Главная ->  Экология 

 

Новая страница 1. Переработка и вывоз строительного мусора

В. Прохоров,

 

профессор кафедры отопления и вентиляции МГСУ

 

Проблема энергосбережения всегда сопутствовала энергопотреблению

 

Все последние годы в России интенсивно обсуждается проблема энергосбережения, в том числе в системах отопления и других системах инженерного оснащения зданий.

 

Принимаются решения, утверждаются нормативные документы как всероссийского, так и регионального предназначения. Принят закон РФ об энергосбережении. Проводятся бесчисленные совещания и научно-технические советы, «круглые столы» и академические чтения, съезды и симпозиумы, научно-практические конференции и выставки, ну и конечно, «саммиты». Во множестве выпускаются журналы, публикуются статьи и книги. Защищаются диссертации. Привлекаются зарубежные организации и эксперты.

 

И само собой разумеется, создаются многочисленные новые контролирующие органы и организации, с большими правами, например, по части запретов и штрафов, и одновременно - проведения работ по «хоздоговорам» между контролирующими и контролируемыми, вооруженные импортными дорогостоящими приборами, транспортом, обучающим персоналом, консультантами, экспертами, компьютерами, программами, специальными методиками, предписаниями и … непреодолимыми психологическими установками.

 

А кто из специалистов, или просто пытливых обывателей, засомневается в обоснованности, к примеру утвержденных СНиПов или региональных норм по энергосбережению в зданиях, или энергетического паспорта здания, того объявляют ретроградом, его работы – не соответствующими «перспективным интересам государства и общества» и опирающимися на «устаревшие технические решения» и зовущими «вернуться в прошлое» и «оставаться в плену отсталых представлений».

 

У авторов означенных определений в публикациях не возникает сомнения насчет качества нового, а именно, что оно может быть ухудшенным старым или просто ошибочным, т.е. наносить энерго-экономический ущерб государству.

 

Рассмотрим некоторые попытки решения обозначенной проблемы, начиная с прошлого и не проходя мимо «новизны» и «полезности» настоящего.

 

Человек заботится об экономии энергии с первых дней своего зарождения, а об экономии топлива – с момента обретения огня.

 

В первые тысячелетия тепловая энергия тратилась исключительно на обогрев людей и их жилища (отопление совместно с естественной вентиляцией), приготовление пищи и горячей воды. И было, конечно, небезразлично сколько носить дров для этих целей.

 

При этом сами жилища оборудовались в соответствии с природно-климатическими воздействиями на них окружающей среды и ресурсными возможностями обитающих в конкретном географическом месте людей.

 

Поэтому, как мы теперь говорим, удельная тепловая характеристика жилищ, конструкции, энергосберегающие и гигиенические свойства ограждений, источников и передатчиков тепла, топливных устройств, систем греющих и вентилирующих каналов с их регулирующими органами подчинялись не только общим закономерностям но и всегда несли отпечаток климатической обстановки расположения и сложившихся технологических традиций.

 

С появлением промышленности потребность в энергоносителях высокого качества и одновременно в их экономном расходовании резко возросла, поскольку в разумном обществе объем потребления и экономия энергии сущностно едины. Это вызвало к жизни новые научные разработки.

 

Еще в 18 веке, в 1745 году М.В. Ломоносов пишет диссертацию «О причине теплоты и холода», а через три года формулирует «всеобщий закон природы»- закон сохранения материи и движения.

 

Вслед за этим он же исследовал баланс действующих сил и расход энергии при «вольном» т.е. гравитационном, естественном «движении» вентиляционного воздуха «на шахтах и рудниках примеченном». Таким образом он оставил последователям научные основы естественной (наиболее энергоэкономичной) вентиляции, энергетика которой покоится на разностях температур, влажности и высот неразрывного потока воздуха.

 

Важный вклад в топливо сбережение при отоплении зданий был сделан Н.А. Львовым, обобщенный (в работе 1795 года «Русская пиростатика или употребление испытанных уже печей и каминов»).
В первой половине 19 века массированные потребности в энергии и ее экономии вызвали разработку теории тепловых машин (С. Карно), описание закона сохранения энергии (Ю.Р. Майер, Дж. Джоуль, Г. Гельмгольц). Возникло ответвление науки – Термодинамика. Были сформулированы три ее фундаментальных принципа («начала»), имеющие непосредственное отношение к инженерным системам.

 

«Первое» - выражение закона сохранения энергии в виде балансов тепла и потоков энергоносителей.

 

«Второе» (Р. Клаузиус, У. Томсон) – учет необратимых потерь даже в идеализированных процессах передачи тепла (теплопотери в зданиях), Дж. Гиббс – метод термодинамических потенциалов (передача влаги в материалах и конструкциях).

 

И «третье» (В. Нернст) – свойство вырождения термодинамических функций и тепловой энергии тел в области температур вблизи абсолютного нуля.

 

Все это позволило точно вычислять как полезно потребляемую, так и безвозвратно теряемую доли тепловой энергии (за счет внешнего рассеивания и за счет необратимых внутренних потерь при любом теплообмене), т.н. эксергию и анергию.

 

Уже в конце 19 – начале 20 веков Д.И. Менделеев сделал научно обоснованные выводы о необходимости беречь ископаемое топливо, особенно газ, утверждая, что «сжигать газ это все равно, что топить печи ассигнациями». После Д.И. Менделеева, уже в наше время, как известно, нашими «ассигнациями» отапливается Запад.

 

А В.И. Вернадским были оценены экологические последствия тепловых и газовых выбросов в атмосферу, тепловых и химических выбросов в воды и грунт и найдены допустимые границы промышленной и добывающей деятельности человека, не вредящие самому его будущему, а строго регламентированные и находящиеся в согласии с природой.

 

И ни у кого из великих предков не было волюнтаристски составленных формул и коэффициентов.

 

Так что наше научно-техническое прошлое в части культуры потребления и сбережения энергии, так же, как и природы представляется отнюдь не темным царством.

 

И было бы хорошо, чтобы все современные инженеры, а также чиновники с их скорыми послушниками и помощниками, сбросили рекламную повязку с глаз, изучили его в силу своих возможностей, обратясь к объективной ситуации, и стремились бы из «зияющих высот» настоящего к новым научным «сияющим вершинам», по своему уровню хотя бы напоминающим уже отдаленные временем научные вершины прошлого.

 

Оптимизировать тепловые процессы в системах отопления и вентиляции, где главным критерием является минимум энергозатрат у нас обучены со студенческой скамьи все специалисты. Занимаются этим все и всегда. Поэтому разработанные и введенные нормы по строительной теплотехнике выглядят согласно народной поговорке: «Кто умеет, тот делает, кто не умеет – тот учит, как надо делать».

 

Энергетический кризис, имевший место на Западе в 70-х - начале 80-х годов до нас не дошел, мощная государственная программа по энергосбережению в СССР была выполнена: были разработаны все необходимые общепромышленные системы и оборудование для утилизации тепла вентиляционного выбросного воздуха, а в каждой отрасли промышленности, буквально для каждого цеха – конструктивные схемы и оборудование утилизации тепла, выделяемого технологическими аппаратами и печами. Были также разработаны теплонасосные системы, а также системы теплоснабжения с использованием солнечной, геотермальной и ветровой энергии.

 

К сожалению, все эти результаты оказались заброшенными. Отдельные исключения держатся на энтузиастах. Так вентиляционные теплоутилизаторы чаще всего не применяются в строительстве и реконструкции зданий, как в государственном, так и в частном секторах экономики. Даже в Москве.

 

Новый энергетический кризис, произошедший на Западе в последние 10 лет, уже ощущается и в России. Реакцией на него у нас стало, в частности, массовое и не всегда добровольное применение дорогостоящего зарубежного оборудования, автоматики, приборов учета тепловой энергии и теплоизоляционных материалов.

 

В подкрепление этого процесса были разработаны: измененный, по существу новый СНиП «Строительная теплотехника», Московские нормы «Энергосбережение в зданиях» и многие другие документы и публикации, неоднозначно воспринятые научной и инженерной общественностью. В первую очередь вследствие своей антирыночной, волюнтаристской сущности.

 

Развернувшаяся дискуссия, казалось, завершится большой и аргументированной публикацией, в которой в числе ряда положений показано, что традиционные, образованные тысячелетней эволюцией, выверенные климатом, геологией и географией естественные материалы для стен, в том числе массовые отечественные местные и наиболее экологичные дерево (рубленный дом) и кирпич из обожженной глины, поставлены измененным СНиП вне закона.

 

Но сей результат знаменателен тем, что он уже выходит за рамки только энергосбережения – это цивилизационное отторжение материалов и конструкций русского национального зодчества. Что для всякого здравомыслящего гражданина России странно. Результат этот, безусловно, требует более тщательного изучения задачи, во всей ее полноте. Следует либо отыскать доказательства и объяснения правомерности таковых нормативов, либо наоборот, их неправомерности и тогда найти аргументы, выстраивающие логику необходимости их отмены. Иначе и мы попадем под классическое определение А.С. Пушкина: «Дикость, подлость и невежество не уважают прошедшего, пресмыкаясь перед одним настоящим».

 

К чему относить понятие «экономия энергии в зданиях».

 

Какой бы жаркой ни была дискуссия вокруг энергосбережения в зданиях, она до сих пор ведётся в основном по вопросу принятия в заранее заданных значений (нигде не указывается кем и почему именно таких) минимальных термических сопротивлений ограждающих конструкций здания и тех или иных величин инфильтрации наружного воздуха, неизбежно участвующего в естественной вентиляции помещений. На чем и построен ряд нормативных документов.

 

Эти данные, полученные в результате расчетов теплопотерь в процессе проектирования по фрагментам ограждающих конструкций, суммируются и приводят к определению тепловой мощности систем отопления зданий.

 

Изначально предначертаны и возможные проценты «энергосбережения», которыми авторы норм активно оперируют и в литературе, и на уровнях управленческих.

 

Однако теряется факт, что сама система отопления – лишь одна из нескольких теплопотребляющих систем здания, к тому же потребляющих и электроэнергию.

 

Даже в простейшем примере здания – жилом доме городского типа существует, по крайней мере, еще система горячего водоснабжения с соизмеримым годовым потреблением тепла. Имеют место также затраты энергии на пищеприготовление (газ, электроэнергия ), электроосвещение, электропривод бытовой техники, электропитание информационной техники и др.

 

В гражданских и промышленных зданиях добавляются не менее крупные слагаемые затрат энергии на механическую вентиляцию и кондиционирование воздуха.

 

Поэтому оперировать процентами только на одно слагаемое, говоря, что это экономия энергии в здании в целом, есть подмена тезиса в дискуссии и некорректность математическая.

 

На самом деле проценты экономии энергии в зданиях от повышения их теплозащиты будут совсем другими.

 

Наглядным примером этой подмены является предписанная в МГСН форма энергетического паспорта здания. Она никак не обоснована, и не логична, если учесть весь комплекс энергопотребляющих систем. Форма паспорта построена на раздутом, многочисленном дроблении теплопотерь на мелкие составляющие (что является лишь предметом проектного расчета). Это создает избыток второстепенной информации и не дает аналитически полного представления об энергозатратах и энергосбережении в системах обеспечения воздушно-теплового микроклимата, системах светового микроклимата и санитарно-технических системах (горячее водоснабжение, пылеуборка, влажная уборка помещений).

 

Скороговоркой намеченные в энергопаспорте строчки по составляющим энергозатрат (кроме теплопотерь) также мало что дают, хотя бы по отсутствию связи с паспортами на вентиляционные системы, практикуемые у нас с начала 20 века.

 

Задача более полного представления энергопотребления зданием достаточно трудоемка и требует как постановочно-методических, так и серьезных научно-исследовательских работ, например в части интегрированного вычисления и отображения расходов разнородных энергоносителей, а также единого и энергоэкономичного управления физически разными энергопотоками.

 

Общетеоретическая постановка задачи и соответствующие формулы были представлены автором настоящих строк.

 

На этой основе, в качестве первого приближения, считаем возможным ограничиться только доступными данными по отоплению, механической вентиляции, кондиционированию воздуха и горячему водоснабжению, которые можно получить в процессе их реального проектирования и проектной оптимизации. При оценках годовых расходов энергии используем достаточно простой и освоенный аппарат расчета по ГСОП. В действительности интегральные значения величин потребления тепла описываются более сложными зависимостями и требуют более громоздких исходных данных и вычислительных процедур.

 

 

Идея партнерства должна иметь юридические рамки

 

Ш. Колер

 

Энергоэффективность возможна на этапах добычи, транспортировки, переработки и использования энергоносителей.

 

Эффективное использование энергоресурсов – это глобальная задача. Поэтому я поддерживаю высказанную на Российско-германском энергетическом форуме идею о том, что Германия и Россия должны быть важнейшими друг для друга партнерами не только в сфере энергетики, но и в сфере энергоэффективности. Германия и Россия, где на душу населения расходуется соответственно 50 и 54 МВт-ч энергии в год, входят в число крупнейших в мире потребителей энергоресурсов. В то же время на каждого жителя наших стран приходится по 10 тонн выбросов углекислого газа в год, здесь наши страны тоже среди «лидеров». Доля России в глобальных выбросах CO2 составляет 6,7%, на Германию приходится 3,2%, хотя население Германии – это менее 1% от численности населения всей планеты.

 

Что касается потенциала энергосбережения, если исходить из показателей энергоемкости ВВП, то в обеих странах имеются определенные успехи и положительные тенденции, но их пока нельзя признать достаточными. Чтобы произвести 1 доллар ВВП, Германии сейчас требуется около 160 граммов нефтяного эквивалента, в России этот показатель составляет 490 граммов. Рассматривая эти цифры, надо, конечно, учитывать большие различия в структуре промышленности и совершенно разные климатические условия наших стран. На европейском уровне весной 2007 года было принято решение, согласно которому потребление первичных энергоресурсов и выбросы CO2 к 2020 году должны быть сокращены на 20%, а доля возобновляемых источников энергии должна достичь 20%. Чтобы выйти на эти показатели, Германии, например, придется повышать свою энергоэффективность на 3% ежегодно. Потенциал для этого есть, но нынешние темпы повышения энергоэффективности нам придется утроить. Российское Минпромэнерго также выявило большой потенциал в сфере повышения эффективности использования энергоресурсов: нынешний уровень энергопотребления может быть сокращен на 40–50%. Технологии для повышения энергоэффективности имеются. Экономическими предпосылками для этого Россия также располагает – в частности, если исходить из опубликованных планов российского правительства, согласно которым внутренние цены на энергоресурсы постепенно должны быть повышены до мирового уровня. Реализация планов по повышению энергоэффективности сегодня в большинстве случаев упирается в отсутствие необходимого ноу-хау, в структурные, организационные и правовые барьеры, а также в отсутствие настоящих рыночных стимулов и рыночных стратегий. Чтобы реализовать имеющийся потенциал энергосбережения, необходим адаптированный к имеющимся условиям пакет мер, в который входят совершенствование законодательства, программы государственной поддержки и рыночные инструменты. Первые шаги в направлении германо-российского партнерства в сфере энергоэффективности уже сделаны. С 2002 года существует Российско-германская рабочая группа по энергоэффективности при Министерстве промышленности и энергетики Российской Федерации.

 

Фактор эффективности – на первый план

 

Тот факт, что Российско-германский энергетический форум в этом году впервые был посвящен исключительно проблемам энергоэффективности, является важным сигналом, подтверждающим необходимость партнерства в этой сфере. В Германии около 15% реального потенциала повышения энергоэффективности, который предстоит освоить к 2020 году, приходится на промышленность. Еще 47% должны внести сектор обслуживания зданий, частные домохозяйства, а также сфера услуг и мелкого предпринимательства. В России почти треть потенциала энергосбережения приходится на промышленность. Примерно таков же потенциал экономии в российской энергетике, еще одна треть потенциала – в коммунальном секторе, включая содержание зданий. Германо-российское партнерство в сфере энергоэффективности должно охватить все сферы – в частности, сектор обслуживания зданий и коммунального энергоснабжения, поскольку в этих сферах скрыт огромный потенциал энергосбережения. Санация и обновление системы центрального теплоснабжения в России, которая является крупнейшей в мире, открывают большие возможности для энергосбережения и сокращения вредных выбросов – в частности, за счет использования эффективных, оборудованных по последнему слову техники теплоэлектростанций. Потери энергии в центральных теплосетях России составляют более 20%, в некоторых регионах этот показатель даже превышает 60%. Чтобы использовать этот потенциал, необходимо не только модернизировать трубопроводные сети, но и внедрить современное расчетно-измерительное оборудование, а также оптимизировать системы теплоснабжения, в том числе с использованием концепций локального тепла.

 

Масштабы экономии

 

Опыт Германии показал, что энергоэффективность и повышение энергопродуктивности – это факторы, которые не только способствуют защите климата и ресурсосбережению, но и все больше влияют на конкурентоспособность предприятий. Высокой энергопродуктивности можно достичь за счет использования самых современных технологий. Конкретные проекты Немецкого агентства по энергетике (DENA) показывают, что среднее промышленное предприятие в Германии, расходующее около 2 млн. киловатт-часов электроэнергии в год, которая обходится ему как минимум в 180 тыс. евро, может сэкономить 27% затрат на электроэнергию только за счет оптимизации системы освещения, насосного и компрессорного хозяйства. Таким образом, экономия составит 540 тыс. киловатт-часов электроэнергии, или 48,5 тыс. евро в год.

 

Впечатляют также цифры энергосбережения в таких, например, отраслях, как бумажная и молочная промышленность. Только благодаря оптимизации систем подачи сжатого воздуха здесь удалось сэкономить соответственно 23 и 20% потребляемой электроэнергии. В химической и ткацкой промышленности экономия составила 17 и 15%. При этом важно иметь в виду, что модернизировать надо не отдельные компоненты, а все соответствующее оборудование.

 

Существенным препятствием на пути к использованию потенциала энергоэффективности зачастую являются финансовые проблемы: отсутствие необходимого капитала, иные инвестиционные приоритеты или недостаточное ценовое давление на рынке энергоресурсов. Суммарный потенциал энергосбережения в промышленности, ЖКХ и энергетике России до 2020 года примерно в два раза выше, чем энергетический эквивалент всего нынешнего экспорта российского природного газа в страны Европейского союза.

 

Для финансирования инвестиций в энергоэффективность были разработаны и апробированы на рынке различные модели – в частности, модель контрактинга. В рамках этой модели инвестиции в энергоэффективность можно рефинансировать за счет сэкономленных расходов на энергоресурсы. На международном уровне интересные возможности для дополнительного финансирования мероприятий по повышению энергоэффективности предоставляет Киотский протокол.

 

Организуя технологическое сотрудничество, германские и российские предприятия могут также использовать механизм «Совместного осуществления» (Joint Implementation), чтобы сообща финансировать совместные проекты. Сейчас уже подготовлен целый ряд совместных проектов в различных секторах промышленности, энергетики и коммунального хозяйства России. Все они дожидаются принятия российским правительством нормативных документов, регулирующих на национальном уровне реализацию проектов Joint Implementation. Благодаря применению новейших технологий в рамках этих проектов в ближайшие годы можно будет на несколько миллионов тонн сократить выбросы углекислого газа. Эта программа обладает колоссальным потенциалом. Германские предприятия очень заинтересованы в ее реализации. От передачи ноу-хау и продажи сертификатов выиграют и российские компании – нет никаких сомнений в том, что эта модель выгодна для обеих сторон. Она позволит разработать и осуществить множество конкретных германо-российских проектов в контексте стратегического сотрудничества между обеими странами, что, в свою очередь, придаст новую динамику партнерству в сфере энергоэффективности и внедрения новейших энергосберегающих технологий.

 

ссылка по вывозу строительного мусора

 

Воздушное отопление. Попередній перелік пілотних прое. Многофункциональный. Новая страница 1. Порівняльний аналіз енергозберігаючої політики в країнах європи.

 

Главная ->  Экология