Современная статистика неутешительна: топливо дорожает, дешевой нефти больше не будет, а экологическая ситуация ухудшается с каждым днем. В этой связи проблемы энергоэффективности сегодня выходят на государственный уровень. Соответствующие программы разработаны во многих странах мира, в том числе и в России — однако в нашей стране меры по экономии энергии носят несколько бессистемный характер. Достаточны ли они? Какие технологии необходимо использовать при строительстве и модернизации зданий, чтобы достичь если не «нулевого» энергопотребления, то хотя бы снизить его?
Мировая структура электропотребления такова, что основными пользователями являются ЖКХ и городские коммерческие организации, производственные же субъекты потребляют значительно меньше энергоресурсов. Хотя и тут нужно оговориться – от внешних поставщиков.
Производственные процессы заставляют так или иначе снижать расходы, включая пути собственной выработки энергии с помощью котлового и генераторного оборудования. Обладая большими технологическими возможностями – производственные предприятия в состоянии найти больше способов снижения энергопотребления. Но эта проблема встает также и и перед ЖКХ и коммерческими структурами непроизводственного характера. Как правило, структура энергопотребления в них распределяется в пользу отопления и вентиляции, которые составляют до 85% от расходов, в то время как на долю электропитания остаётся 15%. На бытовом уровне в структуре коммунальных платежей эта доля достигает 60%.
Экономия и еще раз экономия
Человек зачастую склонен к нерациональному расходованию энергоресурсов. Автоматика же не может что-либо делать необдуманно, если исключить вариант поломки. В данной ситуации естественным выходом является исключение человека из процесса – то есть автоматизация энергопотребления, когда с помощью датчиков отслеживается присутствие и уровень освещённости, вентилирования и отопления, а весь процесс регулируется на основании этих данных.
Стоит заметить, что полуавтоматика, которая программируется на усмотрение владельца или настройщика, не настолько существенно снижает потребление, поскольку используются не текущее положение и наличие людей в помещении, а усреднённые данные по суточному циклу: день-ночь. Использование же интеллектуальных систем позволяет одновременно обеспечить комфортное нахождение в помещении и экономично потреблять ресурсы. Надо отметить, что в «умных» системах зданий выделяются автоматизированные подсистемы — например, пожарная и охранная, подсистемы кондиционирования, управления светом, вентиляции, а также управления аудио и видео. Здесь интеллектуальная надстройка играет координирующую роль единого мозгового центра.
В последнее время в России принимаются меры по эффективному использованию энергоресурсов. Примером могут служить изменения, внесённые в нормативно-правовую базу по госстандартам, санитарно-эпидемиологическим нормам и правилам в части теплоизоляционных материалов, а также проектирования, строительства и эксплуатации ряда сооружений. Действия государства в этом направлении ещё несколько лет назад были бессистемными и эпизодическими, но сейчас складываются в более-менее стройную систему, преследуя цель методами правового регулирования обеспечить эффективное энергопользование. Наиболее широкую огласку в средствах массовой информации получило решение президента о запрете ламп накаливания 100 и менее ватт с последующей заменой их на энергосберегающие.
Эксперты на марше
Отчасти благодаря вниманию государства, а также озабоченности компаний вопросами эффективного энергопотребления, это направление получило активное развитие. Это было особенно заметно на 4-й специализированной Конференции «ПТА. Интеллектуальное здание — 2011».
Мероприятие было посвящено практическим вопросам использования интеллектуальных систем при строительстве с акцентом на повышение уровня комфорта, оптимизации эксплуатационных затрат и ресурсов. Также поднимались проблемы эффективного использования инженерных сетей и безопасности человека в здании. Ряд государств инвестируют в это направление существенные средства, ведь по прогнозам к 2014 году потребности данного сектора рынка составят 171,4 млрд долл. В правительствах США и Канады, например, созданы специальные группы по коммерциализации изобретений и инноваций в этой отрасли. Идет работа по субсидированию при внедрении также и через специализированные компании коммерциализации. Совершенно очевидно, что это направление является одним из приоритетных в глазах не только руководства стран, но и ряда крупных компаний, поскольку рассчитано на массового потребителя.
Если вернуться к государственному аспекту вопроса, то можно сказать, что основная тенденция для России — это отказ от централизованной системы генерации энергии в пользу распределенной. В странах Европы и Америки ведущим трендом признано построение и поддержка систем замкнутого топливного цикла: это всевозможные «зеленые» решения, а также гидроэлектростанции и, в недалеком будущем, ядерные реакторы на быстрых нейтронах.
Не менее важное направление – это разработка «умных» бытовых приборов с регулируемым профилем энергопотребления, а также изменение [a6] тарифных сеток, в том числе создание динамических тарифов, которые могут меняться через несколько секунд после изменения стоимости энергии на рынке. И, конечно, основной акцент делается на собственно энергосбережение. В следующем году в Евросоюзе станет обязательным применение энергосберегающих автоматизированных систем. В планах до 2018 года стоит массовоe строительство зданий с «нулевым потреблением», а с 31 декабря 2020 года такими будут все новые здания в Европе.
От разработок к реальности
Вопросам энергосбережения был посвящен доклад представителя компании EVIKA Андрея Шмакова. Его темы были сформулированы так: «Особенности построения больших и сверхбольших систем автоматизации зданий» и «Технология Konnex (KNX) в энергосбережении».
Господин Шмаков рассказал о существующем сегодня системном подходе к построению систем распределения и генерации энергии между потребителями, который называется smart grid. Если говорить упрощенно, то это метод рационального распределения энергопотребления между разными местами в соответствии с возникающими потребностями, а также создания решения для генерации необходимой энергии в рамках домашней энергосистемы.
По мнению эксперта, наиболее осмысленным подходом при решении задачи энергосбережения является включение систем автоматизации в проект ещё на стадии его создания. Важность использования подобных систем кратно повышается с каждый днем.
Интересными разработками в этом направлении сегодня занимается компания EVIKA, рассматривая процесс внедрения систем автоматизации не только как инструмент повышения комфорта, но также как инвестиции с коротким сроком окупаемости. Конечно же, как и везде, без затрат не обойтись, но уже через короткое время они приводят к экономии расходов. Заманчиво, не правда ли?.
С точки зрения функционально-стоимостного анализа, эффективность автоматизации энергопотребления очень высока. Хотя в структуре бизнес затрат принято применять иную коэффициентную шкалу — ROI (return of investment), а не КПД (коэффициент полезного действия). Автоматизация энергопотребления ставит перед собой цель эффективного использования каждого киловатта энергии.
По словам господина Шмакова, «Zero Energy Building»или здание с нулевым потреблением создается на трех китах – технологии «пассивного» дома (улучшенная теплоизоляция, ориентирование по сторонам света и так далее), автоматизации всех процессов управления в доме и микрогенерации энергии на основе альтернативных источников.
Как и в других отраслях, на рынке систем автоматизации существуют более продвинутые технологии, близкие к тому, чтобы стать международными стандартами. Немаловажной является и возможность интеграции в IP-сети. Среди таких технологических решений можно назвать KNX, Backnet, LonWorks. Однако рынок еще довольно молод, а эти стандарты не приобрели массового использования. Так что, конечно, развитие этих технологий нуждается в субсидировании и поддержке со стороны государства.
Александр Чайка / CNews