым жильцами и электрическими бытовыми приборами.

«В концепции энергоэффективных домов решающее место занимают меры по радикальному снижению теплопотерь через все ограждающие конструкции – внешние стены, окна и кровли. Используются новейшие теплоизоляционные материалы и решения, – рассказывает Антон Богданов, директор по маркетингу компании PROPLEX, первого российского разработчика и крупнейшего производителя оконных ПВХ-систем по австрийским технологиям. – Чтобы как можно более полно использовать дневной свет, площадь остекления значительно увеличивается.

Вместе с тем, к термосопротивлению светопрозрачных конструкций предъявляются очень высокие требования. Поэтому в «пассивных домах» используются «теплые» оконные конструкции, собранные из многокамерных ПВХ-профилей и герметичных двухкамерных стеклопакетов, заполненных аргоном. Причем стекла применяются с низкоэмиссионным покрытием, задерживающим тепловое излучение.

Дом, по сути, становится термосом, сохраняющим тепло в морозы или прохладу – в летнюю жару».
Крайне важно, что такой «пассивный дом» выбрасывает практически в 10-15 раз меньше CO2, чем обычное жилище. То есть его вклад в глобальное потепление сведен к минимуму.

К настоящему моменту во всем мире построено уже несколько тысяч «пассивных домов», большая часть которых находится в Европе.  Это и небольшие коттеджи на одну семью, и многоквартирные дома, и даже высотные офисные здания. Но Европа и не думает останавливаться на достигнутом. В соответствии с «Директивой энергетических показателей в строительстве» (Energy Performance of Buildings Directive), принятой странами Евросоюза, к 2020 году там планируется строить только здания, близкие к энергетической нейтральности.

Энергопотребление по-нашему

А как же в России борются с глобальным потеплением? Увы, у нас эта задача явно не стоит в числе приоритетных. Наша страна пока занимает чуть ли не лидирующие позиции по нерациональному отношению к потреблению энергоресурсов. В жилищно-коммунальной сфере расходуется более 20% всех топливно-энергетических ресурсов страны, или 240 млн. тонн условного топлива в год.  Энергопотери из-за слабо утепленных зданий и ветхих теплотрасс, по некоторым данным, достигают в коммунальном хозяйстве 70%. То есть порядка 170 млн. тонн топлива каждый год вылетают «в трубу», не принося никакой пользы населению и внося свою весомую лепту в глобальное потепление. Понятно, что резервы для оптимизации энергопотребления здесь просто колоссальные!

Для того чтобы решить проблему с нерациональным отношением к ресурсам, в 2009 году был принят Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности…». Он устанавливает жесткие требования к теплозащите новых зданий, вводит обязательный энергетический аудит построек, коммерческий учет энергоресурсов и много других важных мер. Предполагается, что за счет этих преобразований к 2015 году снижение энергоемкости российской экономики составит не менее 15%.

Впрочем, первые шаги в этом направлении были сделаны гораздо раньше.

«СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», введенными в 2003 году, были установлены достаточно высокие нормы по термосопротивлению ограждающих конструкций зданий, которые соответствуют общеевропейским стандартам, – отмечает Вадим Каретников, вице-президент консорциума «Энергокоминтех». – Так что основным проблемным местом сейчас являются ранее построенные здания, где эти показатели в 4-5 раз ниже, чем прописано в нормах. В таких домах необходимо проводить энергоаудит, чтобы понять, куда «утекает» тепло и затем устранять обнаружившиеся недостатки».

Европа всё это уже проходила 20-30 лет назад, так что нам остается только использовать западные наработки. В частности, в рамках федеральной программы софинансирования капремонтов во многих регионах страны уже проводится модернизация многоквартирных домов старой постройки – 5-9-этажных «панелек».

И результаты получаются весьма впечатляющие. К примеру, в Томске в стандартной «хрущевке» были заменены все инженерные коммуникации, поставлены пластиковые окна, дверные проемы, отремонтированы подъезды, надстроена мансарда. После такой реновации экономия энергоресурсов в доме составила 40%!

«Установка современных энергосберегающих окон – это одна из первоочередных мер, с которой должна начинаться любая модернизация или капитальный ремонт здания старой постройки. Ведь именно старые окна чаще всего являются основным каналом теплопотерь, – говорит Лев Минуллин, директор по развитию компании PROPLEX. – Благодаря современным оконным конструкциям даже постройки XIX века могут стать гораздо более энергоэффективными. Например, недавно в здании Самарского драматического театра, построенном в 1888 году, были установлены энергосберегающие окна на основе профильной системы PROPLEX-Optima, после чего потребность здания в тепле сократилась на 30%».

Оптимизировать энергопотребление многоквартирных домов помогает комплексная модернизация, в том числе отопительных систем зданий. Как отмечает Вячеслав Гун, заместитель директора отдела тепловой автоматики компании «Данфосс», крупнейшего мирового производителя энергосберегающего оборудования для систем отопления, благодаря комплексной модернизации здания, включающей установку автоматизированных тепловых пунктов (ИТП) и терморегуляторов на приборах отопления экономия тепловой энергии может достигать от 25 до 50% за сезон.  Например, к 2010 году  г. Набережные Челны был на 80% оснащен  автоматизированными тепловыми пунктами – это более 1000 ИТП.

В результате проведенной модернизации теплопотребление зданий сократилось более чем на 20%. А по сравнению с домами, где модернизация не проводилась, потребление оказалось в 1,5 раза меньше.

Пассивность не в моде

Если утепление старых домов и установка энергосберегающего оборудования уже поставлены на поток, то новейший европейский тренд – «пассивные дома» – приживается у нас с трудом.

«Технологии пассивных домов достаточно дорогостоящи, поэтому их массовое внедрение в нашей стране будет еще нескоро, – считает Вадим Каретников («Энергокоминтех»). – О повсеместном строительстве таких зданий можно будет говорить, когда они по стоимости станут сопоставимы с традиционными. Пока же идет наработка опыта, адаптация технологий к российским условиям и мониторинг пилотных проектов».

Первый официально сертифицированный «пассивный дом» в нашей стране был построен компанией «Мосстрой-31» в Бутове, одном из районов Подмосковья. Коттедж общей площадью 246 кв. м возведен с использованием современных утеплителей – пенополистирола и неопора толщиной до 15-30 см, а также высокотехнологичных инженерных систем. Себестоимость одного квадратного метра такого дома без отделки составила 24 тыс. рублей, а удельный расход тепловой энергии на отопление – 24 кВт•ч на м² в год.

То есть эта постройка по части энергоэффективности не намного уступает своим европейским собратьям.

Еще одним инновационным проектом является «Активный дом», построенный компанией «Загородный Проект» в Московской области. Здание сочетает в себе технологии «пассивных» и «умных» домов. Все инженерные системы дома интегрированы в единую автоматизированную систему управления.

Летом для проветривания помещений используется естественная вентиляция, а зимой – приточно-вытяжная система с рекуперацией, возвращающей до 90% тепла. Солнечные коллекторы, установленные на крыше и тепловой насос Danfoss полностью обеспечивают отопление и горячее водоснабжение дома. Потребительские преимущества установки геотермального теплового насоса – это снижение в 4 раза счетов за электроэнергию, экологическая чистота и длительный срок бесперебойной работы.

Все перечисленные меры позволили добиться энергопотребления 56 кВт•ч на м² в год, что почти в 5 раз меньше, чем у обычного российского дома, построенного без использования энергосберегающих решений.

Мы привыкли расходовать энергоресурсы, не задумываясь о возможных последствиях. Но сейчас существует настоятельная необходимость в формировании новой культуры ответственного энергопользования. Всемирной комиссией по окружающей среде и развитию (WCED) в 1983 году была предложена концепция «устойчивого развития», то есть повышение качества жизни людей при сохранении окружающей среды и бережном использовании ресурсов.  Этот подход поможет не только сэкономить колоссальные средства и улучшить жизнь сотен миллионов человек, но и сохранить планету для будущих поколений.

Пресс-служба компании PROPLEX