Энергоэффективное строительство в сибири

Сибирь могла бы стать площадкой для добычи тепла Земли

В России давно разработана геотермическая карта и определены несколько наиболее перспективных регионов для размещения опытных установок для добычи петротермальной энергии — это вся Западная Сибирь и район Байкала.

Россия может уйти от сжигания, добываемых в Сибири, нефти, газа и угля не только за счет энергии солнца и ветра. Стране может помочь и геотермальная, земная, энергия.

Тайга.инфо перепечатывает фрагменты статьи новосибирского академика РАН Сергея Алексеенко о возобновляемых источниках энергии. Текст опубликован на сайте РБК.

Сегодня во всем мире наблюдается тенденция смещения энергобаланса в сторону возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Согласно прогнозам, их доля в глобальном энергопотреблении к 2030 году возрастет до 20%. Ключевыми факторами опережающего развития являются экологические преимущества ВИЭ по сравнению с традиционными источниками энергии и постепенное удешевление стоимости оборудования для альтернативной энергетики.

Однако Россия не входит в число лидеров по использованию ВИЭ. Ожидается, что к 2020 году доля ВИЭ в энергобалансе страны составит лишь 1%. Однако вопрос необходимости перехода к альтернативным источникам энергии поднимается представителями власти, бизнеса и науки все чаще. Так, на недавнем общем собрании РАН, где обсуждалась стратегия научно-технического развития России, среди семи вызовов и приоритетов науки была выделена тема перехода к экологически чистой ресурсосберегающей энергетике.

ВИЭ включает в себя разные источники: это не только давно знакомая и успешно используемая гидроэнергетика, но и относительно новые виды — солнечная энергетика, ветроэнергетика, геотермальные источники (тепло приповерхностных нагретых вод и тепло сухих пород на больших глубинах), энергия волн океана и энергия от переработки отходов. При нынешних темпах добычи газа и нефти в мире хватит на ближайшие 40–60 лет, а если сделать такой подсчет для России — то на 80 и 20 лет соответственно. Чуть лучше дело обстоит с углем: в мире его хватит на 200 лет, в России — на 400. А резервы ВИЭ практически не ограниченны.

В России многие регионы труднодоступны для централизованного энергоснабжения: по разным оценкам, от 50 до 70% территории страны с населением 20 млн человек им не охвачены. ВИЭ же есть везде. Даже солнечная энергетика доступна нам больше, чем мы думаем: да, в России холодно, но солнечных дней хватает, и не только на юге, но и в таких городах, как Челябинск, Саратов, Улан-Удэ, Горно-Алтайск. Если говорить о ветроэнергетике, то тут у нашей страны самый высокий потенциал — ветра точно хватит на всех.

Однако главное достоинство ВИЭ в том, что эти источники энергии — «зеленые», то есть экологически чистые. Мировым сообществом принято Парижское соглашение по климату, в соответствии с которым мы пытаемся удержать рост средней температуры на планете в пределах 1,5–2 градусов. Главным виновником процесса потепления объявлена энергетика на органическом топливе. Поэтому предусмотрен масштабный переход на возобновляемые источники энергии, чем теперь и заняты ответственные страны.

Земное тепло

С точки зрения конкуренции с традиционной энергетикой наиболее интересными видами ВИЭ считаются солнечная, ветровая и геотермальная энергия. Однако особенно перспективной можно считать петротермальную энергию, добываемую из тепла сухих пород на глубинах от 3 до 10 км, где температура может достигать 350 градусов. Есть основания считать, что ее достаточно для вечного обеспечения человечества топливом.

Метод ее добычи очень прост: бурятся две скважины, по одной подается холодная вода, по другой извлекается горячая или пар; главное, чтобы между скважинами были проницаемые породы. Сегодня в мире существует более 20 опытных установок по добыче петротермальной энергии с глубины 5 км — в США, Австралии, Франции, Великобритании и Японии. В США даже запущена первая коммерческая станция пока совсем небольшой мощностью — 1,7 МВт. По подсчетам MIT, при нынешнем энергопотреблении США хватит доступного петротермального тепла на 50 тыс. лет. В планах Министерства энергетики США к 2050 году вывести установленную мощность станций на петротермальном тепле на 10% от всей установленной мощности. В пересчете на Россию это составило бы порядка 40% от всей получаемой в нашей стране мощности.

В России уже есть все необходимое для запуска первых опытных установок для добычи петротермальной энергии. Что имеется в виду? Во-первых, у нас никак не используются несколько тысяч скважин глубиной до 5 км, где ранее добывали нефть или газ. Для того чтобы запустить их в работу по добыче петротермальной энергии, достаточно провести ряд исследований, в частности выяснить температуры в каждом конкретном месте и проверить проницаемость пород. Не так давно подобное исследование было проведено на Северном Кавказе, в Дагестане. По полученным данным, с имеющихся там скважин можно получать до 300 МВт электрической энергии.

Во-вторых, в России давно разработана геотермическая карта и определены несколько наиболее перспективных регионов для размещения опытных установок — это вся Западная Сибирь, Северный Кавказ, Камчатка и район Байкала: места, где присутствуют тектонические разломы.

Еще один источник, из утилизации которого можно получать возобновляемую энергию, — это сбросное тепло от промышленных предприятий и жилого сектора. Здесь потенциал энергосбережения России огромен, он составляет порядка 40%.

Мусор как ресурс

К ВИЭ относят также и твердые коммунальные отходы (ТКО). Концепция Waste-to-Energy означает извлечение полезной энергии из горючей части мусора. Самый эффективный подход в ее реализации — создание комплексной системы обращения с отходами, которая включает в себя полный цикл: от сокращения отходов на стадии производства и до захоронения обезвреженных остатков. Современные технологии позволяют утилизировать ТКО с получением тепловой и электрической энергии на уровне, который удовлетворяет всем экологическим требованиям.

В России есть программа по переработке мусора. Институт теплофизики РАН в рамках федеральной целевой программы разработал базовый проект термической переработки ТКО: сжигание отходов производится в барабанной вращающейся печи с последующим вихревым дожиганием. Проект называется КРТС — комплексная районная тепловая станция. В год подобная станция может переработать до 40 тыс. т мусора, что равносильно обслуживанию района с населением около 100 тыс. человек. При этом уровень вредных выбросов будет эквивалентен выбросам от двух работающих «КамАЗов»

Источник

Технология «пассивный дом» в ряду других энергоэффективных технологий строительства и опыт применения в России и Сибирском федеральном округе Текст научной статьи по специальности « Строительство и архитектура»

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Курилова Юлия Дмитриевна

В статье дается определение технологии « Пассивный дом » и имеющимся на данный момент категориям энергоэффективных зданий, проводится обзор опыта строительства энергоэффективных домов в России и в частности в Сибирском федеральном округе.

Текст научной работы на тему «Технология «пассивный дом» в ряду других энергоэффективных технологий строительства и опыт применения в России и Сибирском федеральном округе»

Технология «Пассивный дом» в ряду других энергоэффективных технологий строительства и опыт применения в России и Сибирском федеральном округе Курилова Ю. Д.

Аннотация: в статье дается определение технологии «Пассивный дом» и имеющимся на данный момент категориям энергоэффективных зданий, проводится обзор опыта строительства энергоэффективных домов в России и в частности в Сибирском федеральном округе.

Ключевые слова: пассивный дом, энергоэффективность, энергоэффективные дома в России и Сибири.

В богатой ресурсами стране принято не обращать внимания на огромное расходование ресурсов, по большей части впустую. Но с недавних пор приходится задумываться об их целесообразном использовании, так как по различным экспертным оценкам запасов основных источников энергии (нефти, газа и угля) в мире осталось максимум на 100 лет. Об этом свидетельствует серьезный энергетический кризис в 1970-х годах XX в., заставивший Европу задуматься над экологическими проблемами и начать разрабатывать природоохранные проекты.

На данный момент в мире существует большое множество технологий, позволяющих эффективно использовать имеющиеся в наличии ограниченные ресурсы. Так же энергосберегающие технологии способны сэкономить и государству, и гражданам миллиарды рублей.

В связи с этим одной из современных тенденций строительства в наше время является строительство жилья, сочетающего в себе комфорт планировочных решений, экологичность и энергоэффективность.

1. Пассивный дом в ряду других энергоэффективных технологий строительства зданий. Для того чтобы понять, чем между собой отличаются строения по их уровню энергоэффективности (или отсутствию такового), рассмотрим европейскую классификацию зданий в зависимости от уровня энергопотребления во время их эксплуатации [4]:

• старые здания (построенные до 1970-х гг.) требуют для своего функционирования (отопления и охлаждения) около 300 кВт^ч/м2 в год. Этот стандарт, к сожалению, до сих пор применяется при строительстве зданий в нашей стране;

• дом нулевой энергии (здание, имеющее тот же архитектурный стандарт, что и пассивный дом, но инженерно оснащенное так, чтобы потреблять исключительно только ту энергию, которую само и вырабатывает) — 0 кВт^час/м2 в год;

Рис. 1. Схема функционирования «Пассивного дома» [3]

Дом с нулевым потреблением энергии, также дом нулевого энергопотребления — здание, обладающее высокой энергоэффективностью, способное на месте вырабатывать энергию из возобновляемых источников и потреблять её в равном количестве в течение года. Дома с нулевым потреблением не используют ископаемое топливо и получают необходимую энергию из возобновляемых источников. Они могут быть традиционными зданиями с большим солнечным коллектором и солнечной батареей.

Большинство таких домов строятся по следующим принципам: уменьшение требуемой энергии, использование излишков энергии, уменьшение необходимости в искусственном охлаждении, обеспечение высокоэффективными системами управления микроклиматом и иными системами, в том числе освещения; обеспечение возобновляемыми источниками энергии солнца, ветра и др.

Активный дом, также дом с положительным энергобалансом, дом по стандарту «энергия плюс» представляет собой здание, которое производит энергии для собственных нужд более чем в достаточном количестве. Общий годовой объем

энергопотребления является положительным в отличие от дома с низким энергопотреблением.

Базовым параметром активного дома является объединение решений, разработанных Институтом пассивного дома (Германия), и технологий «умного дома». Благодаря этому удается создать дом, который не только тратит мало энергии, но ещё и грамотно распоряжается той незначительной ее частью, которую он вынужден потреблять. Вторым важным аспектом является создание благоприятного микроклимата в помещениях (правильная вентиляция, поддержка температурного режима и др.) [1].

2. Опыт строительства энергоэффективных зданий в России и Сибирском федеральном округе. В России проектирование и строительство энергоэффективных домов находится в стадии эксперимента. Первым опытом энергоэффективного строительства можно назвать экспериментальный жилой дом, построенный в 2001 году в московском микрорайоне Никулино-2. При его возведении впервые в нашей стране был использован комплекс мероприятий, обеспечивающих снижение энергозатрат при эксплуатации жилья. В здании были установлены теплонасосы для горячего водоснабжения, использующие тепло грунта и удаляемого вентиляционного воздуха, система отопления, обеспечивающая возможность поквартирного учета и регулирования потребляемого тепла, и применены наружные ограждающие конструкции с повышенной теплозащитой.

На сегодняшний день в российских регионах ведется проектирование и строительство 18 энергоэффективных домов, построены и введены в эксплуатацию 117 домов (Белгород, Уфа, Казань, Ангарск и др.) [5].

Таблица 1. Энергоэффективные дома, принятые в эксплуатацию, находящиеся в стадии строительства или проектирования (по федеральным округам) [5]

Округа/Статус домов Построено В стадии строительства

Центральный федеральный округ 14 0

Южный федеральный округ 3 0

Дальневосточный федеральный округ 10 2

Сибирский федеральный округ 17 0

Приволжский федеральный округ 4 0

Северо-Кавказский федеральный округ 12 1

Уральский федеральный округ 16 0

Северо-Западный федеральный округ 41 15

Крымский федеральный округ 0 0

ВСЕГО в Российской Федерации 117 18

В секторе малоэтажного строительства дочерней компанией RDI Group — «Загородный проект» совместно с «Velux» в Подмосковье на территории проекта «Западная долина» осуществлен пилотный проект «Активный дом». Оборудован он всеми новинками энергосберегающих технологий. Затраты на отопление и горячее

водоснабжение «Активного дома», по предварительным расчетам составят 12 566 руб. в год. Затраты обычного дома, отапливаемого за счет газа, — 24000 руб. в год, за счет электричества — 217000 в год.

Понятно, что при массовом строительстве таких домов стоимость квадратного метра будет снижаться. На российском рынке уже представлены строительные материалы и инженерные системы для возведения таких зданий. Необходим переход к их типовой постройке. Понимание этой проблемы на государственном уровне привело к созданию федерального закона от 23.11.2009 № 261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности. », в соответствии с которым с 2012 года повсеместно внедрились паспорта энергоэффективности промышленных и жилых зданий.

Сибирский федеральный округ тоже не обошла стороной технология «Пассивного дома». По предварительным данным в Сибири построено 18 энергоэффективных домов, а именно [5]:

— Республика Тыва: 4 энергоэффективных дома.

Выводы. Можно отметить, что во всех странах, где наблюдаются значительные успехи в решении вопросов энергетической эффективности, решающая роль принадлежит государству. Фундаментальные проекты в сфере энергосбережения в жилищном фонде финансируются в большей степени из бюджетных средств и различных специализированных фондов. Конечно, существует обширная нормативно-правовая база, регулирующая отношения в данной области. Еще на стадии проектирования применение требований энергоэффективности носит обязательный характер.

Хотя в России и есть дома, построенные по технологии «Пассивного дома», но в сравнении с мировым опытом можно сказать, что наш опыт в строительстве энергоэффективных домов находится ещё в зачаточной стадии. И прежде всего, для того чтобы выйти на высокий уровень энергоэффективного строительства, стоит сначала поменять отношение и подход к этому вопросу как простых граждан, так и служб ЖКХ, органов власти, усовершенствовать законодательство и не экономить на продвижении новых технологий. Стоит помнить о том, что природные энергоресурсы невозобновляемы и небесконечны.

1. Файст В. Основные положения по проектированию пассивных домов. перевод с немецкого с дополнениями под редакцией А. Е. Елохова. М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2009. 144 с.

2. Эрнст Т. Пассивный дом. Понятие и основные принципы проектирования пассивного дома // Builder Club, 2011.

Источник