энергоэффективность важнейшая

Этой публикацией мы открываем серию статей, посвящённых практическим аспектам использования видеокарт для ускорения задач по перебору паролей. Энергопотребление — один из важнейших факторов при выборе видеоускорителя для работы в режиме 24х7. В этой статье мы сравним скорость перебора паролей на ряде моделей видеокарт и определим самые энергоэффективные модели. Кроме того, впервые участником тестирования стала мощная видеокарта NVIDIA RTX 3070 Ti в редакции Founders Edition.

От чего зависит энергоэффективность видеокарт

Об использовании видеокарт для ускорения подбора паролей мы писали не раз и не два. В статье Казалось бы, при чём тут Bitcoin? Ломаем пароли на том, что осталось от майнеров мы поделились опытом использования бюджетных ускорителей, а в недавней статье Перебор паролей на картах NVIDIA RTX рассказали об использовании видеокарт NVIDIA RTX актуального и предыдущего поколений, попытавшись определить самые выгодные карты по соотношению цена/производительность.

В сегодняшнем исследовании мы рассмотрим, как соотносятся скорость видеокарты и её энергопотребление. Забегая вперёд, зависимость здесь нелинейная и достаточно необычная.

От чего зависит энергопотребление видеокарты и почему при прочих равных более «горячая» карта выдаёт более высокую производительность? На производительность влияет несколько факторов. В их число входит архитектура и технологический процесс, по которому выполнен конкретный GPU (карты разных поколений при схожем потреблении могут различаться по производительности); тип кристалла (на этом подробно останавливаться не будем, но, к примеру, видеокарты NVIDIA RTX 3060 Ti, 3070 и 3070 Ti основаны на одном и том же кристалле, а 3080 — на другом); частоте работы графического процессора; наконец, в количестве вычислительных блоков.

Тестирование энергоэффективности видеокарт

С одной стороны, в сети достаточно тестов видеокарт. С другой — практически никто не использует перебор паролей в качестве одного из бенчмарков. Мы протестировали ряд видеокарт актуального и предыдущего поколений. Помимо ранее изученных видеокарт, одним из участников тестирования стала мощная видеокарта NVIDIA RTX 3070 Ti в редакции Founders Edition. Максимальная потребляемая мощность этой видеокарты — впечатляющие 290 Вт; в большинстве обзоров её называют «неэффективным аутсайдером с высоким энергопотреблением». Проверим, насколько такая оценка соответствует действительности в сравнении с другими моделями.

Участники тестирования и их паспортное максимальное энергопотребление:

Все видеокарты, за исключением RTX 2070, были протестированы в системе на основе процессора Intel Core i9-12900K. Модель RTX 2070 установлена в рабочей станции с процессором Intel Core i5-8500. На результаты тестирования видеокарт центральный процессор влияет в минимальной степени, поэтому мы сочли результаты теста корректными.

Результаты тестирования

Использовав в качестве тестовой нагрузки Elcomsoft Distributed Password Recovery, мы получили следующие результаты (цифры — число паролей в секунду, которые программа может перебрать на указанной аппаратной конфигурации).

Перебор паролей к архивам ZIP вопросов не вызывает; скорость атаки напрямую зависит от мощности видеокарты, рост производительности — практически линейный.

Архивы 7Zip демонстрируют аналогичный тренд — с поправкой на большее число итераций хэш-функции, использующихся для конвертации пароля в ключ шифрования:

На хэш-функции SHA-256 цифры для карты RTX 2070 выбиваются из общего ряда. Точного объяснения этому факту у нас нет; дело может быть как в различиях в архитектуре тестируемых видеокарт, так и в том, что тестирование проводилось на разных компьютерах.

Таблица энергоэффективности

С учётом того, что в разных бенчмарках относительная производительность протестированных устройств различается (иногда — в несколько раз), а форматов файлов, которые не вошли в состав тестирования, и вовсе несколько сотен, дать универсальную оценку энергоэффективности видеокарт не удастся. По этой причине в качестве отправной точки мы выбрали тест WinZip/AES256 как один из наиболее прозрачных и оптимизированных для каждой платформы. Для оценки потребляемой мощности использовались паспортные данные соответствующих видеокарт.

Отсортируем чипы по энергоэффективности (производительность на ватт):

Признаться, результаты стали довольно неожиданными. Самая медленная видеокарта, модель NVIDIA Quadro T600 из «профессиональной» линейки, стала и самой энергоэффективной. Связано ли это с «удушением» установленного процессора или профессиональные карты обладают повышенной энергоэффективностью в принципе? Точно сказать не можем за отсутствием данных, но обзор серверной видеокарты NVIDIA A5000 говорит о высокой эффективности подобных решений.

Удивила и самая быстрая из протестированных видеокарт, NVIDIA RTX 3070 Ti, являющаяся, по мнению многих обозревателей, «неэффективным аутсайдером с высоким энергопотреблением». Высокое энергопотребление? Да. Аутсайдер? Нет: на наших задачах карта обходит по энергоэффективности модели NVIDIA RTX 3060 и 3050, к эффективности которых претензий особо не возникает.

Продолжение следует

Эта публикация — первая в серии статей, посвящённых энергопотреблению и энергоэффективности задач перебора паролей. Сегодня мы рассмотрели лишь один аспект — мощность видеокарт относительно их производительности. Однако потребляемые ватты превращаются в тепло, которое необходимо выводить из корпуса компьютера. Установка нескольких видеокарт накладывает жёсткие ограничения на все компоненты системы от корпуса и вентиляции до блока питания. Наконец, используемые в разных моделях видеокарт системы охлаждения имеют свои преимущества и недостатки, о которых мы расскажем в следующей статье.

REFERENCES

Производительное решение для восстановление паролей к десяткам форматов файлов, документов, ключей и сертификатов. Аппаратное ускорение с использованием потребительских видеокарт и лёгкое масштабирование до 10,000 рабочих станций делают решение Элкомсофт оптимальным для исследовательских лабораторий и государственных агентств.

Официальная страница Elcomsoft Distributed Password Recovery »

В октябре нынешнего года в России утверждены Правила установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений. Насколько эта и другие меры позволят приблизиться к реальности, в которой новые дома будут потреблять нулевое количество энергии или даже станут производить ее? Какие шаги нужно для этого предпринять?

Принципы классификации

По действующим европейским нормативам энергоэффективность определяется коэффициентом ЕР, который показывает количество электроэнергии, затраченной на весь цикл жизнедеятельности, включая расходы на освещение, отопление, кондиционирование, горячее водоснабжение, инженерные системы (водоподготовка, канализация, вентиляция) и пользование бытовой техникой. В Евросоюзе оценка энергоэффективности опирается на утвержденные Европейским комитетом по стандартизации (Comite Europeen de Normalisation, СEN) правила. В основу этих положений легла разработанная 27 странами Евросоюза «Программа 20–20–20».

В США за создание и поддержание национальных рейтинговых стандартов жилищного энергоснабжения отвечает Residential Energy Services Network (RESNET). Для оценки энергоэффективности жилых зданий используется индекс Home Energy Rating System (HERS). Значение индекса HERS, равное 100, означает уровень энергопотребления, соответствующий американскому стандарту, а нулевое значение указывает на то, что дом не использует чистую покупную энергию, то есть является зданием с нулевым энергопотреблением. Соответственно, чем ниже величина индекса, тем ниже уровень энергозатрат.

В России энергоэффективность зданий оценивается по ГОСТу Р 56295-2014. Согласно действующим нормативам выделяют пять классов энергоэффективности (A, B, C, D, E) в зависимости от эффективности расходования тепловой и электрической энергии в процессе эксплуатации.

Принципиального различия в системах классификации России, странах Евросоюза и США нет. Основная идея и схемы технических решений одинаковые, но в западных государствах система оценок более разноплановая. Даже внутри одной страны Евросоюза может существовать несколько подходов. Например, в той же Германии существует два типа энергетических сертификатов — на основе рассчитанной энергетической потребности здания (расчетный подход) и на основе фактически затраченной энергии зданием (инструментальный подход). В Румынии и Великобритании при оценке учитываются выбросы СО2, а в других европейских странах — нет. При этом британское правительство недавно заявило, что на сокращение выбросов зданиями углекислого газа планируется потратить £3,9 млрд ($5,4 млрд).

Влияние на системы классификации климата и лобби

Различия в способах оценки энергоэффективности связаны с разницей в климатических, экономических и культурных особенностях регионов. Например, страны с холодным климатом традиционно уделяют больше внимания общим вопросам энергоэффективности, в то время как в государствах с жарким климатом упор делается на сбережение энергии, расходуемой на охлаждение воздуха.

На шкалу оценки оказывает влияние и деятельность производителей стройматериалов по лоббированию своих интересов, которая приводит к искусственной корректировке классификаторов. Например, крупные производители конструкций заинтересованы в таких критериях оценки, как отношение общего потребления энергии к 1 кв. м площади, расход на одного проживающего человека, теплопотери на 1 кв. м площади. Добавление в систему оценки такого параметра, как наличие в доме систем отопления с использованием геотермальных тепловых насосов, выгодно немецким производителям Siemens, Bork и другим.

Особенности энергопотребления и энергосбережения в России

Россия существенно отстает в сфере внедрения энергосберегающих технологий от западных стран по ряду причин. Первая из них связана с тем, что Россия (ранее СССР) является продавцом топлива для производства электроэнергии, а страны Европы — покупателями, что вынуждает их уделять вопросам экономии ресурсов больше внимания.

Второй важный фактор — это несовершенство российской системы централизованного отопления: трассы с трубами для горячего водоснабжения фактически отапливают улицы.

Третьей особенностью является искусственное создание спроса на технологию и материалы. В Европе нет такого массового строительства, как в России, поэтому для поддержки производства вынуждают либо демонтировать неэкологичные дома и на их месте строить новые, либо модернизировать старые. Этим же объясняется и производство новых материалов, узлов, конструкций, к использованию которых население и промышленность подталкиваются законодательно.

По данным статистики, в странах ЕС потребление электроэнергии на 1 кв. м варьируется от 30 кВт⋅ч (в Румынии) до 170 кВт⋅ч (в Норвегии). Но нельзя с одной меркой подходить к разным странам и делать вывод, что дома в Румынии, например, в 5,5 раза энергоэффективнее, чем в Норвегии. Необходимо учитывать климатические условия и «предоставляемые услуги»: в Румынии нет централизованного отопления и кондиционирования, систем безопасности, здесь гораздо меньше электроприборов, поэтому и уровень потребления энергии в этой стране ниже.

В России затраты в среднем составляют 41 кВт⋅ч на 1 кв. Предоставленные учеными данные показывают, что при сопоставимых условиях эффективность использования энергии на цели отопления жилых зданий в России ниже на 24%, чем в США; на 29–35% — чем в Канаде, Словакии, Латвии, Финляндии, Голландии и Швеции; на 24–26% — чем в Дании и Франции; на 5–15% — чем в Великобритании, Польше и Австрии; почти совпадает с уровнем в Германии, выше на 21%, чем в Греции, и на 53%, чем в Болгарии.

Пути развития

Введение нового свода правил (Постановление Правительства РФ от 27. 2021 № 1628) принципиально не меняет действующую систему классификации, но делает обязательным соблюдение установленных стандартов участниками рынка. Проекты, не соответствующие СП, не пройдути экспертизу. По ним не смогут выпустить рабочую документацию и начать строительство. Таким образом, еще до начала проектирования отсекаются все решения, не удовлетворяющие требованиям законодательства.

Для качественного скачка в области энергосберегающих технологий нашей стране нужна система мер господдержки в виде налоговых послаблений и субсидий. В Германии, Франции, Швейцарии и других экономически развитых странах любая энергосберегающая деятельность стимулируется субсидиями и налоговыми льготами. В США энергетические компании обеспечивают льготами тех, кто заботится о высокой энергоэффективности эксплуатируемых ими зданий.

На мой взгляд, подобную практику необходимо применить и в нашей стране — ввести налоговые льготы для собственников энергоэффективных зданий и производителей энергоэффективных конструкций, узлов, технологий, а также предоставить последним льготные кредиты. Кроме того, России нужны экономически и технологически обоснованные специальные регламенты по энергоэффективности инженерных систем и независимая система контроля качества для всех контролирующих органов.

В российских городах жилым домам стали присваивать классы энергоэффективности. Так можно понять, какие из них более «зеленые», где комфортнее жить и меньше коммуналка

В 2016 году в России стартовала программа повышения энергоэффективности жилых домов. Старые здания стали оценивать по расходу ресурсов, а проектировать и строить новые с учетом энергоэффективных решений. Разбираемся, что вообще такое энергоэффективность и зачем она нужна.

Что такое энергоэффективность жилого дома

Этим термином называют показатели рационального и эффективного расхода энергии: экономное водоснабжение, отопление, вентиляцию и освещение. На энергоэффективность влияют и работа инженерного оборудования, и конструктивные особенности дома, и использованные стройматериалы.

Например, если теплоизоляция в здании выполнена с ошибками или из некачественных материалов, дом будет постоянно терять тепло. Расходы на обогрев окажутся большими, а показатель энергоэффективности — низким.

Повысить энергоэффективность дома может:

• индивидуальный тепловой пункт — доставляет тепловую энергию от котельной или ТЭЦ к системам внутри дома, чтобы в квартирах были отопление, горячая вода и вентиляция;
• автоматический узел управления системы отопления — регулирует температуру и давление: например, если на улице становится холодно, отопление начинает работать сильнее;
• светодиодное освещение — ярко светит и при этом потребляет меньше электроэнергии;
• индивидуальные счетчики воды — помогают контролировать потребление всех жильцов, чтобы не переплачивать.

Зачем нужно экономить ресурсы

Во-первых, чтобы заботиться о природе. Дома с высоким показателем энергоэффективности наносят меньше вреда окружающей среде: они не расходуют ресурсов больше необходимого, способствуя экономии электричества и воды. Например, такие здания значительно сокращают выбросы парниковых газов в атмосферу (на 62%) и уменьшают расход питьевой воды. Сэкономленная таким образом энергия должна помочь замедлить повышение глобальной температуры.

Во-вторых, для комфорта самих жильцов. Качественная теплоизоляция не дает им мерзнуть в осенне-зимний период, а автоматическое инженерное оборудование контролирует температуру в помещении, чтобы даже при перемене погоды внутри здания всегда был комфортный микроклимат.

В-третьих, для экономии. Жильцы платят меньше за коммунальные услуги, поскольку расходуют меньше ресурсов. Благодаря индивидуальным и общедомовым счетчикам, а также надежным тепловым коммуникациям собственники квартир отдают деньги только за то, что реально использовали. Например, с автоматической системой отопления, которая держит комфортную температуру и меняет ее в зависимости от погоды, дом может сэкономить до ₽300 тыс. в месяц. За сезон для каждой квартиры это получается до ₽5 тыс. экономии.

Какие есть классы энергоэффективности

С 2016 года, согласно приказу Минстроя РФ, каждому дому в России присваивается класс энергоэффективности. Чтобы понять, сколько энергоресурсов потребляет здание, специалисты определили девять классов: А++, А+, А, B, C, D, E, F и G.

Классы энергоэффективности и их экономичность

Обозначение классаНаименование классаСколько тепловой энергии экономит или теряет дом
А++ВысочайшийЭкономия более 60%
А+ВысочайшийЭкономия от 50% до 60%
АОчень высокийЭкономия от 40% до 50%
ВВысокийЭкономия от 30% до 40%
СПовышенныйЭкономия от 15% до 30%
DНормальныйЭкономия до 15%
ЕПониженныйТеряет до 25%
FНизкийТеряет от 25 до 50%
GОчень низкийТеряет более 50%

Дома с высоким классом — А++, А+, А и B. Могут экономить от 30% до 60% ресурсов благодаря отличной теплоизоляции и современному оборудованию. Обычно это новостройки, для которых будущий класс энергоэффективности определяется еще на этапе строительства. Узнать о классе можно в проектной декларации — официальном документе от застройщика.

Нормальный показатель энергоэффективности — D. Дом с таким классом экономит до 15% ресурсов и не нуждается ни в каких улучшениях.

Самый низкий класс — G. Он означает, что дом теряет около половины тепловых ресурсов. Например, некачественные стеклопакеты или деревянные окна пропускают холод, поэтому в квартирах приходится раньше включать обогреватели. А если где-то протекают трубы, то за это платят жильцы — как за расход воды.

В России запрещено принимать в эксплуатацию здания с классом энергоэффективности ниже B. На сегодняшний день самые низкие классы энергоэффективности обычно у дореволюционных домов и домов советской застройки. Тем не менее, даже их показатели можно улучшить — например, установив счетчики, энергосберегающие лампы, датчики движения и обновив фасад.

Тенденция строить максимально энергоэффективные дома в нашей стране только развивается: сейчас около 2,2 тыс. строящихся в России многоквартирных домов (23% от общего количества) соответствуют наивысшим классам А, А+ и А++. Один из лидеров на рынке — компания «Донстрой», которая реализует проекты с высокими классами энергоэффективности. На начала 2022 года она возводит 1,8 млн кв. м домов класса А+ и А, а это 80% от общего объема текущего строительства компании.

Энергоэффективные здания — не единственная экологическая инициатива компании «Донстрой». Следуя принципам устойчивого развития, девелопер также сертифицирует свои проекты по российским и международным «зеленым» стандартам. Например, «Жизнь на Плющихе» стала первым жилым зданием в России, получившим международный экологический сертификат LEED GOLD. Сегодня клубный дом «Река» в Раменках проходит сертификацию по системе LEED, а масштабный проект «Остров» в Мневниковской пойме проектируется с учетом требований LEED. Ещё два проекта — «Оливковый дом» и «Суббота» — были сертифицированы по российской системе GREEN ZOOM и получили золотой и платиновый сертификаты.

Рейтинговая система зеленого строительства LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) была разработана Советом по экологическому строительству США для оценки энергоэффективности и экологичности проектов устойчивого развития. Она считается одной из самых жестких в мире.

• В высших эшелонах власти
• Начать с себя
• Программа как экологический проект
• Программа как инструмент

Действительно, с энергоэффективностью в стране нужно что-то делать: Россия сильно отстаёт от цивилизованного мира. У нас на производство продукта или товара тратится в 3 раза больше энергоресурсов, чем на аналогичный в развитых странах. Научно продуманное энергосбережение и повышение энергетической эффективности способно буквально спасти отечественную экономику!

Премьер-министр России Дмитрий Анатольевич Медведев (не так давно он был и Президентом страны), не раз открыто заявлял о своей любви к разного рода гаджетам, новинкам в IT- индустрии, к нанотехнологиям. Все подобные приборы требуют электричества для работы, и мы часто полагаем, что ток в проводах наших домов и квартир будет всегда и чудненько продолжит стоить копейки. Медведев же выступил в некотором смысле новатором в плане стремления к экономии энергетических ресурсов: в качестве «пилотного» мероприятия ввел запрет с января 2011-го года на использование ламп накаливания мощностью более 100 ватт на территории РФ, он же практически обязал потребителей света, тепла, воды, ставить индивидуальные приборы учёта. Почему?

Федеральная власть понимает, что существующее положение дел с энергоемкостью ВВП тормозит экономический рост, делает наши товары более дорогими и менее конкурентоспособными и проводит мероприятия по исправлению патовой ситуации с энергоемкостью российской экономики. Все основные наши богатства – газ, нефть, уголь – являются невосполнимыми источниками энергии. Что произойдёт с нами, когда все это закончится?

Поэтому уже сейчас нужна работающая программа по снижению энергоемкости всей экономики, снижению потерь тепла и света на предприятиях, в сельском хозяйстве, транспорте, в ЖКХ, в обычных домах. Энергоресурсы постоянно дорожают: сложно предсказать точно, сколько будет стоить один КВтчас, скажем, в 2020-м году. Уже сейчас многие люди стали соблюдать правила энергосбережения чисто из экономических, «мещанских» побуждений: меньше потерь воды и тепла – меньше платишь денег из собственного кармана.

Рачительные хозяева воплощают свою мини программу энергосбережения: устанавливают энергосберегающие лампы (которые потребляют в несколько раз меньше электроэнергии, чем нитевые). Ставят сенсоры движения (свет включается только тогда, когда кто-то есть в помещении или идет по улице), участвуют в мероприятиях и рекламных акциях местных и федеральных властей по поиску путей экономии электричества и тепла. Уходя не только с работы, но и из дома, они следуют плакату «Уходя, гасите свет!». Протирают светильники с определенной периодичностью, чтобы улучшалась светопроницаемость абажуров и плафонов освещения. Наконец, оклеивают окна бумажным скотчем, чтобы в холода тепло жилища не выветривалось вон на улицу, отапливая замерзшие деревья и фонарные столбы. Девиз таких людей: энергосбережению в отдельном доме — быть!

В высших эшелонах власти

А что же происходило и происходит на уровне правительства РФ в плане энергосбережения? Еще при президентском сроке Дмитрия Медведева власть заглянула в этом вопросе вплоть до 2020-го года. 27 декабря 2010 года Правительство России за подписью В. Путина утвердило Государственную программу «Энергосбережения и повышения энергоэффективности на период до 2020 года». Сей документ поставил весьма амбициозные цели: к 2020-му году уменьшение энергоёмкости отечественного ВВП на не менее чем на 13,5% , максимальное использование новых методик и технологий строительства, достижений технического прогресса. Согласно программе, мы стремимся к снижению потерь тепла и света в наших коммунальных сетях, обучаем персонал, меняем электротехническое оборудование. Что ж, до 2020-го года время еще есть, и немало, но чтобы создать лучшую контролируемость хода исполнения программы, она была поделена на два этапа.

На втором этапе, то есть с 2016 и до 2020 года, планируется закрепить успехи первого этапа и сделать энергоэффективность основной чертой нашей экономики. Надо сказать, многие обыватели, да и специалисты в свое время скептически отнеслись к этой программе. Честно говоря, автору и самому трудно представить, как осуществить все эти масштабные мероприятия при столь низком исходном старте. Судите сами, все основные электрические фонды достались нам еще со времен СССР, то есть до 1991-го года. Более 80% зданий в стране построены до развала СССР, более 90% оборудования действующих электростанций, электрические сети – все родом оттуда. В СССР для населения услуги ЖКХ стоили копейки и, если протекал, скажем, кран на кухне, то он мог течь годами, никто на самом деде не беспокоился, сколько воды вот так уходит в пустоту.

Я помню из своего детства постоянно шуршащий поток воды в унитазе. Приходил какой-то дядя с разводными ключами, твердил о «дефиците прокладок», «нет материала» и проч. Электричество стоило копейки, и тогдашние программы по энергосбережению носили больше пропагандистский характер. Всем владело государство, а беречь свое личное и государственное – разные понятия. А сейчас, в начале 21-го века, вдруг стало необходимо платить за каждый литр потребленной воды. За каждый квтчас. электроэнергии. За каждый КДЖ тепла. Капитализм!

Несет ли федеральная программа, рассчитанная до 2020 года, некий пропагандистский оттенок? А почему нет! Я считаю, что программа сама по себе олицетворяет не только экономическую, но и положительную имиджевую составляющую. Если с самых высоких трибун нас призывают экономить электроэнергию, участвовать в широких мероприятиях пусть и низового уровня (типа «Час Земли»), если жители страны видят, что само Правительство озабочено проблемой энергосбережения и энергоэффективности, то и сами граждане начинают «подтягиваться» под сию планку.

Начать с себя

Простому человеку совсем необязательно ждать 2020-го года, чтобы поучаствовать и оценить энергоэффективность всей программы. Мы уже говорили, что замена нитевых ламп в индивидуальных жилищах на энергосберегающие привнесёт экономию энергопотребления и финансовых средств в несколько раз. А что если распахнуть наши входные двери? Мы живем не только в квартирах, домах, апартаментах! Есть еще наши подъезды, фонари уличного освещения, световая иллюминация и проч.

Управляющим компаниям проще вкрутить в подъезде нитевую лампу по привычке, и пусть она «лопает» намного больше электроэнергии, но ведь за все платит конечный потребитель: мы с вами. И утилизировать привычную «грушу» намного проще, чем энергосберегающую. Программа по энергосбережению, принятая Правительством РФ соответствующим Постановлением, так же призвана решить данную проблему. Сами УК, ДЕЗы, ТСЖ (последние в меньшей степени) весьма инертны в плане внедрения мероприятий по энергосбережению, им это подчас попросту не выгодно. Каков выход? Тут нужен «тройной удар»: сами люди, плюс законодатели, плюс демонстрация государством необходимости экономить не возобновляемые ресурсы – все это вкупе и станет нашим вкладом в благое дело энергосбережения.

Что предполагает Программа 2020

Как уже мы упоминали, энергетические мощности в стране критически изношены и логично предположить, что Программа включает в себя перечень мероприятий по замене древнего, обветшавшего оборудования на новое. Да и строить нужно теперь по-новому! Например, возьмем так называемые «умные дома». Они нашпигованы оборудованием, в том числе тем, что регулирует потребление энергоресурсов. Зачем топить батареи до белого каления, если датчики фиксируют оптимальную температуру в жилом помещении? В умном доме подобное исключено.

Это пример того, как инновационные технологии позволяют реально воплощать пункты Программы энергосбережения Правительства РФ. Конечно, к 2020-м году не удастся сделать и оборудовать все дома системой «умный дом». Но вот массово ввести счетчики не только на воду, но и тепло, газ (как в Европе) – задача достижимая, хотя и трудная. Дмитрий Медведев не раз говорил, что будет всячески поддерживать любые проекты, направленные на разработку и производство интеллектуальных приборов учета, «умных» приборов, и работа в этом направлении продолжается.

«Кадры решают все!» — так говорил один из советских вождей и во многом был прав. Программа и постановление по энергосбережению подразумевает обучение персонала на местах и функционеров на властных уровнях основным мероприятиям по повышению эффективности производства, его КПД в призме экономии затрачиваемых энергетических ресурсов.

То же самое электричество доставляется за тысячи километров до конечного потребителя по морально устаревшим электрическим сетям. Их тоже давно пора обновить! Планируется использовать иные, более современные и проводимые материалы, технологии, чтобы терять меньше мощности при транспортировке готовой продукции. Постановление Правительства РФ предполагает снизить эту часть потерь до 8-9% на период до 2020 года.

Что является основной целью новой Программы энергосбережения? Экономия! Согласно плану, уже к 2021–му году в результате эффективности принятой Программы экономия условного топлива достигнет 58 млн. с «хвостиком» тонн. Это же совершенно гигантские цифры!

Хорошо бы, что запланировано в Программе и закреплено Постановлением, не упокоилось в кабинетах чиновников и горе-руководителей, а сработало, было бы хотя бы частично достигнуто. Нам нужен результат, и только результат, без которого любое постановление – лишь пачечка красиво сложенной бумаги.

Дмитрий Медведев еще в 2010-м году призвал Губернаторов различных субъектов РФ активнее включится в работу по энергосбережению, издавать региональные Постановления, разработать Подпрограммы основной Программы энергосбережения на местном уровне. Где-то работа идет очень активно, как в Татарстане, где-то откровенно тормозится. Основная Программа энергосбережения имеет почти сотню региональных Подпрограмм и это еще одна трудность, с которой приходится иметь дело.

А как на селе?

Энергосбережение в условиях сельского хозяйства представляется важнейшей задачей согласно Программе 2020. Как сделать так, чтобы и урожай, скажем, отличный вырастить, и при этом на его хранение и сбор затратить меньше электроэнергии, солярки, бензина? Дедушкиными методами и бабушкиной техникой достичь энергоэффективности в сельскохозяйственном производстве в массовом масштабе нельзя. Программа подразумевает замену устаревшей технически и морально сельхозтехники на новую, с экономичными двигателями, внедрение энергосберегающих технологий в тепличном хозяйство, в животноводство. Соответствующие Постановления приняты в ряде регионов.

Кто платит?

На программу выделяются совершенно колоссальные средства. Конечная цифра запланирована в размере 9 триллионов 532 млрд. рублей. Из них лишь 70 млрд. деньги федеральные! Самая массовая доля будет как раз из ВНЕБЮДЖЕТНЫХ вливаний: 8 трлн. 837 млрд. рублей. Столь мощного привлечения денег частных инвесторов, региональных бюджетов, использования различных взносов участников данной программы, кредитных средств, помощь иностранных инвесторов трудно и припомнить. Как все это сработает к 2020-му году? Удастся ли аккумулировать столь гигантские и разношёрстные финансовые потоки в нужное время и нужном месте? Время покажет.

Программа как экологический проект

Если удастся выполнить хотя бы половину намеченных в Программе мероприятий по экономии ресурсов, то Матушка Природа и наши потомки однозначно скажут нам «Спасибо». Ведь со снижением энергоёмкости ВВП значительно облегчается нагрузка и на окружающую среду. То же выброс парниковых газов (СО2, СН4, N20) по плану должен уменьшится на 2436 млн. тонн до 2020-го года.

В тот же «Час Земли» в 2012–м году только в России по некоторым оценкам приняли участие до 15 млн. человек, выключив освещение на один час не только в частных домах, но и государственных учреждениях, в том числе и в зданиях некоторых региональных Правительств субъектов РФ. Сколько невозобновимых ресурсов не было сожжено? В масштабах страны немало.

Программа как инструмент

Дмитрий Медведев, ныне глава Правительства РФ, а в 2008-м году Президент страны, потребовал тогда, в год разгара кризиса на мировых рынках, научиться экономить. В том числе, и в области энергосбережения. Ведь даже если потратить на энергосбережение, скажем, 1 млн. рублей, то экономический эффект будет равен примерно 3 млн. рублей. Выгодно! Это понятно и без программ и постановлений правительства. Выходит, выгоднее экономить, чем производить электроэнергию заново, да еще доводить ее до конечного потребителя. Кризис подталкивает к подобным размышлениям, в это время приходится «подтянуть пояса», считать каждую копейку, каждый киловатт, каждый литр солярки.

Медведев установил некую планку, некий барьер, что необходимо взять: к 2020-му году сократить не менее чем на 13,5% энергоемкость российского ВВП. Откуда взята эта цифра? На основании расчетов. Будет ли достигнута эта планка, или иная, сейчас говорить рано, важно, что Программа Правительства 2020 и соответствующее Постановление дали ориентир, к которому следует стремиться. А сама Программа стала тем инструментом, который призван помочь достичь поставленной цели. Медведев не раз подчеркивал, что программа энергосбережения является ключевой в нашей экономике на данном этапе. Ключевой в ее модернизации.

В рамках выполнения Программы и соответствующих Постановлений Правительства (пример: Постановление от 1 июня 2010 г. №391 «О порядке создания государственной информационной системы в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности и условий для ее функционирования» придется проводить мероприятия на самых разных уровнях. Налаживать взаимодействие федерального Центра и региональных Правительств, крупному частному бизнесу работать вместе с государственными структурами, и наоборот.

Нельзя забывать и о «маленьком человеке» — рядовом гражданине. Он не должен быть «отрезанным» от данной проблемы, лучше всего, если каждый из нас в силу своих возможностей будет принимать участие в энергосберегающих мероприятиях на своем «поле». Да и сама Программа энергосбережения, по словам Дмитрия Медведева, в конечном счете, благоприятно скажется при ее успехе на кошельках рядовых граждан и приведет к существенной экономии денежных средств, затрачиваемых на услуги ЖКХ. Это очень важный момент.

Программа 2020 ищет начальную точку, отправной пункт. Как оценить энергоэффективность того, что уже достигнуто сейчас, и будет достигнуто (или не достигнуто) в будущем? Условием всякого контроля и управления является учет. Невозможно понять, сколько тратилось энергоресурсов раньше, и сколько сейчас, если не установить приборы учета. Повсеместное их внедрение и использование – один из приоритетных задач данной программы (см. Постановление Правительства РФ от 23 августа 2010 г. №646 «О принципах формирования органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации перечня мероприятий о энергосбережению и повышению энергетической эффективности в отношении общего имущества собственников помещений в многоквартирном доме»)

Второй составной частью контроля должно стать изучение существующего положения дел. Нужно понять, с какой точки начинается движение, в каком состоянии находятся наши сети, оборудование, квалификация персонала и т. то есть нужно провести громадную предварительную «электротехническую диспансеризацию», если так можно выразиться, тотальный аудит, чтобы понять состояние нашего «пациента» — энергетической системы страны. Кто станет тем «доктором», что будет мониторить успехи и неуспехи? Управлять Программой призвано созданное Российское Энергетическое Агентство. С него и буде спрос в первую очередь, а также с Губернаторов и Правительств субъектов РФ, о чем и говорил Дмитрий Медведев.

С месяц назад, 11 ноября 2013 года, довольно широкий круг лиц отмечал своеобразный праздник: Международный День Энергосбережения. Звучит красиво и величественно. В школах специалисты энергетических компаний рассказывают детям о методах энергосбережения, разъясняют сущность мероприятий по энергосбережению, поясняют, зачем это делать, как каждый из нас может стать частью лучшего и менее энергоемкого будущего. До взрослого населения, к сожалению, подобная информация доходит «со скрипом». Ее попросту мало. Но мощные подвижки в этом деле уже есть на самом высоком уровне – в Правительстве — и Федеральная программа по экономии энергоресурсов, рассчитанная до 2020 года – яркий тому пример.

Михаил Берсенев, Москва

ТАСС, 7 октября. Российские ученые создали антиотражающие покрытия, которые позволят увеличить поглощение солнечного света за счет уменьшения потерь на отражение. Это поможет повысить энергоэффективность солнечных батарей, пишет пресс-служба Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (СПбГЭТУ) «ЛЭТИ».

«Как известно, любые покрытия способны отражать, поглощать и пропускать солнечный свет. Наши покрытия являются антиотражающими, то есть доля отраженного от них электромагнитного излучения на 1-2 порядка ниже, чем доля прошедшего и поглощенного. При этом содержание углерода позволяет регулировать соотношение между ними», — отметила Екатерина Муратова, доцент СПбГЭТУ «ЛЭТИ»  и один из авторов исследования.

Одним из важнейших вопросов современности является состояние окружающей среды. Снизить риск причинения ей вреда позволяет альтернативная энергетика — получение энергии из возобновляемых источников, таких как солнце, вода и ветер. Особенно перспективным является направление солнечной энергетики — за счет полного отсутствия вредных выбросов в атмосферу. Несмотря на экологичность, этот метод добычи энергии имеет свои недостатки — используемые сегодня покрытия не обеспечивают полного поглощения солнечного света.

Как отмечают в вузе, создание антиотражающих покрытий базируется на принципе электрохимического анодирования алюминиевых подложек — в электролит на основе щавелевой и винной кислот погружается алюминий и под действием электрического тока формируется углеродосодержащее пористое покрытие.

«Наша технология наиболее экономически выгодна по сравнению с технологиями создания аналогов абсорбирующих элементов, например, на основе кремниевых пластин, за счет использования относительно недорогих материалов — это алюминий, в виде фольги или покрытия, и электролитов с различной концентрацией винной и щавелевой кислот. Также процесс менее энергозатратный и не требует дорогостоящего оборудования», — добавила Муратова.

По словам ученых, разработанная технология позволит использовать покрытия не только в видимом, но и в инфракрасном диапазоне спектра. Это может лечь в основу исследований энергетики «умной одежды», электропитание которой будет осуществляться за счет тепла человеческого тела. На следующих этапах планируется модифицировать покрытия путем формирования нанокомпозитов.

Разумное и рачительное использование энергетических ресурсов является одной из самых актуальных и насущных проблем современного общества. Над решением задачи предотвращения масштабного энергетического кризиса, способного привести к катастрофе мирового масштаба, в настоящее время работают ведущие научно-исследовательские центры, крупные компании, государственные корпорации. Наиболее эффективным путем экономии ресурсов является разработка и внедрение современных технологий энергосбережения и повышение энергоэффективности.

Энергосберегающими технологиями называют всевозможные промышленные и бытовые процессы, призванные сократить потребление энергетических ресурсов и материалов на единицу продукции или производство источника энергии. Реализацию процесса энергосбережения возможно осуществить двумя путями – сокращение потребления традиционных энергоносителей за счет их замены альтернативными источниками энергии повышение эффективности их использования.

Нередко между понятиями энергосбережение и энергоэффективность ставится знак равенства. Поэтому следует отметить, что под понятием энергетической эффективности подразумевается комплекс характеристик, отображающих соотношение эффективности использования энергоресурсов к затратам на получение этих ресурсов. К числу характеристик энергосбережения относится класс энергоэффективности, отражающий степень полезности продукта с точки зрения экономии энергоресурсов.

Разработка и внедрение прогрессивных технологий энергосбережения и энергоэффективности как в производственную, так и бытовую сферу, помимо прочего, является важнейшим шагом на пути решения актуальных как никогда ранее экологических проблем, в числе которых глобальное изменение климата, чрезмерное загрязнение атмосферы, истощение природных ресурсов.

Основные пути экономии энергетических ресурсов

Далее рассмотрим базовые принципы экономии энергетических ресурсов, в числе которых:

• замена традиционных энергоносителей альтернативными источниками энергии;
• применение вторичных энергоресурсов;
• внедрение энергоэффективных технологических процессов и замена оборудования;
• рационализация использования имеющихся энергоресурсов;
• оценка уровня целесообразности внедрения новых энергосберегающих технологий.

Вышеназванные принципы актуальны как для крупных промышленных предприятий, так и для частных домовладений. При этом важно отметить, что энергосбережение основывается не только на поисках дополнительных путей получения энергии, но и на рациональном использовании и экономии имеющихся ресурсов.

Более подробно рассмотрим некоторые принципы повышения энергоэффективности.

Сегодня как никогда ранее актуальна проблема использования альтернативных источников энергии. В большинстве случаев в качестве альтернативы рассматриваются возобновляемые источники энергии, такие как энергия солнца, воды, ветра, земной коры, которыми можно, в определенной степени, заменить традиционные энергоносители – нефть, газ, уголь и древесину.

• Солнечная энергия. Энергию солнца сегодня используют посредством солнечных батарей и коллекторов. Батареи представляют собой специальные фотоэлементы, напрямую преобразующие энергию солнца в электричество. Коллекторы не вырабатывают электрический ток, а нагревают теплоноситель, который может быть использован для подогрева воды и прочих целей.
• Энергия ветра. Ветряные электростанции, вырабатывающие электроэнергию за счет вращения лопастей, приводимых в движение ветром, в настоящее время достаточно эффективно используются в раде стран Европы. Достаточно отметить, что треть электроэнергии, потребляемой в Германии, вырабатывается на ветряных станциях.
• Энергия воды. В качестве альтернативного источника энергии вода рассматривается не в плане выработки электроэнергии на гидроэлектростанциях. Специалистами разработаны теплоносители, преобразующие тепло воды в озере или бассейне для обогрева домов и их обеспечения горячей водой.
• Энергия земли. Аналогичные теплоносители способны накапливать тепло верхнего слоя земной коры для использования в коммунальных целях. Подобные устройства достаточно удобны в использовании, так как для их действия не требуется наличия водных источников и громоздких ветряков — теплоносители могут располагаться на небольшой глубине под газоном или в специальных скважинах.

Вторичные энергоресурсы

Повторное использование энергии является одним из важнейших факторов энергосбережения. В качестве примера использования вторичных энергоресурсов можно привести модернизацию систем вентиляции и кондиционирования воздуха здания, позволяющую возвращать определенную часть выходящего за пределы строения тепла. Этот процесс называется рекуперацией. Энергосбережение в данном аспекте выражается в сохранении наличествующей в здании тепловой энергии.

Принцип действия рекуператора достаточно прост – посредством пластин, обладающих высокой теплопроводностью, теплый воздух, вытягиваемый из здания, нагревает поступающие снаружи холодные воздушные потоки. Благодаря этому в здание поступает не холодный, а слегка подогретый воздух, что снижает расходы энергии на отопление за счет рационального использования имеющейся тепловой энергии.

Помимо пластинчатых рекуператоров, описанных выше, существуют и иные конструкции устройств. В частности, достаточно распространены роторные рекуператоры с вращающимися элементами и промежуточным теплоносителем.

Внедрение энергоэффективных технологических процессов и оборудования

Высокая значимость внедрения новых энергоэффективных технологий проявляется наиболее зримо в промышленности, строительстве и быту.

Энергосбережение в промышленности

Промышленные предприятия чаще всего внедряют технологии, дающие значимый энергосберегающий эффект. Представим наиболее эффективные меры энергосбережения в промышленности.

• Базовые технологии для производств – использование теплообменников, электродвигателей с переменной частотой вращения, сжатого воздуха, пара.
• Повышение эффективности производства энергии за счет модернизации котельных, когенерации, тригенерации.
• Замена энергозатратного изношенного оборудования на современные эффективные устройства. Следует отметить, что энергосберегающие режимы работы особо актуальны для агрегатов, определенное время работающих с пониженной нагрузкой. Существуют решения, позволяющие добиться снижения потерь энергии при работе промышленного электрооборудования – внедрение частотно регулируемых приводов, применение конденсаторных установок. Так, частотно регулируемые приводы с интегрированными элементами оптимизации потребления электроэнергии, позволяют изменять частоту вращения с учетом реальных нагрузок. Подобный режим работы позволяет снизить энергопотребление на 30-50%. Важно отметить, что применение частотно регулируемого привода зачастую не требует замены имеющегося электродвигателя, что позволяет осуществить модернизацию производства без значительных затрат. В настоящее время частотно регулируемые приводы активно внедряются не только на промышленных производствах, но и в сфере жилищно-коммунального хозяйства.

Детальная информация и технические характеристики стабилизаторов Ortea промышленного и бытового назначения представлена на сайте orteamoscow

Не секрет, что наиболее энергозатратными отраслями промышленности являются металлургия, машиностроение и химическая промышленность. Технологические процессы в данных отраслях сопровождаются значительными потерями энергии, возникающими за счет:

• трения при работе механических систем;
• избыточных тепловых потерь, расходуемых на непроизводительный обогрев окружающей среды;
• потерь электроэнергии в процессе передачи мощности на значительные расстояния;
• магнитных потерь в процессе трансформации одного вида энергии в другой.

С целью повышения энергоэффективности производств осуществляется:

• увеличение потребления вторсырья и производственных отходов;
• оптимизация технологических процессов посредством автоматизации и компьютеризации производств;
• внедрение современного оборудования с высоким коэффициентом полезного действия в процессе эксплуатации;
• разработка и внедрение безотходных технологий производства.

Особое внимание внедрению энергосберегающих технологий уделяется в сегментах массового производства, таких как автомобильная промышленность. Энергосбережение здесь сопровождает весь процесс создания транспортных средств – от их разработки до сборочного конвейера.

Если вас заинтересовала данная статья, рекомендуем к прочтению: Энергосбережение в строительстве

Пеностекло НЕОПОРМ® cочетает в себе комплекс важнейших эксплуатационных свойств: долговечность, безопасность и многолетнюю энергетическую эффективность. Ни один из традиционно применяемых сегодня в России теплоизоляционных материалов на основе пенопластов или стекловолокна не позволяет создавать столь же эффективные, безопасные и долговечные системы тепловой защиты, как системы на основе пеностекла НЕОПОРМ®.

Многолетний опыт применения аналогичного материала в США и Европе доказал отсутствие ограничений по применению пеностекла для создания систем тепловой защиты на объектах самого разного назначения. В то же время горючие пенопласты и волокнистые материалы, содержащие токсичные связующие и канцерогенные волокна, серьёзно ограничены по сферам и объёму применения с точки зрения пожароопасности и санитарных норм.

Экономический эффект для потребителей достигается за счет многократного сокращения расходов на энергоресурсы при эксплуатации зданий и сооружений, трубопроводов и оборудования в течение многолетнего периода эксплуатации объекта. Более того, применение пеностекла НЕОПОРМ® предполагает многократное сокращение затрат на эксплуатационные и капитальные ремонты систем тепловой защиты втечение всего срока службы объекта.

Государственный эффект от внедрения систем тепловой защиты на основе пеностекла НЕОПОРМ® позволяет экономить первичные энергетические ресурсы, сократить выбросы парниковых газов в атмосферу и снизить нагрузку на окружающую среду в целом.