К вопросу об энергосбережении

По оценке Международного энергетического агентства (IEA) Россия занимает 10-ое место в мире по «энергорасточительности», при этом по оценке Министерства экономического развития и торговли РФ от 35 до 47% от всего объема получаемой в России энергии тратится впустую. Статистика удручающая, в комментариях не нуждается. Тринадцать лет назад был принят Федеральный закон №28 от 1996 года «Об энергосбережении» с поправками от 2006 и 2008 годов этот закон действует и сейчас. К сожалению, принятие закона не оказало решающего значения в эффективности использования энергоресурсов в России. Проблема энергосбережения очень многогранная, обсуждать ее можно долго, поэтому в данной статье ограничимся тремя проблемами в энергосбережении.

Прежде всего, обратимся к мировому опыту. Например, в течение 20 лет годовой объем потребления энергоресурсов в Дании остается практически неизменным, за это время ВВП страны вырос более чем в 1.5 раза. За последние 25 лет доля централизованного теплоснабжения в Дании возросла с 30% до 50% при одновременном абсолютном снижении потребления первичных энергоресурсов на теплоснабжение. Более того, наилучшие результаты достигнуты в отоплении жилых зданий, где наряду с повышением надежности и комфортности теплоснабжения, потребление энергии на единицу отапливаемого объема снизилось на 45%. Подчеркиваю, одновременно с повышением надежности и комфортности теплоснабжения снизилось потребление энергии на единицу отапливаемого объема.

В России идет обратный процесс (децентрализации теплоснабжения), не по этой ли причине Дания занимает лидирующее положение в мире по энергосбережению, а Россия уверенно стремится к лидерству по энергозатратам? Альтернатива централизованному теплоснабжению, безусловно, должна быть, вопрос в обоснованности применения локального или централизованного теплоснабжения. Критерием должно служить технико-экономическое обоснование, учитывающее местную специфику. Преимуществами централизованного теплоснабжения являются: низкая себестоимость и высокая надежность. Преимущества локального теплоснабжения: низкие потери на транспортировку и независимость в выборе режима работы системы теплоснабжения. По сообщениям фирм-изготовителей КПД локальных источников превышает 90%, но если всмотреться внимательнее, можно увидеть проблемы и в частности:

·        Расчетная температура холодной воды, подаваемой в импортное теплогенерирующее оборудование 10°С в наших условиях в отопительный период температура холодной воды составляет +5°С и менее, что приведет к эксплуатации оборудования в нерасчетном режиме.

·        Максимальный расчетный нагрев воды для нужд горячего водоснабжения для импортного оборудования составляет 45°С (от 10°С до 55°С), так же не соответствует нашим условиям эксплуатации.

·        Для устойчивой работы импортное теплогенерирующее оборудование требует подогрева воздуха, подаваемого на горение газа до положительной температуры. Некоторые фирмы гарантируют надежную работу своих агрегатов при температуре наружного воздуха, поступающего на горение, выше минус 20°С, но во многих регионах России температура наружного воздуха в зимний период меньше минус 20°С далеко не редкость, следовательно оборудование будет работать в нерасчетном режиме, что приведет к снижению КПД или выходу из строя теплогенерирующего оборудования.

·        При низких температурах наружного воздуха у теплогенерирующего оборудования, не оборудованного регулятором тяги, происходит отрыв пламени, что приводит в срыву теплоснабжения в самый пик нагрузки.

·        Пагубное влияние на работу теплогенерирующего оборудования оказывает качество исходной воды и состав газа, приводящие к снижению КПД или выходу из строя импортного теплогенерирующего оборудования.

Кроме того при организации локального теплоснабжения необходимо решить ряд вопросов не связанных напрямую с конструктивными особенностями оборудования и в частности:

·        Для гарантированной работы локальных источников теплоснабжения необходимо обеспечение гарантированного снабжения теплогенерирующего оборудования топливом, водой, канализацией и электроэнергией, что в ряде случаев представляет серьезную проблему.

·        Во избежание загрязнения окружающей среды необходимо правильно рассчитать, изготовить и организовать эксплуатацию оборудования удаления продуктов горения.

·        Перевод потребителей на локальные источники теплоснабжения в зоне централизованного теплоснабжения ухудшает показатели эффективности централизованного теплоснабжения. При переходе на локальный источник теплоснабжения сокращается подключенная нагрузка к источникам централизованного теплоснабжения, в результате чего тепловые сети работают в нерасчетном (неэкономичном) режиме, а на источнике образуется неиспользуемая резервная мощность.

·        Наконец, для того чтобы избежать неприятностей при установке и эксплуатации локальных источников (я привел далеко не полный список возможных проблем) необходимо располагать квалифицированным, обученным и имеющим опыт проектирования, монтажа и эксплуатации теплогенерирующего оборудования персоналом.

Сейчас в Европе в рамках реализации программы энергосбережения сняли с производства лампы накаливания, вместо них применяются энергосберегающие лампы. Действительно, затраты электрической энергии у люминесцентных ламп меньше, а срок службы больше чем у обычных ламп накаливания. Основной недостаток ламп накаливания – большое выделение тепла. Рядовой потребитель, заменив в квартире лампы накаливания на люминесцентные, сократит расход электроэнергии на освещение это очевидно, но при этом его (потребителя) никто не предупредил, что на всю сэкономленную сумму он (потребитель) купит тепловую энергию, ту самую тепловую энергию, которую раньше выделяли лампы накаливания. Как сотрудник теплоснабжающей организации я приветствую такой выбор потребителя, если потребитель желает заплатить больше теплоснабжающей организации и меньше электроснабжающей организации это его (потребителя) право. Действительно, тепло выделяемое лампами накаливания внутри помещения нагревает воздух внутри этого помещения. После замены ламп накаливания на люминесцентные потребуется увеличить потребление тепловой энергии, чтобы восполнить недостаток тепла для создания комфортных условий в помещении. Для освещения подсобных помещений, лестниц, коридоров и т.п. для которых комфортными считаются более низкие температуры, чем в жилых и офисных помещениях, кроме того люди в этих помещения проводят значительно меньше времени, применение люминесцентных ламп вполне оправдано. Освещение улиц, парков и дорог лампами накаливания, тем более мощностью 100Вт идея, мягко говоря, не очень разумная. Для наружного освещения применяются более эффективные осветительные приборы большей мощности и другого принципа действия. Что касается энергосберегающих ламп, то наряду с экономией электроэнергии они обладают рядом недостатков, а именно:

·        Эти лампы содержат ртуть. При ежегодном объеме продаж ламп накаливания в России порядка одного миллиарда, в случае замены их на энергосберегающие лампы, содержащие 2-5 миллиграмм ртути каждая, мы получим порядка 2-5 тонн ртути ежегодно, с учетом более длительного срока эксплуатации (вопрос спорный) чуть меньше. Причем основное скопление ртути окажется в городах, боле того детвора непременно разобьет лампы возле мусорных баков в непосредственной близости от жилых домов, что не наилучшим образом скажется экологии среды обитания населения. Вопрос утилизации люминесцентных ламп необходимо решать не только в части технологии утилизации, но и на законодательном уровне.

·        Спектр лампы накаливания (вверху) и энергосберегающей лампы (внизу)Спектр света, излучаемого этими лампами значительно отличается от естественного (солнечного). Спектр света ламп накаливания мощностью 100Вт наиболее близок к солнечному в отличие от энергосберегающих ламп. Последствия от длительного пребывания и работы человека в условиях искусственного освещения с неестественным спектром пока неизвестны. Можно предположить, что наши глаза не рассчитаны на длительную работу при искусственном освещении с неестественным спектром и спрогнозировать группы риска: младенцы, школьники, студенты и взрослые, чей труд связан с напряжением зрения. На картинке (справа) показан непрерывный спектр лампы накаливания (в верхней части картинки) и линейчатый спектр энергосберегающей лампы (в нижней части картинки). Я бы не рекомендовал рассматривать фотографии или накладывать макияж в свете таких (энергосберегающих) ламп. Справедливости ради надо отметить, что фирмы-изготовители энергосберегающих ламп выпускают лампы с непрерывным спектром, но светоотдача (эффективность преобразования электрической энергии в свет) у этих ламп значительно ниже. Кроме того цена ламп с непрерывным спектром значительно выше чем у обычных энергосберегающих ламп, и в продаже они встречаются реже.

·        Принцип действия энергосберегающих ламп основан на свечении люминофора (покрытия колбы лампы с внутренней стороны) при облучении ультрафиолетовыми лучами, испускаемыми ионизированными парами ртути. Безусловно, ультрафиолетовое излучение энергосберегающих ламп слабое, но при наличии дефектов в покрытии лампы или для людей с некоторыми заболеваниями глаз возможны нежелательные последствия.

·        Пуско-регулирующай аппарат энергосберегающих ламп излучает электромагнитное поле. Само по себе это поле достаточно слабое и угрозы для человека или животных не представляет, но интерференция слабых электромагнитных полей, создаваемых энергосберегающими лампами наряду с другими бытовыми и промышленными приборами, может привести к созданию зон с напряженностью электромагнитного поля представляющей угрозу для здоровья.

·        Мерцание энергосберегающих ламп с удвоенной частотой электрической сети при обычных условиях для здорового человека незаметно, но при выполнении работ, связанных с напряжением зрения или движущимися (в особенности блестящими) предметами может привести к переутомлению зрения, а у людей с расстройствами психики к обострению заболеваний.

·        Заявляемый фирмами-изготовителями срок службы энергосберегающих ламп до десяти тысяч часов, не соответствует действительности, в прерывистом цикле эксплуатации (включение – выключение) срок службы энергосберегающих ламп приближается к сроку службы ламп накаливания, при этом стоимость ламп накаливания значительно ниже. Кроме того, при использовании выключателей с неоновой подсветкой возможно периодическое кратковременное самопроизвольное зажигание ламп (мерцание).

·        На мой взгляд, неудачна формулировка вопроса о снятии с производства ламп накаливания (как типа), на данном этапе технологического развития во множестве областей народного хозяйства альтернативы лампам накаливания попросту нет. Например, в фарах автомобилей устанавливаются лампы накаливания. В прожекторах самолетов, кораблей, поездов метрополитена и на железнодорожном транспорте так же применяются лампы накаливания. В бестеневых операционных светильниках тоже установлены лампы накаливания. Сняв с производства лампы накаливания, мы лишимся не только всех видов транспорта, но еще и футбола, хоккея, кино, телевидения, театра и цирка! Потому, что софиты, освещающие массовые мероприятия, также используют лампы накаливания.

В завершение вопроса «о лампочках» хочу отметить, что применение энергосберегающих ламп приведет к незначительной экономии топливных ресурсов, а потребитель понесет существенные затраты на приобретение новомодных лампочек, словом, как всегда. Кроме того уже появляются предупреждения врачей, подтверждающие мои опасения в части небезопасности люминесцентных (энергосберегающих) ламп для здоровья человека.

Напоследок рассмотрим еще одну энергосберегающую инициативу. Есть мнение «закрыть» открытые системы теплоснабжения. Примерно половина систем теплоснабжения России открытые, т.е. с непосредственным отбором теплоносителя на нужды горячего водоснабжения (далее ГВС). В свое время, использование открытых систем теплоснабжения позволило существенно (почти в два раза) повысить эффективность использования топлива на электростанциях (ТЭЦ) работающих в режиме когенерации, т.е. одновременной выработки электрической и тепловой энергии. В Санкт-Петербурге все ТЭЦ кроме электрической энергии поставляют и тепловую энергию в систему теплоснабжения города. С момента строительства этих ТЭЦ прошло много лет, оборудование устарело морально и физически можно бы и поменять, но прежде чем принципиально изменить систему теплоснабжения города необходимо взвесить все за и против.

·        Независимо от вида (открытая или закрытая) системы теплоснабжения в нее (в систему) необходимо будет подать столько энергии сколько необходимо для восполнения тепловых потерь отапливаемыми зданиями и тепло, необходимое для приготовления ГВС, т.е. столько же сколько подается сейчас. Экономический эффект можно получить только от сокращения потерь при транспортировке, а эти потери для открытых и закрытых систем определяются качеством тепловой изоляции магистралей, следовательно, переход на закрытую систему теплоснабжения без замены всех тепловых сетей города не даст никакого экономического эффекта. С другой стороны, оставив систему теплоснабжения города открытой, но заменив все тепловые сети города на новые, с более эффективной тепловой изоляцией, будет получен такой же экономический эффект.

·        В случае закрытия системы теплоснабжения быстро выяснится, что городской водопровод не обладает достаточной пропускной способностью, для доставки того количества воды, которое в настоящее время подается потребителям на нужды ГВС по тепловым сетям. Следовательно, закрытие систем теплоснабжения автоматически приводит к реконструкции городского водопровода в масштабах города.

·        Для нагрева водопроводной воды на нужды ГВС потребуется во всех зданиях установить оборудование, которое будет нагревать холодную воду, контролировать температуру нагрева, обеспечивать циркуляцию и т.п. Таким образом, технологический процесс приготовления горячей воды будет перенесен с нескольких сотен источников в десятки тысяч жилых и общественных зданий, что само по себе создаст дополнительную проблему с персоналом.

·        Для обслуживания дополнительного многочисленного теплотехнического оборудования и автоматики потребуется армия квалифицированных рабочих и инженеров, которых еще надо обучить и научить работать безопасно. Вопрос безопасности производства работ далеко не последний когда речь идет о монтаже и обслуживании энергетического оборудования, устанавливаемого в жилых зданиях.

Единственное разумное обоснование закрытия систем теплоснабжения - сделать как в Европе. Убедительное обоснование для обывателя. При переводе открытой системы теплоснабжения на закрытую потребуется сменить все (подчеркиваю ВСЕ) оборудование всех источников, всех тепловых сетей, всех тепловых пунктов, всех узлов присоединений систем теплопотребления, кроме того тепловые сети находятся под землей, после замены сетей потребуется восстановить дорожное покрытие и придорожное озеленение. Одновременно с реконструкцией системы теплоснабжения потребуется реконструкция всего городского водопровода. Фактически закрытие системы теплоснабжения означает реконструкцию всего инженерно-технического хозяйства города.

В завершение статьи несколько практических советов как организовать реальное энергосбережение.

·        Оценку результатов внедрения энергосберегающих мероприятий необходимо производить по фактическому количеству сэкономленного топлива. Если на источниках тепловой и электрической энергии сократилось потребление топлива, значит, достигнут экономический эффект, если нет, значит, произошло перераспределение затрат без энергосберегающего эффекта.

·        Анализ происшествий в стране, в том числе и в энергетике, свидетельствует о систематическом и повсеместном несоблюдении технологической дисциплины, следовательно, самое эффективное энергосберегающее мероприятие в настоящее время – искоренение технологического разгильдяйства. При технически грамотной эксплуатации даже существующего морально и физически устаревшего оборудования неизбежно будет получен положительный экономический эффект, точнее сократятся незапланированные потери, обусловленные неэффективной эксплуатацией оборудования.

·        Восстановить профессиональное обучение инженерно-технического персонала и рабочих, причем, не только в энергетике. Технически грамотные специалисты удержат менеджеров от принятия неэффективных решений и помогут грамотно организовать эксплуатацию оборудования с максимальным экономическим эффектом.

·        При разработке планов по внедрению энергосберегающих мероприятий необходимо прислушиваться к мнению специалистов, а при принятии масштабных (дорогостоящих) программ в обязательном порядке проводить экспертизу (лучше независимую) технико-экономического обоснования предлагаемых мероприятий.



С.И.Черноморченко, Ноябрь 2009 г.

Вернуться на главную страницу Открыть сайт Вернуться в раздел

Счетчик посещений Counter.CO.KZ