Место приборостроения в энергетике. 
Совершенство потребления приборами электроэнергии

Вопрос сбережения энергии и внедрения новых решений в России, в отличие от стран ЕС, пока носит не столь массовый характер. В остальном Россия следует вполне в русле европейских тенденций: мы начинаем применять альтернативные источники энергии, модернизируем оборудование и используем более цивилизованные формы регулирования потребления. Остается надеяться, что результаты экономии, достигнутые в рамках отдельных российских проектов, «воодушевят» все больше новых предприятий и простых жителей страны. Современные европейские страны объединяет одна главная черта — стремление любой ценой снизить потребление энергоресурсов. Разработанный в 2006 г. план действий по экономии энергии в ЕС содержит 75 пунктов. Предложенные Еврокомиссией меры могут помочь сэкономить до 100 млрд евро ежегодно. Цифра впечатляет, но и это не предел. В масштабах нашего государства можно говорить о гигантских средствах, которые можно сберечь уже сейчас. И в этом отношении европейский опыт — настоящий кладезь знаний для всех нас.

Если проанализировать весь комплекс мер, принимаемых в ЕС для повышения энергоэффективности, можно выделить три главных направления: применение альтернативных источников энергии, модернизация оборудования и регулирование энергопотребления.

С точки зрения использования разнообразных источников энергии, интересен опыт Франции. В 1970;х гг. она обеспечивала себя энергией за счет собственных ресурсов только на четверть, а сегодня — более чем наполовину. Конечно, свою роль сыграл и переход к ядерной энергетике, однако важно и то, что европейские государства научились применять в качестве источника энергии то, что есть повсюду: солнце, ветер, геотермальное тепло и многое другое.

Конечно, можно возразить: по сравнению с Россией Франция — «теплая» страна. На самом деле, вопреки бытующим стереотипам, энергию солнца можно использовать не только в южных широтах. Солнечный коллектор площадью 1 кв. м, установленный где-нибудь в средней полосе России, в течение светового дня (даже в весенне-осенний период) нагревает 70−100 л воды до 60 °C.

Если солнца совсем мало, на помощь приходит ветер. Ветрогенераторы получили широкое распространение во многих европейских странах — Германии, Дании, Голландии и других. Ветроэнергетические установки конструируются в расчете на номинальную мощность при скорости ветра от 8 до 12 м/с. Средняя продолжительность эксплуатации таких установок составляет от 5 до 7 тыс. часов в год, из них 1−2 тыс. часов в год с полной мощностью.

В России такие источники энергии могут быть особенно эффективны в «суровых» районах — на Крайнем Севере, Камчатке и т. п., где ветер дует практически всегда. По данным ученых, таким образом можно электрифицировать около 17 тыс. населенных пунктов.

А для применения в качестве источника энергии природного тепла земли нет почти никаких ограничений. Фактически это единственный энергоресурс, который не зависит от погоды или времени года: данное тепло имеется практически везде. Для его использования необходимо пробурить отверстие, куда спускается геотермальный зонд. По сути, он представляет собой теплообменник: циркулирующая в нем жидкость (теплоноситель) передается в дом и используется для его отопления. Технология уже отработана: только в Швейцарии их установлено более 30 тыс. зондов.

Еще одно перспективное направление — применение в качестве альтернативных источников энергии не только природных ресурсов, но и различных отходов. Например, многие котельные в Европе работают на основе биомассы — отходов деревообрабатывающей промышленности.

Кроме того, использовать можно и отслужившую в канализациях горячую воду или отработанный теплый воздух, выходящий из вентиляционных установок. «Загрязняя природу отработанным воздухом вентиляционной системы или канализационными сбросами, мы теряем тепло. Эта „ненужная“ теплота обычно имеет определенный уровень температуры, который можно повысить с помощью тепловых насосов, и тогда „отработанную“ теплоту можно использовать снова и не вредить природе», — отмечает российский ученый и изобретатель Григорий Васильев.

В России уже есть примеры подобных установок. Например, в двух 17-этажных домах, построенных в 2001 г. в московском микрорайоне Никулино-2, используется система горячего водоснабжения здания на основе тепловых насосов. Источниками энергии для нее служат тепло грунта и вентиляционных выбросов, которые в сумме дают мощность 210 кВт. А теплонасосная станция мощностью 2 МВт в Зеленограде использует «вторичное» тепло канализационных сточных вод. Подобные цифры дают представление о том, какой потенциал имеют подобные нововведения. К тому же за счет альтернативных источников энергии можно решить проблему со многими видами отходов, а также, что самое важное, снизить негативное воздействие на окружающую среду.

Говоря об альтернативных источниках энергии, даже европейцы остаются реалистами: в ближайшее время с помощью солнца и ветра можно решить лишь часть проблем; основный же объем энергосбережения достигается за счет модернизации оборудования уже действующих электрои теплостанций.

«Последние годы показали, что прирост мощностей на ТЭЦ и ГЭС не решает проблему нехватки электричества. Он ведет в основном к тому, что повышается потребление энергии на самих станциях», — считает Сергей Серебренников, ректор Московского энергетического института (МЭИ). Солидарен с ним и Евгений Скляров, руководитель столичного Департамента топливно-энергетического хозяйства (ДТЭХ): «Создать новый киловатт намного дороже, чем сберечь его за счет внедрения энергоэффективных технологий».

Российский опыт модернизации существующих станций показывает возможный размер экономии. «Уже сейчас мы строим новые парогазовые электростанции, которые позволяют сократить потребление топлива в полтора раза по сравнению с традиционными газовыми. Правда, пока таких станций всего пять — это ничтожный процент от общего количества. Но, если перевести всю страну на новую технологию, это позволит сэкономить 30−40 млрд. м3 газа», — говорит Андрей Трапезников, член правления РАО «ЕЭС России».

Разумеется, экономить могут и должны не только энергетики, но любые иные организации. «Раньше, когда цена на энергию не росла такими стремительными темпами, как сейчас, экономия от энергосберегающего оборудования не была столь актуальной для предприятий. Сейчас каждая сэкономленная единица энергии — существенный плюс в балансе компании, которая приобретает оборудование», — считает Михаил Рыжков, руководитель направления блочных тепловых пунктов в Северо-Западном регионе ООО «Данфосс», ведущего мирового производителя энергосберегающего оборудования для систем отопления и теплоснабжения зданий.

Например, сегодня до 20% всего мирового потребления электроэнергии приходится на насосы. Применяя в промышленности и в жилых домах энергоэффективные насосы, можно значительно снизить свои затраты. Например, современные насосы, по сравнению с «традиционными», экономят от 30% до 80% энергии. В частности, в соответствии с классификацией энергопотребления, введенной в Европе в 2005 г., циркуляционный насос Grundfos ALPHA 2 относится к классу А, т. е. обладает самой высокой энергоэффективностью. Максимальная потребляемая мощность этой модели составляет 22 Вт. Таким образом, годовое энергопотребление в доме площадью 200 м не превышает 90 кВт*ч.

Для того чтобы снизить потребление энергии, надо не только устанавливать специальные приборы, но и следить за применением уже имеющихся. Например, в ЕС собираются бороться с использованием электроприборов в т.н. «энергосберегающем режиме». Дело в том, что не выключенные из электросети приборы на самом деле потребляют немало электричества. Таким образом, в масштабах среднего офиса за год можно экономить немалые деньги, только выключая компьютеры из сети.

Сфера энергетики примечательна тем, что усилия одних ее участников могут оказаться совершенно напрасными, если другие не предпримут соответствующие меры. Простой пример: можно эксплуатировать самое современное оборудование, но эффекта от экономии не будет, если люди оставляют во всех комнатах включенный свет или открытую форточку в сезон отопления.

Речь идет о третьем существенном направлении экономии — регулировании потребления энергии. Сегодня можно смело утверждать, что население России гораздо более «подковано» в этом вопросе, чем несколько лет назад. Результаты исследования, проведенного в марте 2008 года компанией «Данфосс», показали, что почти 90% опрошенных россиян знают, что коммунальные платежи можно сократить самостоятельно.

Так, например, по словам Александра Бугакова, генерального директора компании «Эlevel», «средняя семья в трехкомнатной квартире имеет возможность экономить до 50% затрат на электроэнергию, только используя датчики движения и энергосберегающие лампы».

Датчики движения — давно не фантастика, а реалии жизни европейцев, окружающие их дома и на работе. В России долгое время подобные приборы были уделом лишь «энтузиастов», однако в начале 2008 г. правительство Москвы заявило, что планирует внедрять автоматизированную систему управления освещением в жилых домах на севере столицы. В подъездах установят специальные датчики, реагирующие на движение: когда человек заходит в подъезд, свет автоматически включается, а при выходе или заходе в лифт — выключается.

Также в рамках программы по энергосбережению в САО Москвы планируется провести целый ряд мероприятий. В частности, предполагается использовать экономичные светильники для уличного освещения, а также утеплять чердаки, подвалы, окна и двери подъездов домов. Таким образом, по планам в САО будет сэкономлено около 1 млн. кВт*ч электроэнергии.

Еще один распространенный в Европе способ экономии — применение радиаторных терморегуляторов. С их помощью в квартире можно задать разную температуру воздуха: в гостиной — теплее, в спальне — прохладнее, и т. д. Радиаторный терморегулятор, установленный на трубе перед прибором отопления, «заботится» о поддержании необходимой температуры, заданной пользователем. Это позволяет избавиться от «перетопа» и «недотопа», т. е. установить комфортные условия в помещении. А установка теплосчетчиков делает экономию «зримой»: жильцы платят только за реально потребленное тепло.

Разумеется, наиболее рациональный подход — комплексное переустройство системы электроснабжения или отопления. Конечно, первоначальные вложения будут выше, но и эффект гораздо внушительнее.

Например, новый жилой комплекс «Серебряные ключи» в Петербурге укомплектован энергосберегающим оборудованием для теплоснабжения зданий. Автоматические балансировочные клапаны позволяют равномерно распределить тепло, поступающее в систему отопления зданий. А для поддержания желаемой температуры в помещениях во внутренних системах отопления домов применяются радиаторные терморегуляторы Danfoss. В целом данные меры позволяют экономить в среднем 25% тепловой энергии в год.