Энергоэффективность и энергосбережение — одни из основных трендов развития мировой «зеленой» экономики. Эксперты отмечают, что по этим показателям Петербург стабильно входит в число лидеров среди российских регионов. За последние годы он не раз возглавлял федеральный рейтинг энергоэффективности. Сейчас власти города разрабатывают проект новой региональной программы в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности.
Сегодня свои программы энергосбережения реализуют городские госучреждения. По данным СПбГБУ «Центр энергосбережения», объем финансирования из бюджета в 2021 году составил 1,6 млрд рублей. Основная доля пришлась на мероприятия в системах теплоснабжения, водоснабжения, вентиляции и освещения — 48% (749,9 млн рублей); мероприятия по утеплению стен, дверей, чердаков, подвалов и замене оконных блоков — 32% (502 млн рублей); по установке энергоэффективного оборудования — 12% (190,2 млн рублей); иные мероприятия в области энергосбережения — 6% (94,71 млн рублей); установку приборов учета энергетических ресурсов — 1% (14,3 млн рублей).
Для этих же целей привлекаются и внебюджетные средства, в том числе за счет энергосервисных контрактов (ЭСК). Так, с 2018 по 2022 годы в Петербурге было заключено 444 ЭСК на общую сумму более 1,6 млрд рублей. В 2021-м лидерами по количеству заключенных ЭСК в Санкт-Петербурге стали Калининский, Красносельский, Невский, и Курортный районы. В результате реализации энергосберегающих мероприятий в государственных учреждениях по сравнению с 2016 годом снижено потребление электрической энергии на 39,7%, а тепловой — на 6,3%.
Экономия в жилищной сфере
Главный потребитель энергоресурсов — население города. Его доля в общегородском объеме потребления сегодня составляет 30,8%. Большая часть отпускаемой тепловой энергии (77,8%) также приходится на население. Поэтому общий вклад жителей в энергосбережение очень важен для города.
Любые ресурсосберегающие мероприятия начинаются с установки счетчиков. По подсчетам «Центра энергосбережения», на конец 2021 года уровень оснащения многоквартирных домов (МКД) общедомовыми приборами учета тепла в Северной столице достиг 96,1%, холодной воды — 92,9%.
Также идет работа по присвоению МКД классов энергетической эффективности — по шкале от А до G. По словам Антона Алексахина, руководителя отдела СЗФО Департамента экологической экспертизы и мониторинга EcoStandardgroup, проживание в домах класса А, B или С позволяет более экономно расходовать ресурсы (прежде всего, тепло и электроэнергию), класс D — нормальная энергоэффективность, но об экономии ресурсов речи здесь уже нет. Дома класса E, F, G — пониженного и очень низкого класса, которые, как правило, нуждаются в реконструкции.
По данным «Центра энергосбережения», сейчас классы энергетической эффективности присвоены 4148 петербургским МКД (17,4% от общего количества), 68% из них имеет «нормальный» класс энергоэффективности D и выше.
Уличное освещение
В Петербурге действует несколько программ, предусматривающих внедрение светодиодных светильников в городскую систему уличного освещения. Их устанавливают не только в садах и парках, но и во дворах, на улицах, магистралях с повышенными требованиями к освещенности проезжей части и объектах художественной подсветки. Сейчас на светодиодное переведено уже более 30% уличного освещения. До 2025 года новое, преимущественно светодиодное освещение планируется установить еще на 153 объектах.
Совместная экономия
В энергосберегающих мероприятиях участвуют и городские предприятия топливно-энергетического комплекса (ТЭК). Среди ключевых шагов в этой области — перевод котельных на эффективные виды топлива. Планируется, что к 2026 году практически все городские котельные будут работать на природном газе, а доля потребления неэкономичного топлива составит менее 0,02%.
Энергоэффективное оборудование и энергосберегающие технологии также используют при замене тепловых сетей, реконструкции существующих объектов и строительстве новых. По данным «Центра энергосбережения», общий объем финансирования программ энергосбережения крупнейших организаций ТЭК в Петербурге за 2021 год составил 6,5 млрд рублей, а суммарная экономия топливно-энергетических ресурсов — 216,6 тыс. тонн условного топлива (или 2,4% от объема потребления).
Проводятся мероприятия по повышению энергоэффективности и на объектах водоснабжения. Например, в результате реконструкции Петроградской насосной станции ее удельный расход электрической энергии удалось снизить на 79%.
Капитальный ремонт
В минувшем году перечень услуг и работ по капитальному ремонту жилых домов, финансируемых за счет средств фонда капитального ремонта, пополнился новыми энергосберегающими работами, среди которых установка узлов управления и регулирования потребления тепловой энергии, горячей и холодной воды, электрической энергии, газа и утепление фасадов.
Объем средств на указанные мероприятия в 2021 году составил 452,44 млн рублей, или 2,9% общего годового объема финансирования таких мероприятий. В 114 МКД появились автоматизированные индивидуальные тепловые пункты, которые автоматически регулируют интенсивность отопления дома в зависимости от погоды. Всего за последние пять лет их установили в 303 домах.
Также, по словам экспертов «Центра энергосбережения», в ходе капитального ремонта многоквартирных домов в Петербурге меняют светильники на светодиодные лампы и устанавливают датчики для автоматического регулирования освещения в местах общего пользования, производят теплоизоляцию внутридомовых инженерных сетей теплоснабжения и горячего водоснабжения в подвалах и так далее.
Кто в теме
По словам Николая Вавилова, специалиста департамента стратегических исследований Total Research, количество энергоэффективных домов и умных строек в России ежегодно увеличивается как минимум на 20–25%.
В соответствии с законом «Об энергосбережении» №261-ФЗ, сегодня при строительстве и капитальном ремонте зданий застройщик обязан устанавливать приборы учета потребляемых в здании энергоресурсов. По словам Андрея Никитина, заместителя декана по научной работе факультета энергетики и экотехнологий Университета ИТМО, благодаря этому закону в проектной документации также появился раздел «Энергетическая эффективность».
«Однако на практике он носит довольно формальный характер и формируется руководителем проекта на основании соответствующих смежных разделов по системам электроснабжения, отопления, вентиляции, кондиционирования, водоснабжения, холодоснабжения и так далее. В то же время разделы разрабатываются отдельными организациями, которые зачастую не взаимодействуют друг с другом, отвечают только за свою задачу и используют довольно тривиальные методы энергосбережения — например, установку светодиодных светильников и применение частотных регуляторов двигателей. Все это не дает существенного эффекта в области энергосбережения»,— поясняет он.
По словам Андрея Никитина, такое положение вещей характерно для строительства объектов различного назначения. Например, в секторе продуктового ритейла побочным продуктом системы холодоснабжения будет теплота конденсации. Она выбрасывается на улицу, хотя могла бы использоваться для системы отопления или горячего водоснабжения. Похожая ситуация наблюдается и в области систем вентиляции.
«В Европе в этом случае используют взаимную интеграцию различных инженерных систем, позволяющую добиться синергетического эффекта,— в первую очередь в сфере теплоснабжения. Яркий пример — устройство инженерных систем на центральном вокзале в Стокгольме. За счет тепла, выделяемого при работе системы вентиляции вокзала, удалось покрыть львиную долю потребности в теплоснабжении соседнего бизнес-центра. Недостающую мощность получают с помощью солнечных панелей на кровле здания»,— поясняет эксперт.
В целом же большие здания, построенные с применением «зеленых» технологий, в России пока редкость. Но за последний год в ИТМО отмечают всплеск обращений от бизнес-сообщества. Экспертам университета поступают запросы на решения в области энергосбережения при работе с инженерными системами, проведение оценки возможностей снижения энергопотребления при строительстве различных объектов.
Так, например, для «ВТБ девелопмент» специалисты факультета энергетики и экотехнологий проводят оценку снижения энергопотребления зданиями системы здравоохранения и фармацевтической отрасли. Для ряда инжиниринговых компаний — мероприятия по интеграции инженерных систем с целью снижения энергозатрат на предприятиях пищевой промышленности, продуктового ретейла и нефтегазового сектора. «Большой интерес к повышению энергоэффективности и сокращению эксплуатационных затрат говорит о том, что рынок готов к широкому внедрению энергосберегающих технологий»,— заключает Андрей Никитин.
Анализируются мировые тенденции роста объемов потребления энергии и возрастания на этом фоне роли энергосбережения. Учитывая значительную долю энергопотребления в жилом секторе и объектах социальной инфраструктуры, обсуждаются итоги экспериментального внедрения в практику жилищного строительства России энергоэффективного подхода. Регионы России ранжируются по объемам энергоэффективного строительства жилья. Обсуждаются технологии, обеспечивающие повышение энергоэффективности строительства многоэтажного жилья.
Ключевые слова:
энергопотребление, энергоемкость, энергосбережение, энергоэффективность, строительство энергоэффективных жилых зданий и сооружений.
Показатели энергоемкости ВВП по странам мира за 2020 год (кг.нэ/доллар)
Как видим, антирекорд по этому показателю за тремя странами — Ираном, Россией и Канадой.
Проблема энергосбережения в России стала ощущаться в конце 80-х годов ХХ века, когда были опубликованы результаты космического мониторинга, проведенного с помощью спутников разведки, оборудованных для фотографирования в инфракрасном спектре. Города СССР ярко выделялись, так как тепловой поток от зданий и трубопроводов был велик: до 70 % тепловой энергии от зданий и до 45 % от трубопроводов выделялось в атмосферу.
Традиционно основное внимание в этой области уделяется энергоэффективности, т. е. использованию меньшего количества энергии для одних и тех же энергетических услуг. Однако это может также привести к увеличению объема услуг за тот же объем потребляемой энергии.
Как сказано выше, Российская Федерация входит в тройку самых энергоемких государств мира, однако по уровню энергоэффективности России нет и в первой двадцатке. Учитывая, что более половины всей потребляемой энергии в России расходуется на промышленное производство и жилье, энергоэффективность объектов строительства и уже эксплуатируемых зданий и сооружений становится весьма актуальной.
Как указывает Жигунова А. Ю., в России проектирование и строительство энергоэффективных зданий находится в стадии эксперимента.
Под энергоэффективностью зданий и сооружений обычно понимается соотношение выраженного полезного эффекта от затраченных энергоресурсов к их количеству, необходимому для получения подобного результата. Другими словами, под этим термином понимается целесообразное использование имеющейся энергии: при самом высоком классе энергоэффективности энергетических ресурсов затрачивается самое минимальное количество.
Основной принцип проектирования энергоэффективного дома — поддержание комфортной внутренней температуры без применения систем отопления и вентиляции за счет максимальной герметизации здания и использования альтернативных источников энергии.
Лидерами энергоэффективного строительства являются Дания, Германия и Финляндия, где приняты целевые государственные программы по энергосбережению и строительству энергосберегающих зданий.
Сегодня принято применять семь классов энергетической эффективности строения. Они обозначаются латинскими буквами от «A» до «G», где «А» — это самый высокий показатель, а «G» — самый низкий из всех имеющихся. Расчет энергоэффективности здания жилого и промышленного объекта всегда начинается с определения базового уровня. За него принято брать класс «С».
Расчеты и определение класса энергоэффективности здания происходят по определенной формуле. Она учитывает отклонения по нормативным и удельным величинам, относящимся к базовому уровню. Расчет энергоэффективности здания жилого и промышленного объекта всегда начинается с определения базового уровня. За него принято брать класс «С».
Все строящиеся и проектируемые здания относятся к следующим группам классов энергоэффективности:
— Очень высокий класс. Он обозначается буквами «А», «А+» и «А++». Данная категория подразумевает, что величина отклонения расчетной единицы от нормируемой измеряется в диапазоне от сорока до шестидесяти процентов со знаком минус.
— Высокий. Обозначения «В» и «В+» свидетельствуют о том, что отклонение составляет от минус пятнадцати до минус сорока процентов включительно.
— Нормальный. Маркировки «С+» и «С-» показывают, что величина отклонения в данном случае колеблется в диапазоне плюсовых и минусовых показателей: от минус пятнадцати до плюс пятнадцати. Этому классу энергоэффективности должно соответствовать большинство строений.
Когда речь ведется об уже эксплуатирующихся строениях, то для них допустимы следующие классы энергоэффективности:
— Пониженный. Он обозначается латинской буквой «D», и в данном случае величина отклонения составляет от пятнадцати до пятидесяти процентов в плюсе. Подобные строения при эксплуатации затрачивают большой объем энергоресурсов, поэтому в соответствии с российским законодательством их принято реконструировать.
— Низкий. В документах энергоэффективность таких зданий, обозначается буквой «Е». Для них величина отклонения превышает пятьдесят процентов со знаком плюс. Такие сооружения при необходимости могут быть реконструированы, однако чаще всего они идут под снос.
Для того, чтобы свести к минимуму потери тепла в зданиях, разработаны меры по повышению энергоэффективности строений. Их можно коротко изложить в виде списка: установка энергосберегающего профиля; оснащение помещений радиаторами с индивидуальной системой контроля; создание неразрывного контура теплоизоляции; выбор долговечной теплоизоляционной системы; использование специализированных входных дверей с теплоизоляционным профилем и др.
Объем строящегося многоквартирного жилья, млн кв.
м
Распределение общего объема многоквартирного жилищного строительства в России по классам энергоэффективности, %:
— класс А (А++, А+, А) — 34 %;
— класс В (В+, В) — 45 %;
— класс С (С+, С, С-) — 24,1 %
— иные классы — 4 %.
Из указанных классов три являются наивысшими — А, А+ и А++. Строящиеся дома указанных классов относятся к энергоэффективным.
— Амурская область — 76 %;
— Пензенская область — 69 %;
— Алтайский край — 52 %;
— Тульская область — 46 %;
— Республика Удмуртия — 44 %
Регионы с наибольшим объемом энергоэффективного строительства жилья (тыс.кв.м):
— Москва — 6853
— Московская область — 3460
— Свердловская область — 1293
— Санкт-Петербург — 1032
— Тюменская область -1030
В список топ-20 девелоперов по объему энергоэффективного строительства в России на конец 2021 г. вошли 10 из 23 крупнейших групп компаний (с объемом строящегося жилья свыше 500 тыс. кв. м). Суммарно эти девелоперы строят 6,2 млн. кв. м энергоэффективного жилья — 24 % от общего объема энергоэффективного строительства в России. В группы компаний с наибольшим объемом строительства энергоэффективного жилья входят: ПИК (81 %), Донстрой (77 %), Инград (66 %).
По итогам 9 месяцев 2021 г. доля энергоэффективных домов в общем объеме строительства составила 27 %, в объеме новых запусков — 29 %.
Вместе с тем потенциал энергоэффективного строительства в России остается нераскрытым. В ряде развитых стран доля такого строительства значительно выше: в частности, в Великобритании в 2020 году более 80 % всех построенных домов относились к высоким классам энергоэффективности.
Причиной отставания России по объемам энергоэффективного строительства при высокой доле предлагаемых проектов жилья этого класса является, в частности, относительно высокая себестоимость такого жилья — она в среднем составляет 58,3 тыс.руб. за 1 кв.м. Это на 24 % дороже средней себестоимости строительства 1 кв.м жилья более низкого класса энергоэффективности в России.
Основные термины (генерируются автоматически): Россия, энергоэффективное строительство, величина отклонения, класс энергоэффективности, объем, базовый уровень, здание, показатель энергоэффективности, проблема энергосбережения, Российская Федерация.
В статье исследованы современные проблемы в сфере энергосбережения. Проанализированы основные направления энергосбережения, которые осуществляются путём внедрения новых технологий и оборудования, позволяющих сокращать потери энергоресурсов. Акцентировано внимание на том, что в последние годы в отечественной энергетике накопилось немало сложных проблем, требующих эффективного и быстрого решения. Среди них первоочерёдными являются проблемы надёжного и качественного энергообеспечения, повышение энергетической безопасности, разработки и внедрения энергосберегающих технологий, поиск новых источников энергии, развития возобновляемой энергетики, совершенствование структуры энергетики, интеграция энергетики страны с Европейской энергетической системой, повышение безопасности эксплуатации энергетических объектов.
Ключевые слова:энергосбережение, технологии, топливо, экология, энергетика, энергия.
Развитие экономики Российской Федерации в значительной степени зависит от решения задачи обеспечения энергоносителями. В условиях сокращения мировых запасов углеводородов и роста на них цен, решение энергетических проблем только приобретает всё более актуальный характер.
Энергоэффективность и энергосбережение являются приоритетными направлениями энергетической политики большинства стран мира. Прежде всего это обусловлено исчерпанием невозобновляемых топливно-энергетических ресурсов, отсутствием реальных альтернатив их замены, наличием рисков и значительных затрат при их производстве и транспортировке. В последнее время эти факторы приобретают всё большее значение в связи с общей нестабильностью в регионах добычи ТЭР, напряжением на топливно-ресурсных рынках и неблагоприятными прогнозами по дальнейшему росту цен на энергоресурсы. Развитые страны мира, которые уже достигли значительных успехов в решении проблем энергоэффективности, продолжают поиск новых источников энергообеспечения и разработку мероприятий по энергосбережению, что является позитивным примером для Российской Федерации.
Сегодня мир пытается решать проблему энергоносителей на основе новых подходов, в основе которых являются: во-первых, улучшение технологического процесса с точки зрения энергоёмкости производства; во-вторых, развитие энергосбережения; в-третьих, расширение производства энергии за счёт восстанавливающих источников. В экономически развитых странах доля энергии, производимой на восстанавливающих источниках, растёт.
Эффективное использование энергии — один из интегральных показателей развития экономики, науки и социокультурного развития нации. По этому показателю Россия находится в числе государств, где стагнация существующего положения может спровоцировать серьёзный экономический кризис со следующими масштабными социальными потрясениями.
А это значит, что изготовленный в Российской Федерации товар будет иметь себестоимость значительно выше по сравнению с аналогичным зарубежным образцом.
Высокая энергозатратность деятельности предприятий придаёт особую актуальность проблеме энергосбережения во всех отраслях, что требует снижения энергоёмкости технологических процессов и перехода на энергосберегающие технологии.
Чтобы решить такую задачу, необходимо сосредоточиться на изучении технологий, которые позволяют проводить анализ важнейших сторон проблемы и определить пути, средства и методы её решения.
Интерес к исследованиям, посвящённым проблемам разработки и внедрения энергосберегающих технологий, в последние годы стремительно возрастает в ведущих мировых научных центрах. Множество исследований было проведено в исследовательских центрах стран ЕС, США, Японии и т. д.
Развитые страны мира, прежде всего, страны ЕС, которые уже достигли значительных успехов в решении проблем энергоэффективности, продолжают поиск новых источников энергообеспечения и разработку мероприятий по энергосбережению. Учитывая ситуацию, которая сегодня складывается, решение этих проблем будет происходить в условиях общей нестабильности в мире (в том числе и на топливно-ресурсных рынках), неблагоприятных прогнозов относительно дальнейшего роста цен на энергоресурсы и незначительных иностранных инвестиций в отечественный рынок.
Целью данной работы является изучение перспектив использования и особенностей внедрения энергосберегающих технологий в современных условиях углубления проблем мировой экономики.
Итак, мы выяснили, что интерес к информации об энергосберегающих технологиях и мероприятиях нарастает. Это неудивительно, ведь от их внедрения и применения зависит более эффективное использование топливно-энергетических ресурсов и существенное снижение денежных затрат. Основные направления в энергосберегающих технологиях можно разделить на несколько категорий: экономия тепловой энергии при производстве, в транспорте и потреблении; экономия электрической энергии; экономия воды при водозаборе, транспортировке и потреблении; экономия топлива в производстве электрической и тепловой энергии; учёт воды, газа, тепла и электричества; энергоаудит, составление энергетических паспортов, энергетические обследования, создание энергетических паспортов; возобновляемые источники тепловой и электрической энергии.
Растущие цены на энергоносители стимулируют экономно их использовать: бестопливные установки для производства электроэнергии, аккумулирование тепловой энергии, остекление лоджий и балконов, замена ламп накаливания на люминесцентные и энергосберегающие лампы, создание и внедрение инфракрасных датчиков движения и присутствия, использование частотно-регулируемых приводов и многие другие направления. Вектор нашего настоящего и будущего в развитии и жизнедеятельности человека лежит через энергосберегающие технологии.
Опыт развитых стран мира свидетельствует о сокращении потребления традиционных и о переходе на альтернативные ресурсы энергии.
Объём использования возобновляемых источников энергии постоянно растёт, значительные средства тратятся на разработку новых технологий и технических средств их применения. Этому способствует экологическая чистота использования геотермальных, солнечных, ветровых, приливных и других электростанций по сравнению с тепловыми.
В развитых странах осуществляются крупные инвестиции в новые научные разработки, главная цель которых — удешевление солнечной энергии, идёт формирование новых рынков потребления. Достаточно вспомнить программу «Миллион солнечных крыш» в США, «100000 солнечных крыш» в Германии и Италии и другие. Правительства США, Японии и Западной Европы стимулируют потребление солнечной энергии населением, в первую очередь, потому что эта энергия экологически чистая и позволяет экономить ограниченные ресурсы органического топлива.
Последние исследования в области энергосберегающих технологий демонстрируют целесообразность использования солнечных систем питания на транспорте. Первым серийным автомобилем, который использует солнечную энергию, является гибридный автомобиль Toyota Prius корпорации Toyota Motor Corporation (Япония).
В Германии принят закон, согласно которому каждый гражданин имеет право получить беспроцентный кредит в банке для покупки солнечных батарей мощностью от 3 до 5 кВт. Правительство поощряет владельцев солнечных батарей, которые в дневное время включаются через инверторы в городскую сеть и подпитывают её, получая плату за 1 кВт/ч 0,5 евро. А ночью город отдаёт своим гражданам необходимое им количество электроэнергии по цене 0,1 евро за кВт/ч.
Необходимость изменения акцента энергетической политики в пользу рационализации энергопотребления очевидна. Этот путь позволит одновременно решить ещё целый ряд проблемных вопросов: повысить конкурентоспособность отечественных товаров за счёт уменьшения энергетической составляющей себестоимости; провести обновление значительной части основных фондов на основе внедрения новых эффективных технологий как в энергетике, так и в экономике в целом; уменьшить вредные выбросы в окружающую среду (что очень важно при нынешней экологической ситуации в стране). Всё это приблизит нашу страну к европейским стандартам энергобезопасности, составляющие которой — энергоэффективность и экологическая приемлемость — являются приоритетными в странах ЕС.
В целом комплексное развитие всех направлений ресурсосбережения позволит сформировать новую идеологию хозяйствования, базирующуюся на экономном использовании имеющейся ресурсной базы, оптимальном соотношении первичных и вторичных ресурсов и малоотходном производственном цикле.
Определение приоритетности построения энергосберегающей структуры ТЭБ потребует сосредоточения усилий государства и направления инвестиций на развитие нетрадиционных и возобновляемых источников энергии и реализацию потенциала энергосбережения, что приблизит показатель энергоёмкости ВВП к мировому уровню.
Анализируя состояние эффективности энергопотребления в Российской Федерации по сравнению с другими странами и регионами мира, можно сформулировать одно из основных требований обеспечения энергетической безопасности — необходимость достижения высокого уровня энергоэффективности производства, а именно: достижение общемирового уровня энергоёмкости ВВП.
Таким образом, необходимость устойчивого энергоснабжения населения и экономики страны, снижение техногенной нагрузки на окружающую среду, снижение социальной напряжённости в сфере энергетики, общее повышение уровня энергетической безопасности Российской Федерации потребует решения проблем, связанных с целым рядом энергетической эффективности экономики страны, значительными затратами общества на своё энергообеспечение. Различные факторы влияния уровня энергетической эффективности на энергетическую безопасность, хотя и в разной степени, но однозначно показывают положительную роль повышения уровня энергетической эффективности в обеспечении энергетической безопасности страны.
9. Сибикин Ю. Д. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. / Ю. Д. Сибикин, М. Ю. Сибикин. — М.: Кнорус, 2010. — 228 с.
Основные термины (генерируются автоматически): Российская Федерация, возобновляемый источник энергии, энергетическая безопасность, доля энергии, развитая страна мира, солнечная энергия, энергетическая эффективность, Япония, Государственная программа, общая нестабильность.
Библиографическое описание
Асланова, Г. Н. Перспективы внедрения энергосберегающих технологий / Г. Н. Асланова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 23 (103). — С. 102-104. — URL: https://moluch.ru/archive/103/23798/ (дата обращения: 30.05.2023).
В статье рассмотрен вопрос энергозатраты и энергопотребности страны, проблемы энергозатрат и пути их решения, предложены технологии энергосбережения.
Ключевые слова: энергия, соленная энергия, энергопотребность, энергозатрата, энергосбереженность.
Вопросы снижения энергоемкости и энергобезопасности едва ли не становятся центральными проблемами импортозамещения и устойчивости многих секторов реального сектора нашей страны.
На данный момент энергосбережение стало основным и самым эффективным направлением развития мировой энергетики. Итак, что же такое энергосбережение и энергосберегающие технологии?
Энергосбережение — комплекс мер по реализации правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное (рациональное) использование (и экономное расходование) топливно-энергетических ресурсов и на вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии. Энергосберегающие технологии — технологии, направленные на экономичное использование энергии, создаваемой различными источниками.
Суть этих плит заключается в том, что они накапливают солнечную энергию и преобразуют ее в электрическую. Ко всему прочему не будет существовать необходимости в освещении дорог даже в городах, так как плиты реагируют на любое движение и подсвечивают дорогу, тем самым обозначая, что на дороге кто-то находится. Единственным недостатком данной технологии, пожалуй, является то, что она очень дорога, и главная задача состоит именно в снижении стоимости одной плитки. Безусловно, это втрое дороже чем кусок обычного асфальта такого же размера, но противовесом является то, что плитка втрое долговечней, чем тот же самый асфальт. Существует множество примеров энергосберегающих технологий, но все они более дороги по сравнению с их предшественниками. Для потребителя со средним достатком цена, зачастую, является весомым аргументом при выборе того или иного продукта в пользу более дешевого товара, несмотря на перспективу энергосбережения.
Таким образом, можно сделать вывод, что энергосберегающие технологии очень важны в современном мире, и для правительств различных стран развитие именно этого вида технологий должно занимать приоритетное место среди остальных направлений развития
Основные термины (генерируются автоматически): энергетическая эффективность, возобновляемый источник энергии, дорога, современный мир, солнечная энергия, технология энергосбережения, энергосбережение.
Ключевые слова
энергия,
соленная энергия,
энергопотребность,
энергозатрата,
энергосбереженность.,
энергосбереженность
В каком направлении сегодня развиваются энергоэффективные технологии во всем мире? В каких Россия лидирует, а в каких отстает? Победит ли в отечественных реалиях возобновляемая энергетика? Обо всем этом «Ъ-Науке» рассказал Вице-президент, Исполнительный директор Кластера энергоэффективных технологий Фонда «Сколково» Олег Дубнов.
— Какие глобальные тренды наблюдаются в последнее время в электроэнергетике?
— Сейчас происходит переосмысление всей модели взаимоотношений в энергосистеме, которая существовала уже более 100 лет. Электроэнергия целый век считалась благом, услугой, которую потребитель получает за фиксированную цену. Технологические скачки в зеленой генерации, накоплении энергии, «умном» учете, надежности сетей, цифровых решениях открыли для потребителя (сначала промышленного, а теперь и частного) принципиально новую возможность: он теперь может сам производить энергию для собственных нужд, получать ее именно в том объеме и именно тогда, когда ему необходимо, быть гибким в выборе тарифов. И даже более того — благодаря всем этим технологиям потребитель может продавать энергию от собственной локальной генерации, поставляя ее в энергосеть.
Истоки этого тренда в том, что потребитель хочет платить за энергию взвешенную и понятную для него цену. При этом стремительная цифровизация энергетики, развитие больших данных и алгоритмов анализа — все это несет в отрасль «прозрачность». Теперь прозрачно для потребителя формируется тариф, прозрачными становятся процесс инвестиций и реальное состояние активов энергокомпаний. Сегодня потребитель может просчитать и выбрать: выгодна ему солнечная панель, или покупка энергии от традиционной углеводородной станции, либо же приобретение зеленой энергии, которая не наносит вред экологии, хотя и обходится дороже в финансовом смысле.
— Что можете сказать про транспорт: куда движутся сегодня технологии в этой сфере?
— В транспорте похожий тренд: потребитель выбирает более экономичный и удобный способ перемещения, чтобы добираться быстрее, дешевле и комфортнее. За последние годы выбор значительно расширился: есть несколько видов рельсового транспорта, есть как традиционный, так и экологичный автобус, есть такси с разным уровнем цен, есть шеринговый автомобиль. При этом общественный транспорт становится все привлекательнее для автовладельцев — когда вы последний раз ждали автобус? Развивается сервис мультимодальных перевозок, когда пассажир по дороге от дома до работы меняет несколько видов транспорта, состыкованных «бесшовно». Все это становится возможным в том числе благодаря цифровым решениям, облачным платформам, онлайн-доступу к данным, картам, оплате услуг.
Параллельно экологическая ситуация в крупных городах (и не только) подталкивает городские власти, ответственных членов общества к переходу на менее экологически вредные виды топлива: где-то сжатый газ, где-то электромобили, где-то более многообещающий водород. Новые технологии и программные платформы для создания зарядной инфраструктуры электротранспорта — это тоже тренд.
Еще один тренд во всех видах транспорта, ставший возможным с развитием информационных технологий,— беспилотный транспорт, от промышленного до личного. Первый опыт применения беспилотных автомобилей в США, в России показывает, что для полноценного функционирования «умных» дорог потребуется не только развивать «умную» начинку автомобилей, но и вложиться в интеллектуализацию инфраструктуры дорог. Так что еще один важный тренд — это развитие так называемых V2X-платформ, то есть платформ взаимодействия транспортных средств с объектами инфраструктуры, дорожной и городской.
— В каких направлениях развиваются современные нефтегаз, промышленность и городские хозяйства?
— Существовавшая в прошлом веке парадигма развития нефтегазового комплекса, основанная на постепенном освоении крупнейших континентальных месторождений с запада на восток, в настоящий момент исчерпала себя. Вероятность открытия новых крупных нефтегазовых провинций в континентальной части РФ можно оценить как крайне низкую. В связи с этим существуют несколько трендов: повышение эффективности разработки существующих месторождений, разработка сложных и нетрадиционных запасов углеводородов, а также возврат к оставленным месторождениям, которые ранее было невозможно до конца выработать из-за несовершенства технологий. Еще один тренд — разработка мелких месторождений (с запасами 15–30 тыс. тонн).
В промышленности самый заметный тренд последнего времени — это цифровизация. Под ней понимается как более глубокое применение классических технологий автоматизации производства (ERP, CRM, MES), так и широкое распространение технологий искусственного интеллекта — в первую очередь в приложении к предиктивной аналитике, контролю материальных потоков, к системам эксплуатации оборудования и обеспечения промышленной безопасности. Второй тренд в промышленности — новые материалы и покрытия, которые позволяют придать оборудованию и продукции новые свойства, увеличить жизненный цикл и полезность для пользователей. Это более прочные, легкие, термостойкие материалы, которые позволяют сокращать расходы производителей и потребителей и, как следствие, ведут к энергоэффективности.
Рециклинг (вторичное использование) ресурсов также очень важный тренд современной промышленности, и здесь часто дело не только в повышении энергетической эффективности, но и в повышении экологической ответственности предприятий. Например, активно внедряются технологии переработки отвалов горной промышленности и металлургического производства. Огромный пласт технологий посвящен вторичному использованию тепла от технологических процессов. Почти всякий отход производства, из которого можно выработать энергию, сегодня имеет соответствующую готовую технологию или опытные разработки.
Что касается активно развивающихся технологий городов — их очень много, и они самого разного спектра. За последние годы появились и получили всестороннее развитие системы «умного» города и дома, строительная 3D-печать, всевозможные системы безопасности на базе цифровизации, наметилось движение к зданиям с нулевым электропотреблением, практически повсеместно внедряются городские интеллектуальные транспортные системы и технологии управления отходами.
К слову, городские технологии — одно из самых динамично развивающихся направлений в «Сколково». Им занимаются более 100 резидентов нашего кластера, и ежегодно к нам приходят еще 25–30 таких компаний. При этом сегодня наш портфель инновационных проектов покрывает абсолютно все сферы городского хозяйства.
— В каких из всех этих направлений лидируют (или хотя бы не отстают) российские стартапы?
— Таких направлений довольно много. Один из примеров — решения для управления электрическими сетями. Цифровые трансформаторы, системы диагностики, алгоритмы управления сетями — это те разработки наших команд, которые уже представлены на мировых рынках. Цифровые трансформаторы компании «Профотек» — одни из лучших в мире, это подтверждается и равноправным партнерством с сильнейшими производителями в Швейцарии, Германии и инсталляциями в электрических сетях по всему миру: Сибирь, Швейцария, Франция, Италия, Канада. А компания «Континуум» уже не первый год отвечает за разработку алгоритмов интеллектуального управления энергосистемой международного экспериментального термоядерного реактора ИТЭР.
Еще одна сильная отечественная научная и инженерная школа — это топливные элементы водородной энергетики. К примеру, разработанные российским стартапом BMPower топливные элементы установили новые стандарты по энергоемкости и надежности работы водородных двигателей для беспилотников и автомобилей.
Солнечная энергетика, которой еще советская наука уделяла большое внимание, также приносит плоды. Например, продукция компании «Хевел», у которой центром научно-технических разработок выступает ФТИ им. А. Ф. Иоффе, на равных конкурирует с лучшими в мире солнечными панелями, имея КПД 23%. И это не просто научная разработка, у них налажено масштабное производство и план продаж на ближайшие несколько лет переполнен.
Очень активно сейчас развиваются технологии транспортной инфраструктуры нового поколения. В «Сколково» сформировались целые пласты проектов по управлению зарядками электротранспорта, а также по мониторингу транспортных потоков, безопасности движения и беспилотным технологиям. Партнерство «Сколково» с российским сообществом НП «ГЛОНАСС» открывает возможности для наших стартапов создать и вывести на рынок комплексное, многофункциональное платформенно-транспортное решение V2X. Сейчас мы запускаем совместный проект по созданию и тестированию интеллектуальной транспортной системы на территории нашего иннограда и рассматриваем возможность создания совместной компании, которая будет коммерциализировать этот продукт в других городах и регионах.
В сфере нефтегаза в таких направлениях, как методы увеличения нефтеотдачи, геофизические исследования, технологии бурения и сопровождения бурения, и некоторых других наши разработки уже успешно вышли не только на российский, но и на международный рынок: они продаются в США, арабских странах, странах Юго-Восточной Азии и в ряде других регионов.
Что касается технологий для города, наши команды лидируют в интеллектуальных системах для зданий. К примеру, разработки стартапа ЛИИС позволяют достигать до 30% экономии потребления ресурсов, в частности энергопотребления — до 20%. Оборудованием этой команды оснащены несколько жилых кварталов в «Сколково», его среди многих, в том числе зарубежных, конкурентов выбрали для установки в помещениях крупнейшего в Европе офисного здания «Лахта центр».
— Как устроена работа энергокластера «Сколково»?
— Мы — сервис, который существует для того, чтобы оказывать поддержку компаниям и сокращать время от появления идей до их успешной коммерциализации. Для этого у нас есть целый набор как финансовых, так и нефинансовых инструментов, включая налоговые льготы, грантовую поддержку, организацию взаимодействия с инвесторами, помощь в защите интеллектуальной собственности и помощь в коммерциализации результатов исследований и разработок стартапов.
Одна из самых важных и первоочередных мер поддержки, которую получают наши команды,— это экспертиза, которая прямо на старте владельцу идеи позволяет понять, насколько она перспективна. Причем эта экспертиза не наша, внутренняя, а внешняя, которую мы привлекаем: со «Сколково» работают 750 ведущих российских и зарубежных ученых и предпринимателей из самых разных областей.
Помимо стартапов мы работаем с наукой (университетами и научными институтами), инвестиционным сообществом (бизнес-ангелами, венчурными фондами) и с крупными корпорациями, заинтересованными в приобретении и использовании инновационных продуктов. И это еще одна очень важная мера поддержки коммерциализации разработок наших участников.
Также мы взаимодействуем с другими институтами развития (ВЭБ.РФ, ФРИИ, РВК и др.), помогаем им максимально глубоко и быстро интегрироваться друг с другом.
— Какие у кластера самые массовые направления, в чем специализируется большинство стартапов?
— В последний год мы заметили, что абсолютно любые команды, которые к нам приходят, имеют ту или иную ИТ-составляющую независимо от того, что они разрабатывают. Даже если это какой-то аппаратный комплекс, к нему обязательно идет софт, который позволяет этому комплексу взаимодействовать с системами, уже внедренными на предприятии клиентов,— без этого сегодня никак.
А вообще, самые массовые направления, конечно, соответствуют трендам. В электроэнергетике больше всего стартапов развивают цифровые технологии для мониторинга и управления генерацией, передачей и распределением электроэнергии. Следующие по популярности направления — возобновляемые источники энергии, водородная энергетика и накопление энергии. В транспорте самые массовые сферы — это интеллектуальные системы и экологически чистые технологии. В нефтегазовом секторе больше всего команд занимаются методами увеличения нефтеотдачи, технологиями «цифрового месторождения», развивают инструменты и подходы геофизических исследований.
В промышленности это опять же всевозможные цифровые технологии, разработки в области эко- и промбезопасности, инновационные материалы и покрытия, а также машины и оборудование — от электродвигателей до компрессоров и насосов. Что касается технологий для города, больше всего стартапов к нам заходит с системами «умного» города и дома, новыми строительными технологиями, интеллектуальными транспортными системами (о которых я уже сказал) и различными технологиями управления отходами.
— Есть ли направления, по которым всерьез не хватает новых талантливых команд? Слабые места?
— Команд, причем хороших и крепких, у нас как раз большое количество, причем в самых разных направлениях,— с этим проблем нет. В основном такая благоприятная ситуация складывается благодаря традиционно сильной российской научно-университетской базе. Главная же проблема, которую нам приходится каждый день решать, касается международного опыта.
Дело в том, что «Сколково» нацеливает все стартапы на конкуренцию на международных рынках. Ведь конкуренция внутри России не дает понять, насколько технология эффективна, насколько она востребована в целом. Внутренняя конкуренция, по сути, не двигает нас вперед. Так вот, проблема заключается в том, что, несмотря на имеющуюся у нас международную экспертизу, нам далеко не всегда, не по каждой отдельно взятой технологии удается легко и быстро понять ее перспективность на сегодняшний день. В некоторых случаях бывает крайне сложно оценить, насколько та или иная разработка развита в мире, есть ли по ней конкуренты и насколько они продвинулись, не изобретаем ли мы велосипед.
На решение такой проблемы по множеству самых разных разработок ежедневно уходит очень много усилий — и мы будем продолжать их прилагать до тех пор, пока мировое инновационное сообщество не глобализируется настолько, чтобы стать абсолютно открытым. Такое, вероятно, когда-нибудь произойдет, но, скорее всего, застанут этот момент только следующие поколения.
— Как вы определяете успешность стартапов и в каких направлениях работают самые успешные?
— Основной критерий для нас — собственная выручка наших стартапов на российском и глобальных рынках. С прошлого года средний прирост по выручке наших команд составил около 70%. К слову, всего у нас в кластере числится примерно 500 компаний, и их количество год от года уверенно растет — в прошлом году, например, их было 420.
С точки зрения выручки наиболее успешны компании нефтегазового сектора и компании, занимающиеся городскими технологиями. В 2018 году они показали выручку 3,5–4 млрд руб. в каждом из направлений. Неплохо выглядят и стартапы, разрабатывающие электросетевые технологии. Крупнейшая сетевая компания «Россети» закупает инновационную продукцию стартапов «Сколково» на 0,7–1 млрд руб. В следующем году планируют нарастить этот объем до 2 млрд руб.
— Способствуют ли российские стартапы развитию возобновляемой и альтернативной энергетики?
— Безусловно. Только в «Сколково» таких команд больше 25. Лучших показателей наши резиденты добились в солнечной энергетике — я уже упоминал «Хевел» и ФТИ им. А. Ф. Иоффе. Еще ряд стартапов работают над повышением эффективности технологий производства солнечных панелей: преобразователей, покрытия, пленок, контактных соединений.
Другие наши команды создают автономные и когенерационные энергоустановки с солнечными панелями, солнечные электростанции для размещения на воде. В ветроэнергетике наши стартапы работают с малыми мощностями турбин — от десятков ватт до мегаватта. Над технологиями больших мегаваттных ветряков трудятся все же корпорации масштабов «Росатома».
Много проектов работают с накопителями энергии для интеграции альтернативных источников в сеть домохозяйств — WATTS, «ВольтсБэтэри», «Энфинерджи», «Инэнерджи», а также для электротранспорта и промышленности — «Энсол», «Бэттерилаб», НЦ «АИТ», BMPower и многие другие. Ряд команд развивают и менее распространенные технологии, например в области геотермальной энергетики, термоэлектрики, энергии морских волн.
— Имеет ли зеленая энергетика тенденцию в целом приживаться, расти в России и какую в этом роль играют наши инновационные стартапы?
— Сейчас основными препятствиями развития всех зеленых технологий являются их цена и недостаток экономической эффективности. Но по мере развития новых технологий — а это развитие идет стремительными темпами — экономическая эффективность внедрения таких решений будет расти, и от отдельных ситуаций, когда это оправданно, мы будем переходить к массовому внедрению.
Конечно, Россия сильно отстает от многих стран по темпам внедрения возобновляемых источников энергии (ВИЭ). С одной стороны, у нас запущены программы господдержки, связанные с гарантией возврата на вложенный капитал при инвестициях в «возобновляемые» проекты. Однако уже сейчас появляются отдельные случаи, когда даже без господдержки внедрение ВИЭ становится эффективным. То же происходит и с электротранспортом: его доля в российской статистике пока что практически не видна, но уже создается зарядная инфраструктура, существует ряд льгот для владельцев электрокаров.
Среди разработок наших стартапов в сферах солнечной, ветровой, водородной энергетики, утилизации отходов, электрозарядной инфраструктуры, накопителей энергии есть проекты мирового уровня, которые уже вносят свой вклад в повышение эффективности внедрения зеленой энергетики. Я думаю, что это развитие будет идти быстрее, чем многим кажется, и на горизонте десяти лет мы увидим другую энергетику и другой транспорт не только за рубежом, но и в России.
Декарбонизация и сдерживание климатических изменений на первый взгляд кажутся чем-то далеким от строительной отрасли. Однако эксперты уверяют — именно от того, насколько устойчивым в ближайшие годы станет строительство, зависит наше будущее. Ведь в мире на здания приходится до трети выбросов углекислого газа.
Снизить углеродный след законодательно
«Устойчивое строительство» — термин, появившийся в российских реалиях сравнительно недавно, в отличие от Запада, где обеспокоенность высоким углеродным следом, который оставляют здания как на этапе самой стройки, так и в процессе жизненного цикла, заставляет изобретать все новые способы его снижения уже несколько десятилетий.
В конце 2021 года члены Еврокомиссии предложили странам, входящим в ЕС, повсеместно уже с 2030 года применять технологии зеленого строительства, что поможет решить задачу по сокращению выбросов парниковых газов в атмосферу до нуля к 2050 году.
В России также делаются в этом отношении важные шаги. Осенью прошлого года было принято постановление Правительства РФ № 1628, утвердившее Правила установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений и требований к правилам определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов, в соответствии с которым всем домам, «построенным, реконструированным или прошедшим капитальный ремонт и вводимым в эксплуатацию», должен быть присвоен класс энергоэффективности от А++ до G.
Энергоэффективность — только часть зеленого стандарта строительства, разработкой которого занимаются Минстрой и «Дом.РФ». В дальнейшем он будет включен в нормативные технические документы. Уже проработана структура стандарта. Он определит требования к расположению здания, установки инженерных систем и использованию стройматериалов с низким углеродным следом. Включение документа в реестры запланировано на 2022 год. По словам замглавы Минстроя Сергей Музыченко, первые дома, спроектированные по новым нормам, появятся ориентировочно в 2023–2024 годах.
Устойчивые запросы
Энергоэффективность лежит в основе многих зеленых стандартов по целому ряду причин, как глобальных (например, сокращение выбросов углекислого газа и сдерживание климатических изменений), так и потребительских (выражающихся в снижении ежемесячных коммунальных платежей). Действительно, чем выше энергоэффективность, тем меньше затраты на эксплуатацию жилья. Пример приводит директор по маркетингу ГК INSIGMA Александр Есипенко. В клубном доме «Тессинский, 1» класс энергоэффективности — А, это означает, что «инженерные решения проекта позволят сэкономить от 40% до 50% тепла и электричества в сравнении со средним значением расходования этих ресурсов в жилых проектах района». По словам Александра Есипенко, это достигается за счет использования качественных материалов и современных технологий. Такой подход позволяет снизить стоимость эксплуатационных расходов, которая, в свою очередь, влияет на разницу в счетах за коммунальные услуги. А она может достигать 20% между домами категорий А и С.
Как показывает практика, наибольший расход энергии приходится на поддержание комфортной температуры внутри зданий — тепла зимой и прохлады летом. Технологий, позволяющих снизить потребление энергии, немало: конструктивные решения, низкоэмиссионные стеклопакеты, современные строительные материалы, в частности теплоизоляция. Например, качественная теплоизоляция из каменной ваты, которую производит компания ROCKWOOL, может снизить потребности в отоплении до 70%.
Бережный расход ресурсов ложится в основу более глубокого запроса общества на экорешения. «Здесь играют роль и растущее внимание к вопросам экологии, разумного потребления, и забота о собственном здоровье», — говорит руководитель управления развития продукта и аналитики группы «Самолет» Леон Пряжников.
Примером «экоответственного» проекта можно назвать «Остров» компании «Донстрой», где акцент сделан именно на экологии проживания. При этом девелопер настаивает: выбирающие этот проект клиенты — единомышленники по здоровому образу жизни. «У них есть потребность в экологичном жилье. Во-первых, это требования к локации: жить рядом с парком или другой зеленой зоной сегодня стремится большинство наших покупателей. Во-вторых, требования к качеству строительства — безопасные и экологически чистые материалы при строительстве и отделке, высокий класс энергоэффективности домов, озеленение придомовой территории», — говорит руководитель департамента продаж «Донстрой» Анна Коробкова.