ЧТОБЫ НЕ ЗАМЕРЗНУТЬ В ХОЛОДНОЙ СТРАНЕ…

Высокоэффективные энергосберегающие технологии могут реально принести большой экономический эффект и не только в сфере промышленного производства. Это выгодно всем.

Сергей Алексеенко,
член-корреспондент РАН

Проблему энергосбережения можно отнести к одной из наиболее актуальных в России за последние годы. Ее важность обусловлена несколькими причинами. Прежде всего, отметим, что Россия — самая холодная страна мира. Наша страна несравнимо холоднее, чем, скажем, Норвегия или Канада. Поэтому затраты на теплообеспечение являются определяющими в общих расходах хозяйства страны. Так, в Сибири на теплообеспечение тратится до 60 процентов топлива. В такой ситуации вопросы энергосбережения возникают неизбежно. Заметим, что каких-нибудь десяток лет назад в России просто не существовало понятия энергосбережения. Дешевизна энергоресурсов способствовала расточительности. Однако глубокий кризис в экономике страны привел к необходимости проведения энергосберегающих мероприятий. Более того, появилась новая проблема — проблема энергобезопасности как отдельных регионов, так и страны в целом. К сожалению, несмотря на остроту проблемы, существенных сдвигов в ее решении не наблюдается. Можно назвать много причин — и нехватку финансовых средств, и несовершенное законодательство, и отсутствие стимулирующих мер.

Как решается в трудных условиях проблема энергосбережения в Сибири и непосредственно в Сибирском отделении РАН — рассказывает в своей статье председатель научно-координационного совета СО РАН по энергосбережению, член-корреспондент С.Алексеенко.

Начало положено "Сибирским соглашением"

На уровне Сибири в организационном плане важную роль играет Координационный совет по энергоресурсосбережению Межрегиональной Ассоциации "Сибирское Соглашение". Совет возглавляет губернатор Томской области В.Кресс. Основная задача совета — координация усилий регионов Сибири по созданию и реализации общесибирской и региональных программ энергоресурсосбережения. На сегодня лишь несколько регионов имеют собственные программы энергосбережения. Успешнее других — как по формированию, так и реализации энергосберегающих мероприятий — действуют в Томской области. В частности, разработан типовой Паспорт региональной целевой программы "Энергосбережение". Для определенности нелишне процитировать цели и задачи: "Создание организационных, правовых, экологических, научно-технических и технологических условий, обеспечивающих снижение потребления энергетических ресурсов, вовлечение неиспользуемых источников энергии, согласование интересов территорий, производителей, потребителей энергии по эффективному использованию энергетических ресурсов". В документе указывается ожидаемая экономия топливно-энергетических ресурсов в течение срока реализации программы. По данным томичей каждый рубль, вложенный в энергосбережение, дает от 2,5 до 4-х рублей в год прибыли.

В Новосибирске основные документы приняты в течение последних четырех лет. В их числе Закон Новосибирской области "Об энергосбережении на территории Новосибирской области" (1997); областная целевая программа "Энергосбережение в Новосибирской области на период до 2005 г." (1998); целевая программа "Энергосбережение г. Новосибирска на период до 2005 г." (1999). В работе находятся также "Концепция энергетической стратегии", "Схема энергообеспечения г.Новосибирска на период до 2010 г. и на перспективу 2015 г." и городская программа теплобезопасности. Частичное финансирование программы осуществляется Новосибирским областным фондом "Энергосбережение", который существует за счет отчислений от доходов энергопроизводящих предприятий. Однако ограниченность бюджета фонда не позволяет в полной мере обеспечить выполнение программ. Поэтому формирование механизмов финансирования энергосберегающих мероприятий является краеугольным камнем в реализации программ. Понятно, что большинству предприятий придется обходиться собственными силами. При этом важно правильно рассчитать потенциал энергосбережения, срок окупаемости и соответствующий экономический эффект.

Для себя и для других

В Новосибирском научном центре работа по энергосбережению началась в 1993 г. с решения о внедрении приборов учета. В связи с этим в 1995 г. был создан "Сибирский центр теплометрии". Но наиболее активная деятельность была развернута в течение последнего года. В декабре 2000 г. Постановлением Президиума Сибирского отделения образован научно-координационный совет СО РАН по энергосбережению, который я и возглавил. Заместителями председателя Совета избраны академик В.Пармон и главный инженер СО РАН В.Набивич, а ученым секретарем — доктор технических наук А.Серов. Основные функции Совета — разработка и реализация программы энергосбережения СО РАН, а также участие в аналогичных программах г. Новосибирска и области.

Сибирское отделение имеет огромный научный потенциал. Поэтому другая, более глобальная цель деятельности Совета — внедрение в Новосибирске и Сибирском регионе высокоэффективных энергосберегающих технологий и мероприятий, которые реально могут принести большой экономический эффект. И не только в области энергосбережения, но и в целом в сфере промышленного производства. В связи с этим Совету поручено подготовить предложения по созданию Демонстрационной зоны СО РАН по энергоэффективности, предназначенной для демонстрации и рекламы новейших разработок СО РАН в области энергосберегающих технологий.

Следует отметить, что двумя годами раньше в Москве был создан Совет по программе "Повышение эффективности использования учреждениями РАН энергоресурсов и сокращение расходов на эти цели" под председательством вице-президента РАН академика В.Фортова. Для реализации данной программы на базе Объединенного института высоких температур РАН были созданы Научно-технологический центр энергосберегающих процессов и установок и специализированное предприятие "Академэнергосервис". Опыт и рекомендации Московского Совета были учтены при формировании Совета СО РАН. Принципиально важным моментом следует считать тот факт, что Президиум СО РАН выделил целевые средства на программу энергосбережения в 2001 г. А это — гарантия выполнения основных запланированных мероприятий.

Базовый вариант программы энергосбережения СО РАН на период до 2005 г. принят в марте 2000 г. Определен комплекс первоочередных мер. В том числе — энергетическое обследование научных организаций и муниципальных объектов СО РАН, монтаж приборов учета (теплосчетчиков, расходомеров воды и сжатого воздуха, современных автоматизированных многотарифных электросчетчиков), создание информационных центров (центров сбора, обработки и передачи данных). С целью отработки технических и организационных решений в 2000 г. были выбраны пять научных организаций: в Новосибирске — Институт ядерной физики, Институт теплофизики, КТИ Вычислительной техники и ГПНТБ; в Красноярске — СКТБ "Наука". В каждой организации создается свой центр сбора данных (нижний уровень), откуда информация по сети Интернет поступает в центральную диспетчерскую Службы Главного инженера СО РАН (верхний уровень). Уже в 2001 году предполагается массовое подключение других организаций СО РАН к указанной системе. Причем, поставлена задача не только учета, но и регулирования потребления энергоресурсов. Одним из основных разработчиков системы является КТИ Вычислительной техники. Аналогичная система предложена к широкому внедрению в г.Новосибирске. Проект в настоящее время находится на экспертизе в департаменте жилищно-коммунального хозяйства и энергетики мэрии Новосибирска.

Из других ближайших мероприятий хотелось бы выделить запланированную установку двух противодавленческих паровых турбин суммарной мощностью 12 МВт на ТС-1 СО РАН (газовая котельная в Академгородке). Это весьма эффективное мероприятие, поскольку для выработки электроэнергии используется энергия пара высокого давления — 39 ат. (сейчас давление просто сбрасывается путем редуцирования). При благоприятных обстоятельствах паровая турбина мощностью 6 МВт может быть запущена уже в конце 2001 г. Турбины выпускаются Калужским турбинным заводом, а их монтаж осуществляется специализированными предприятиями "Турбокон" (Калуга) и "Сибтурбокон" (Новосибирск). В Новосибирске достаточно велико количество котельных, где можно установить противодавленческие турбины для выработки электроэнергии с суммарной мощностью более 100 МВт.

Здесь уместно сделать замечание, что на сегодня быстрое решение энергетических проблем в стране возможно только на основе применения природного газа, хотя бы с сохранением нынешнего уровня поставок. Тогда немедленно встанет вопрос об эффективности использования газа. Ответ известен. На существующих паровых котельных необходимо устанавливать противодавленческие турбины для дополнительной выработки электроэнергии. А при модернизации газовых котельных или строительстве новых ТЭЦ на газе необходимо применять газотурбинные установки (ГТУ) с котлом-утилизатором или парогазовые установки (ПГУ) с высоким КПД. Вариант с ГТУ рассматривается в перспективе и для ТС-2 Академгородка.

Другой назревшей задачей для Новосибирского Академгородка следует считать модернизацию системы теплоснабжения. Сейчас эта открытая система, то есть одна и та же нагретая вода из котельной идет на отопление и на горячее водоснабжение. Это приводит к значительным потерям тепла и большим материальным затратам на водоподготовку. Подходящее решение состоит в том, чтобы перейти к системе закрытого типа, для чего в зданиях необходимо установить индивидуальные теплопункты и таким образом децентрализовать подготовку горячей воды для отдельных домов.

Демонстрационная зона

Теперь вернемся к еще одному важнейшему вопросу — созданию Демонстрационной зоны СО РАН по энергоэффективности. Под Демонстрационной зоной в широком смысле слова подразумевается ряд конкретных действующих объектов, принятых в эксплуатацию и расположенных как на территории Академгородка, так и в Новосибирске и в регионах Сибири. Эти объекты создаются на основе научно-технических разработок СО РАН или внедренческой деятельности СО РАН в области энергосберегающих технологий и соответствующим образом сертифицируются. К ним предъявляются особые требования по качеству исполнения, дизайну, рекламе, чтобы у потенциального заказчика не оставалось никаких сомнений и вопросов по поводу использования данного оборудования. Информация об объектах Демзоны будет размещена в Выставочном комплексе СО РАН и Интернет-странице Совета.

Дадим краткий перечень потенциальных объектов Демонстрационной зоны СО РАН: ультразвуковой теплосчетчик "Тритон"; информационный центр сбора данных по учету потребления энергоресурсов; абсорбционные термотрансформаторы (тепловые насосы и холодильные машины); парокомпрессионные тепловые насосы; паровая турбина с противодавлением; локальная система оборотного водоснабжения; топливный элемент; каталитический генератор тепла; экодом-лаборатория; газоанализатор ПЭМ-2 для контроля вредных выбросов; аппарат мгновенного вскипания для очистки и утилизации вод и другое оборудование.

Прокомментируем некоторые разработки. Так, ультразвуковой теплосчетчик "Тритон" разработан в ИТ СО РАН и запущен в серийное производство в 2000 г. в холдинговой компании "НЭВЗ--Союз". "Тритон" предназначен для коммерческого учета потребления тепла и расхода воды и устанавливается на трубопроводах. В 2001 году запланировано серийное производство многолучевых расходомеров для магистральных теплопроводов. Подписано соглашение с мэрией о массовой установке теплосчетчиков "Тритон" на муниципальных объектах г. Новосибирска. Опыт эксплуатации теплосчетчиков в нынешнем отопительном сезоне показал, что срок окупаемости приборов составляет два месяца.

Еще одна важная разработка ИТ СО РАН — абсорбционные бромистолитиевые термотрансформаторы (тепловые насосы и холодильные машины). За счет использования низкопотенциального тепла тепловые насосы позволяют экономить до 50 процентов топлива. Применение тепловых насосов — один из важнейших аспектов энергосберегающей политики в мире. Тепловые насосы абсорбционного типа впервые изготовлены в России под научным руководством академика В.Накорякова. Они полностью прошли ресурсные испытания. Так, тепловой насос мощностью 2 МВт находится в эксплуатации на ТЭЦ-4 г. Новосибирска уже в течение 2 лет, не имея никаких претензий от заказчика. Подписан протокол о подготовке к запуску в серийное производство абсорбционных машин и другого энергосберегающего оборудования на заводе "Кемеровохиммаш". В конце января на этом заводе прошла презентация впервые изготовленной абсорбционной холодильной машины нового поколения мощностью 2 МВт. Не обойдена вниманием и угольная тематика. В отделе теплоэнергетики ИТ СО РАН в сотрудничестве с рядом организаций предложены и готовятся к внедрению такие технологии, как плазменный розжиг, сжигание водо-угольных суспензий, сжигание в циркулирующем кипящем слое, замена мазута углем сверхтонкого помола.

Просматривается и более отдаленная перспектива. В частности, — строительство крупного экопоселка высокой энергоэффективности вблизи Академгородка; создание сети КРТС — комплексных районных тепловых станций, использующих в качестве топлива горючие производственные и муниципальные отходы; проектирование и строительство самого крупного в мире завода по производству солнечных элементов суммарной мощностью 25 МВт на базе сверхскоростной технологии осаждения пленок кремния (совместный проект СО РАН — Минатом); разработка и выпуск энергосберегающих источников света индукционного типа.

Успешная реализация программы энергосбережения и создание Демонстрационной зоны возможны только при плотном взаимодействии СО РАН с организациями энергетического профиля и вузами, а также при поддержке населения. Последний фактор представляется весьма важным, в связи с чем необходимо предпринять усилия по пропаганде политики энергосбережения.