Энергосберегающие технологии

 Энергосберегающие технологии

С каждым годом на бытовые  нужды расходуется всё большая  доля электроэнергии, газа, тепла, воды; в огромных масштабах растёт применение бытовой электрифицированной техники.

Вопрос экологии одна из важнейших задач энергосбережения. Одним из самых действенных способов уменьшения влияния человека на окружающую среду – это повышение эффективности  использования энергии, что под  собой подразумевает энергосберегающие  технологии. Действительно – если взять всю современную энергетику в целом то мы увидим, что в  первую очередь она основана на использовании  таких видов топлива как нефть, уголь, газ, а то есть ископаемых, что  наиболее массивно воздействует на окружающую среду. Добыч, переработка, транспортировка, сжигание, получение электроэнергии, тепла – все вместе это оказывает  губительное влияние на экологический  баланс нашей планеты. 

На данный момент, уже  многие люди придерживаются такого мнения: просто бережного отношения к  природе на сегодняшний день недостаточно, наступило время, когда стали  необходимы активные действия для сохранения окружающей среды. Международная организация  «Новый экономический фонд» считает: «с каждым днем, мы прожигаем намного  больше того, что на самом деле можем  себе позволить в экологическом  отношении, и как итог – каждый день накапливаются и растут наши экологические долги перед природой». Мы очень активно используем природные  ресурсы планеты – слишком  активно.

Одним из самых действенных способов сократить влияние человека на окружающую среду является повышение эффективности  использования энергии. Современная  энергетика основана в основном на использовании ископаемых различных  видов топлива – газ, уголь, нефть, - что оказывает наиболее активное воздействие на природу. Добыча, переработка, транспортировка, сжигание энергоресурсов для получения электроэнергии и  тепла – все это очень пагубно  влияет и отражается на экологии планеты. Увеличение концентрации парниковых газов и следствие этого - изменение климата, напрямую связано с «ископаемой» энергетикой. Именно поэтому вопрос  о том чтобы постоянно разрабатывать и обязательно внедрять: новые энергосберегающие технологии освещения, энергосберегающие технологии на транспорте, энергосберегающие технологии в теплоснабжении, и др., на данный момент является одним из самых важных для всего мира

Основную роль в повышении энергоэффективности, в рациональном использовании энергоресурсов, в уменьшении влияния человека на экологию природы занимают - энергосберегающие технологии. Для Западной Европы энергетический кризис 70-х поставил приоритет в развитии экономики – энергосберегающие технологии стали одним из основных направлений. Новые энергосберегающие технологии – это не только очевидные экологические плюсы, это еще и экономическая выгода – значительное уменьшение расходов которые связаны с большими затратами на энергию. проблема заключается в том, что на большинстве отечественных предприятий, как правило, установлены двигатели с расчетом на максимальную производительность, со значительным запасом по мощности, между тем, только 15-20% от общего времени работы двигателя - это пиковые нагрузки. Результат этого – затраты энергии двигателя с постоянной скоростью вращения на 50-60% больше чем требуется на самом деле!   

Существуют и другие пути и технологии энергосбережения различные  по своей направленности. Например, энергосберегающие технологии освещения. Нам уже давно знакомы «умные»  системы освещения, которые широко распространены в США, Японии, странах  Западной Европы. И такой большой  интерес к ним обоснован –  ведь используя эту технологию можно  добиться уменьшения расхода электроэнергии затрачиваемой на освещение до 60% - что дает огромный плюс для экономии компании. По расчетам специалистов российских компаний которые занимаются разработкой и внедрением таких решений для нашей страны - энергосберегающие технологии освещения позволят снизить затраты на электроэнергию используемую для освещения до 8-10 раз! 

Если продолжить тему "энергосберегающие  технологии компании", то сюда же можно  включить большие достижения в области  снижения энергопотребления систем кондиционирования и вентиляции. Ведь как раз это оборудование можно отнести к наиболее «прожорливому» оборудованию, которое используется в офисных и жилых помещениях. Сейчас рынок изобилует новейшими  разработками и технологиями в области  этой продукции, которые позволяют  одновременно сохранить высокую  производительность и снизить энергопотребление.

Мировой опыт энергосбережения

Возрастающие с каждым годом выработка и потребление  энергии в мире создают необходимые  условия для ускорения научно-технического прогресса, который позволяет улучшать экономическую ситуацию и приводит к росту благосостояния людей. Но вместе с тем возрастающие объемы потребления энергии требуют  все больших и больших объемов  углеводородного сырья, запасы которого не безграничны. Мировой энергетический кризис 1973 – 1974  гг. заставил многие пересмотреть необходимые меры по энергосбережению, снижению энергоемкости ВВП и увеличению обеспеченности топливно-энергетическими ресурсами за счет своих внутренних резервов и возобновляемых источников энергии, созданию современных энергосберегающих технологий. Остановимся более подробно на зарубежном опыте внедрения и использования энергосберегающих технологий. Так в США поставлена задача - сократить к 2017 году потребление бензина в стране на 20 процентов. Три четверти этого сокращения предполагается обеспечить за счет увеличения использования местных альтернативных и возобновляемых источников энергии, в том числе: этилового спирта, производимого из кукурузы и целлюлозы, метанола, бутанола, биодизельного топлива, водородного топлива и некоторых других энергоносителей.

Правительство США в партнерстве  с частным сектором стремится развивать в стране и за рубежом комплекс технологий, которые должны быть постепенно внедрены ко второй половине текущего столетия. К ним относятся новые биологические виды топлива из непродовольственных культур, чистая угольная технология, коммерциализация гибридных автомобилей с подзаряжающимися аккумуляторами, технология водородных топливных элементов, более эффективные и более безопасные ядерные системы, технологии ядерного синтеза.

На территории США имеется  множество локальных зон с  присущими только им специфическими источниками возобновляемой энергии. Например, солнечная энергия больше всего используется на Юго-западе, энергия  ветра наиболее широко применяется  в районе Великих равнин и в  горах, а геотермальная используется на Западе страны. 
Индия, являясь одной из первых стран, которая стала широко использовать возобновляемые источники энергии, в настоящее время активно применяет энергию ветра, солнечную энергию, гидроэнергетику и энергию биомассы.

Бразилия является пионером в использовании этанола на основе переработки сахаросодержащих культур. Согласно отчету неправительственного Фонда Hart Energy Consulting, глобальное использование биотоплива к 2015 году увеличится вдвое, а Бразилия останется крупнейшим мировым экспортером как самого топлива, так и сырья для него. 
В Китае создана целая отрасль промышленности по использованию солнечной энергии для нагрева воды, приносящая ежегодный доход более 3 млрд. долл.

Одновременно с разработкой  мер по энергосбережению, в Японии ведутся активные работы по развитию гелиоэнергетики (солнечная энергия). На сегодняшний день 1 Ватт выработанной солнечной батареей энергии обходится  в 140 японских иен, данный показатель в 1980 году составлял 30 тысяч японских иен. Из данного соотношения видно  как активно и продуктивно  ведутся работы по данному направлению. Японское правительство поставила  задачу оснастить солнечными батареями  1 млн. жилых домов на 2010 год.

В последнее время в  мире наметился явный интерес  к фотоэлектрике, хотя ее сегодняшняя себестоимость в три–четыре раза выше себестоимости традиционной энергетики. Фотоэлектричество особенно привлекательно для удаленных областей, не имеющих подключения к общей энергосистеме. Передовая тонкопленочная технология, применяемая для производства фотоэлектрических батарей, гораздо дешевле кристаллической кремниевой технологии и активно внедряется в крупномасштабное коммерческое производство. Лидером в создании  фотоэлектрических станции является Испания. Испанская компания «SunPower Corp» (SPWR) в ближайшее время  построит еще  три фотоэлектрические электростанции в Ла Манче, с  суммарной мощностью электростанций – 21 МВт.

В Южной Индии, Шри-Ланке, Бангладеш, Марокко, Кении, ЮАР и  ряде других стран широко применяют  солнечное фотоэлектричество с  целью обеспечения жилья, не входящего  в систему электроснабжения. 
Среди возобновляемых источников одно из первых мест занимает ветроэнергетика. Так, в США в 2006 году общая установленная мощность ветряных энергоустановок составила 9149 мегаВатт. Благодаря последним технологическим достижениям конкурентоспособность ветроэнергетики постоянно растет, что обеспечивает рост ее производства. 
Первый рынок ветровой энергии сложился в Дании в девяностых годах прошлого века. Затем примеру Дании последовала Германия. В настоящее время постоянные и активные рынки сформировались в Испании, Италии, Франции, Великобритании и Индии.

При этом необходимо отметить, что Дания занимает лидирующие позиции  в мире по внедрению многих видов  энергосберегающих технологий, что  позволяет  в течение последних 20 лет сохранять неизменным годовой объем потребления энергоресурсов. В то же время за эти годы ВВП страны вырос более чем в 1,5 раза. 
Опыт Дании активно используется многими европейскими странами, Китаем и США. При этом в соответствующей директиве ЕС такие направления датской энергетической стратегии, как повышение эффективности использования энергии (при производстве и на этапах конечного использования), внедрение энергосберегающей техники, технологий, материалов; масштабное использование новых и возобновляемых источников энергии признаны общеприменимыми для стратегий модернизации ТЭК всех стран Европейского содружества

Одним из важнейших направлений  энергосбережения в Западной Европе является внедрение эффективных  энергосберегающих технологий в  промышленной и муниципальной сферах. Обычно используются технологии следующих типов:

общие технологии для многих  потребителей, связанные с использованием энергии: двигатели с переменной частотой вращения, теплообменники, сжатый воздух, освещение, пар, охлаждение, сушка и пр.;

более эффективное производство энергии, включая современные котельные, когенерацию (тепло и электричество), а также тригенерацию (тепло, холод, электричество);

альтернативные источники  энергии.

Одна из наиболее распространенных энергосберегающих технологий с  большим потенциалом для улучшений  в сфере строительства жилья - это котельные. Современные технологии способны существенно уменьшить  потребление энергоносителей, снизить  затраты на обслуживание, даже повысить КПД. Кроме того, замена котельной  часто позволяет перейти с  экологически грязного и дорогого угля или мазута на более дешевое и  чистое топливо, такое, как газ или  древесные гранулы.

В настоящее время большинство  развитых стран используют следующие  основные энергосберегающие мероприятия  при реализации проектов энергоэффективного жилого дома:

применение современной  тепловой изоляции трубопроводов отопления  и горячего водоснабжения;

индивидуальный источник теплоэнергоснабжения (индивидуальная котельная или источник когенерации энергии);

тепловые насосы, использующие тепло земли, тепло вытяжного  вентиляционного воздуха и тепло  сточных вод;

солнечные коллекторы в системе  горячего водоснабжения и в системе  охлаждения помещения;

поквартирные системы  отопления с теплосчетчиками и с индивидуальным регулированием теплового режима помещений;

система механической вытяжной вентиляции с индивидуальным регулированием и утилизацией тепла вытяжного  воздуха;

поквартирные контроллеры, оптимизирующие потребление тепла  на отопление и вентиляцию квартир;

утилизация тепла солнечного излучения в тепловом балансе  здания на основе оптимального выбора светопрозрачных ограждающих конструкций;

устройства, использующие, рассеянное солнечное излучение для повышения  освещенности помещений и снижения энергопотребления на освещение;

использование тепла обратной воды системы теплоснабжения для  напольного отопления в ванных комнатах;

система управления теплоэнергоснабжением, микроклиматом помещений и инженерным оборудованием здания на основе математической модели здания как единой теплоэнергетической системы.

Впечатляющих успехов  в плане эффективности расходования энергии добилась Германия. Так, власти этой страны не дают разрешения на строительство  любого здания, если в архитектурном проекте не предусмотрена  теплоизоляция, соответствующая требованиям государственных стандартов. Все более широкое распространение здесь, также как и во многих других развитых странах получают датчики движения, которые устанавливаются в коридорах и комнатах, реагирующие на нахождение в них человека: если помещение пустеет, свет в нем автоматически выключается.

В Финляндии и Швеции активно  работают технологии с применением  талькохлорида. Этот материал имеет особые физические свойства - восемь часов вбирает тепло и шестнадцать часов его отдает.  На его основе уже разработаны тепловые аккумуляторы,  которые устанавливают  в подвале дома, и с помощью вентиляционной системы тепло подается по всему зданию.  Применение талькохлорида рентабельно  тогда,  когда есть разница между дневными и ночными тарифами электроэнергии.

Также в мире широкое развитие приобрело направление энергетики в малых масштабах. Каждый район  европейских городов создает  свои системы энергообеспечения, за счет чего почти исключаются потери при транспортировке энергии. Как  правило, в малой энергетике подобные инновации - это результат не государственных  решений, а частной инициативы. Как  правило, главным потребителем тепловой и электроэнергии в большинстве  стран является жилищно-коммунальный комплекс.

Важным направлением энергосбережения является экономия электроэнергии, которая  почти на 50% достигается за счет экономии электроосвещения. В связи с этим с 2009 года в Великобритании вступил  запрет на использование ламп накаливания. Эта страна первая потребовала от своих граждан на законодательном  уровне заменить лампы накаливания на флуоресцентные лампы. Данная инициатива не вызвала протеста среди населения, хотя стоимость обычной лампы накаливания в 10 раз ниже. Ожидается, что потребление электроэнергии существенно снизится, поскольку такие флуоресцентные лампы потребляют в 5 раз меньше энергии, чем обычные, а срок эксплуатации их в 10 раз дольше. При этом Великобритания добилась принятия Евросоюзом общеевропейского запрета на продажу в торговой сети ламп накаливания. Согласно экономическим расчетам после замены ламп накаливания страны ежегодно будут экономить от 5 до 8 млрд. долл. Данную инициативу на законодательном уровне своих стран  поддержали не только в Европейском Союзе, но и Австралии, Новой Зеландии, США, Канаде, а также в Российской Федерации.